Método de extração por solvente

Nov 23, 2023

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Possuindo características de grande escala e continuidade, é um método importante para agrupar ou separar elementos de terras raras. Os sais de terras raras, em um determinado sistema e equipamento de extração, passam por múltiplos contatos e redistribuição entre a fase orgânica e a fase aquosa para alcançar o agrupamento de múltiplos elementos e a separação de elementos individuais. Os extratantes utilizados incluem solventes contendo oxigênio (cetonas, éteres, álcoois, compostos de éster), fosfatos (como tributil fosfato, di-2-etilhexil fosfato), aminas (trialquilaminas, clorotrialquilaminas), ácidos carboxílicos (ácidos graxos, cicloalcanos ) e extratores quelantes que podem formar quelatos com íons metálicos. O equipamento de extração utilizado inclui um extrator de clarificação mista, uma torre de extração e um extrator centrífugo. Em sistemas de extração de complexação neutra, os extratantes são compostos orgânicos neutros, como tributil fosfato (TBP) e dimetil heptil fosfato (P-350). A substância extraída é o sal inorgânico R (NO3) 3, e o composto extraído formado pela sua combinação é um complexo neutro. Os extratores neutros de fósforo e oxigênio são os mais importantes, entre os quais o P-350 tem uma capacidade mais forte de extrair terras raras do que o TBP. Ao extrair e separar terras raras no sistema de ácido nítrico P-350 ou TBP, os fatores que afetam a taxa de distribuição e o coeficiente de separação incluem acidez, concentração de terras raras, agente de precipitação de sal e concentração de extratante. Em sistemas de extração de complexação ácida, o extratante é o ácido orgânico fraco HA. O mais importante é o extratante ácido de fósforo e oxigênio, di-2-etilhexilfosfato (P-2O4), que geralmente existe na forma de uma molécula de dímero H2A2 em solventes apolares (querosene). O dímero é formado por duas ligações de hidrogênio OH... O e pode ser extraído em soluções ácidas. Sua razão de distribuição aumenta com o aumento do número atômico (diminuição do raio iônico). Em sistemas de extração por associação iônica, o extrator é um composto orgânico contendo oxigênio ou nitrogênio, e a substância extraída é geralmente um ânion complexo metálico. Os dois formam um complexo de extração por associação iônica e entram na fase orgânica. Os mais importantes são os extratantes de amina (aminas primárias, secundárias, terciárias e sais de amônio quaternário). Eles só podem extrair elementos metálicos que podem gerar ânions complexos (como terras raras), e metais alcalinos e alcalino-terrosos que não podem gerar ânions complexos não podem ser extraídos, portanto sua seletividade é alta. Ao usar o sistema P-204 querosene HCl RCl3 para separação de terras raras, a mistura de terras raras pode ser dividida em três grupos: leve, média e pesada. Ao controlar uma determinada concentração de ácido clorídrico aquoso e fase orgânica, a capacidade quelante do P-2O4 com elementos de terras raras varia em diferentes níveis de acidez, agrupando-se assim de acordo com limites pré-determinados. Em primeiro lugar, tendo o neodímio e o samário como limites, o samário, o európio e as suas subsequentes terras raras pesadas são extraídos para a fase orgânica, enquanto o neodímio e as suas anteriores terras raras leves permanecem na solução de extração; Em seguida, tendo gadolínio e térbio como limites, as substâncias enriquecidas com samário e gadolínio são obtidas por extração reversa com 2 moles de ácido clorídrico e, em seguida, substâncias pesadas enriquecidas com terras raras são obtidas por extração reversa com 5 moles de ácido clorídrico, atingindo o objetivo de agrupar . Cada grupo de substâncias enriquecidas pode ser separado em uma única terra rara.