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不同pH下P204、P507萃取金属顺序

不同pH下P204、P507萃取金属顺序

固相萃取装置及操作步骤

固相萃取的装置及操作程序 最简单的固相萃取装置就是一根直径为数毫米的小柱(图10-2-15),小柱可以是玻璃的,也可以是聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯等塑料的,还可以是不锈钢制成的。小柱下端有一孔径为20μm, 的烧结筛板,用以支撑吸附剂。如自制固相萃取小柱没有合适的烧结筛板时,也可以用填加玻璃棉来代替筛板,起到既能支撑固体吸附剂,又能让液体流过的作用。在筛板上填装一定量的吸附剂(100-1000mg,视需要而定),然后在吸附剂上再加一块筛板,以防止加样品时破坏柱床(没有筛板时也可以用玻璃棉替代)。目前已有各种规格的、装有各种吸附剂的固相萃取小柱出售,使用起来十分方便(图10-2-16)。 固相萃取的一般操作程序分为如下几步。 1. 活化吸附剂 在萃取样品之前要用适当的溶剂淋洗固相萃取小柱,以使吸附剂保持湿润,可以吸附目标化合物或干扰化合物。不同模式固相萃取小柱活化用溶剂不同。 ①反相固相萃取所用的弱极性或非极性吸附剂,通常用水溶性有机溶剂,如甲醇淋洗,然后用水或缓冲溶液淋洗。也可以在用甲醇淋洗之前先用强溶剂(如己烷)淋洗,以消除吸附剂上吸附的杂质及其对目标化合物的干扰。 ②正相固相萃取所用的极性吸附剂,通常用目标化合物所在的有机溶剂(样品基体)进行淋洗。 ③离子交换固相萃取所用的吸附剂,在用于非极性有机溶剂中的样品时,可用样品溶剂来淋洗;在用于极性溶剂中的样品时,可用水溶性有机溶剂淋洗后,再用适当pH值,并含有一定有机溶剂和盐的水溶液进行淋洗。 为了使固相萃取小柱中的吸附剂在活化后到样品加入前能保持湿润,应在活化处理后在吸附剂上面保持大约1ml 活化处理用的溶剂。 2. 上样 将液态或溶解后的固态样品倒入活化后的固相萃取小柱,然后利用抽真空(图10-2-17),加压(图10-2-18)或离心(图10-2-19)的方法使样品进入吸附剂。

固相萃取柱知识点

1、使用阳离子固相萃取柱前为什么要用甲醇和水活化 要是使用的是高聚物基质的阳离子柱,可直接上样,不用活化,要是使用的是硅胶基质的阳离子柱,活化是为了打开键合在硅胶上的碳基团链,使之充分发生作用,甲醇是为了与碳链互溶,用水过度是为了能和样品溶液相溶。 2、固相萃取技术原理及应用 一、固相萃取基本原理与操作 1、固相萃取吸附剂与目标化合物之间的作用机理 固相萃取主要通过目标物与吸附剂之间的以下作用力来保留/吸附的 1)疏水作用力:如C18、C8、Silica、苯基柱等 2)离子交换作用:SAX, SCX,COOH、NH2等 3)物理吸附:Florsil、Alumina等 2、p H值对固相萃取的影响 pH值可以改变目标物/吸附剂的离子化或质子化程度。对于强阳/阴离子交换柱来讲,因为吸附剂本身是完全离子化的状态,目标物必须完全离子化才可以保证其被吸附剂完全吸附保留。而目标物的离子化程度则与pH值有关。如对于弱碱性化合物来讲,其pH值必须小于其pKa值两个单位才可以保证目标物完全离子化,而对于弱酸性化合物,其pH值必须大于其pKa值两个单位才能保证其完全离子化。对于弱阴/阳离子交换柱来讲,必须要保证吸附剂完全离子化才保证目标物的完全吸附,而溶液的pH值必须满足一定的条件才能保证其完全离子化。

3、固相萃取操作步骤及注意事项 针对填料保留机理的不同(填料保留目标化合物或保留杂质),操作稍有不同。 1)填料保留目标化合物 固相萃取操作一般有四步(见图1): ? 活化---- 除去小柱内的杂质并创造一定的溶剂环境。(注意整个过程不要使小柱干涸) ? 上样---- 将样品用一定的溶剂溶解,转移入柱并使组分保留在柱上。(注意流速不要过快,以1ml/min为宜,最大不超过5ml/min)? 淋洗---- 最大程度除去干扰物。(建议此过程结束后把小柱完全抽干) ? 洗脱---- 用小体积的溶剂将被测物质洗脱下来并收集。(注意流速不要过快,以1ml/min为宜) 如下图1:

