P507硝酸体系Ce(IV)置换反萃轻稀土的性能及机理研究

作者：王怡; 李建; 黄梦玲; 张旭霞; 张绘; 齐涛

来源：过程工程学报, 2023, 1-9.

• 轻稀土
• 反萃
• Ce(IV)
• P507
• 硝酸

传统溶剂萃取法具有酸碱消耗大,含盐废水排放量大的缺点。以Ce的氧化还原为驱动力,根据P507对Ce（Ⅳ）和RE（Ⅲ）的萃取能力不同,提出了一种新的反萃方法。研究了Ce（Ⅳ）在硝酸溶液中置换反萃轻稀土的反萃条件及机理。以Pr（Ⅲ）作为轻稀土的代表元素探究了反萃相比、温度、反应时间、溶液酸度及Ce（Ⅳ）浓度、硝酸根浓度等因素对轻稀土反萃率的影响。结果表明,随着反应温度、时间及硝酸高铈铵溶液浓度的增加,Pr反萃率不断增加,随着相比增大反萃率降低,使用0.56 mol/L硝酸高铈铵溶液反萃负载Pr的有机相,优化条件下Pr反萃率达到98%,优于1mol/L盐酸,该方法对轻稀土均有较好的反萃率。通过斜率法推测了萃合物形式及反应机理,FT-IR进一步验证了该机理。该反应为溶剂化机理,反萃前后有机相中组成分别为Pr（NO3）(HA2)2·（HA）和Ce（NO3）2A2。从FT-IR光谱分析可知,稀土置换了P-O-H中的H,并与P=O键配位,有机相中[NO3-]_o的特征峰进一步证明了[NO3-]_o参与反应。

• 单位
  中国科学院; 中国科学技术大学; 中国科学院过程工程研究所