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目前在核燃料后处理、高放废液处置等领域中最有效分离镧系元素的方法是溶剂萃取法。由于稀土元素原子结构相似,使得它们经常紧密结合并共生于相同矿物中,这给单一稀土元素的提取与分离带来了相当大的困难。镨、钕是稀土中性质最为相似又最难分离的一对元素,用化学法很难将其分离,工业生产通常采用萃取法和离子交换法。
在稀土元素的萃取分离中为了提高萃取效率和实现选择性分离,选择适宜的萃取剂是首要问题。近年来,人们一直致力于发现新的萃取剂、协萃体系或者新的分离办法来克服这个困难。8-羟基喹啉是一种金属离子的有效萃取剂,在通常情况下它可以与金属离子形成稳定的化合物,因此被广泛地应用于液液萃取中。本论文以有效的萃取、分离稀土元素为目的,探讨了由8-羟基喹啉和协萃剂组成的新的协同萃取体系的萃取性能,并详细研究了8-羟基喹啉单独、协同萃取稀土元素的机理以及稀土离子之间的分离性能。
在完成溶剂萃取的基础上,尝试第二种分离方法--用磁性微胶囊分离技术分离稀土。磁性微胶囊符合生物吸附剂的发展要求,能利用磁性分离的办法,有效地分离、回收废水中的稀土离子。本文初步探讨了一种通过新的磁性修饰材料的吸附来实现稀土离子分离的办法。
本论文的工作主要有以下几个方面:
1.研究8-羟基喹啉在盐酸介质中萃取稀土离子Pr3+,Nd3+,La3+时振荡时间、酸度、萃取剂浓度、Ac-浓度对萃取规律的影响,以及它们的反萃性能,得出反应机理,并分析他们之间分离的可能性。
2.研究8-羟基喹啉和P507(2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯)构成的协同萃取体系有效萃取分离Pr3+,Nd3+,La3+的可能性,详细考察混合体系在盐酸介质中对稀土元素Pr3+,Nd3+,La3+的协同萃取规律及反萃性能,得出此混合体系萃取Pr3+的反应机理,并计算稀土元素之间的分离系数。
3.合成一种带有磁性的含有8-羟基喹啉的藻酸盐微胶囊。详细地研究吸附时间、酸度、平衡时金属离子浓度对吸附量的影响,考察该微胶囊对La(Ⅲ)是否具有良好的吸附性能以及它的吸附机理。