稀土提取与分离技术 (发)

产业技术情报—————————————————————————————————————————————————————————————2013年12月18日第6期(总第6期) 编者按: 稀土提取及分离技术的基本内容有如下几个方面:稀土矿物的富集、稀土的提取、稀土富集物的制备、稀土元素的分离与提纯、稀土化合物的制备。本期通过专利分析,对稀土提取及分离技术的专利数量、专利国家和地区分布、专利技术布局,以及稀土提取与分离技术国家分布、技术主题、核心专利等进行了分析,并得出以下结论。 本期重点:稀土提取与分离技术专利分析 ●中国在稀土提取与分离技术领域起步较早,但由于我国稀土技术保密规定等 原因,文献报道不多,2006年后迅速发展,专利数量跃居世界第一,但专利影响力(核心专利)很小。 ●稀土提取与分离技术主要集中在提取与分离过程与方法、分离过程中使用的 体系和萃取剂、稀土分离、提取的设备与装置以及对稀土提取过程中废水的处理。 ●日本企业为该技术领域的主要专利持有人,专利均集中在从合金或其他混合 物中回收稀土元素以及提取与分离过程中所使用的萃取剂。此外,日本机构还擅长从一些废料(例如荧光粉材料和磁性材料)中回收稀土金属。 ●中国有5家高校、科研单位和5家企业专利申请量进入全球Top30,分别为 北京大学、北京科技大学、东北大学、内蒙古科技大学、中科院长春应用化学研究所、北京有色金属研究总院、包头稀土研究院、甘肃稀土新材料有限公司等。 ============================================================= 主编:刘细文执行主编:贾苹本期策划:徐慧芳陆彩女陈枢舒联系地址:北京北四环西路33号中科院国家科学图书馆区域信息服务部邮编:100190 电话:82625972邮件地址:xxcykb@https://www.sodocs.net/doc/2611501278.html,

(环境管理)重金属离子污染

重金属离子污染 水体重金属离子污染是指含有重金属离子的污染物进入水体对水体造成的污染。矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中产生的重金属废水(含有铬、镉、铜、汞、镍、锌等重金属离子)是对水体污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一。废水中的重金属是各种常用水处理方法不能分解破坏的,而只能转移它们的存在位置和转变它们的物理化学状态。因此,重金属废水应当在产生地点就地处理,不同其他废水混合。如果用含有重金属离子的污泥和废水作为肥料和灌溉农田,会使土壤受污染,造成农作物中及进入水体后造成水生生物中重金属离子的富集,通过食物链对人体产生严重危害。 镉:自1995年起,居住在日本富山市神通川下游地区的一些农民得了一种奇怪的病。得病初期,患者只感到腰、背和手足等处关节疼痛,后来发展为神经痛。患者走起路来像鸭子一样摇摇摆摆,晚上睡在床上经常痛得直喊“痛……”因此这种病被称为“痛痛病”,又称为“骨痛病”。得了这种病,人的身高缩短,骨骼变形、易折,轻微活动,甚至咳嗽一声,都可能导致骨折。一些人痛不欲生,自杀身亡。经过调查,造成这种骨痛病的原因是神通川上游的炼锌厂长年累月排放含镉的废水,当地农民长期饮用受到镉污染的河水,并且食用此水灌溉生长的稻米,于是镉便通过食物链进入人体,在体内逐渐积聚,引起镉中毒,造成“骨痛病。 汞: 五十年代初期,在日本九州熊本县水俣镇,由于人食用受甲基汞毒害的鱼类而导致甲基汞中毒,导致中毒者283人,其中60人死亡。症状:口齿不清、步履不稳、面部痴呆进而耳聋眼瞎、全身麻木,最后精神失常,身体弯曲至死亡。其产生的原因是由于工厂生产氯乙烯和醋酸乙烯时采用氯化汞、硫酸、催化剂,把含有机汞的废水、废渣排入水俣湾,使鱼、贝壳类受污染。 锰: 四十多年前,日本有个村庄发生了一起可怕的集体“发疯”事件,有16个村民突然一起“发疯”了。这些“疯子”一会儿哭哭啼啼,一会儿又哈哈大笑;发作时两手乱摇,颤抖不止,而下肢发硬直,如此反复发作,直至“疯死”。这起集体“发疯”事件经多方研究调查,发现这些人喝的是同一口水井中的水,考察水井,又在旁边挖出了大量废旧、破烂的干电池。原来这是水井的水受干电池中某些有害成份污染而造成的。据环境科学研究表明,废旧干电池中的锌、二氧化锰等成分长期埋在地下,会

稀土分离冶炼工艺流程图

白云鄂博矿床的物质成分 白云鄂博矿床物质成分极为复杂,已查明有73种元素,170多种矿物。其中,铌、稀土、钛、锆、钍及铁的矿物共近60种,约占总数的35%。主要矿石类型有块状铌稀土铁矿石、条带状铌稀土铁矿石、霓石型铌稀土铁矿石、钠闪石型铌稀土铁矿石、白云石型铌稀土铁矿石、黑云母型铌稀土铁矿石、霓石型铌稀土矿石、白云石型铌稀土矿石和透辉石型铌矿石。 稀土生产工艺流程图

白云鄂博矿 矿石粉碎 弱磁、强磁选矿 铁精矿 强磁中矿、尾矿 稀土精矿 稀土选矿 火法生产线 汽车尾气净化器 永磁电机 节能灯 风力发电机 各种发光标牌 电动汽车 电动 核磁共振 自行车 磁悬浮 磁选机

稀土精矿硫酸法分解(decomposition of rare earth concentrate by suIphuric acid method) 稀土精矿用硫酸处理、生产氯化稀土或其他稀土化合物的稀土精矿分解方法。本法具有对原料适应性强、生产成本低等优点,是稀土精矿工业上常用的分解方法,广泛用于氟碳铈矿精矿、独居石精矿和白云鄂博混合型稀土矿精矿的分解。主要有硫酸化焙烧一溶剂萃取法、硫酸分解一复盐沉淀法、氧化焙烧一硫酸浸出法三种工艺。 硫酸化焙烧-溶剂萃取主要用于分解白云鄂博混合型稀土矿精矿生产氯化稀土。白云鄂博混合型稀土矿精矿成分复杂,属于难处理矿,其典型的主要成分(%)为:RE2O350~55,P2.5~3.5,F7~9,Ca7~8,Ba1~4,Fe3~4,ThO2约0.2。精矿中放射性元素钍和铀含量低,冶炼的防护要求不高,适于用硫酸化焙烧法分解。 原理经瘩细的稀土精矿与浓硫酸混合后加热焙烧到423~673K温度时,稀土和钍均生成水溶性的硫酸盐。氟碳铈矿与硫酸的主要反应为: 2REFCO3+3H2SO4=RE2(SO4)3+3HF↑+2CO2+2H2O 独居石与硫酸的主要反应是: 2REPO4+3H2SO4=RE2(SO4)3+2H3PO4 Th3(PO4)4+6H2SO4=3Th(SO4)2+4H3PO4 铁、钙等杂质也生成相应的硫酸盐。分解产物用精矿质量12倍的水浸出,获得含稀土、铁、磷和钍的硫酸盐溶液。控制不同的焙烧温度、硫酸用量和水浸出的液固比,即可改变分解效果。当硫酸与稀土精矿的量比为1.5~2.5、分解温度503~523K、水浸出液含RE2O350~70g/L时,钍、稀土、磷、铁等同时进入溶液。上述焙烧和浸出条件主要用于独居石精矿和白云鄂博混合型稀土矿精矿的分解。当硫酸与稀土精矿的量比为1.2~1.4、分解温度413~433K、水浸出溶液含游离硫酸50%时,主要是钍进入溶液,大部分稀土则留在渣中。当硫酸与稀土精矿的量比为1.2~1.4、分解温度573~623K、水浸出液含RE2O350g/L时,则稀土进入溶液,钍和铁等留在渣中。通过控制焙烧和浸出条件,就可使稀土与主要伴生元素得以初步分离。 工艺过程从稀土精矿到获得氯化稀土,主要经过硫酸化焙烧、浸出除杂质和溶剂萃取转型等过程。 (1)硫酸化焙烧。白云鄂博混合型稀土矿精矿粉与浓硫酸在螺旋混料机内混合后,送入回转窑进行硫酸化焙烧分解。控制进料端(窑尾)炉气温度493~,523K,焙烧分解过程中炉料慢慢移向窑前高温带,氟碳铈矿和独居石与硫酸作用生成可溶性的硫酸稀土。铁、磷、钍等则形成难溶于水的磷酸盐。炉料随着向高温带移动温度不断升高,过量的硫酸逐渐被蒸发掉。当炉料运行到炉气温度为11’73K左右的窑前出料端时,炉料温度达到623K左右,并形成5~10mm的小粒炉料,称为焙烧料,从燃烧室侧端排出。 (2)浸出除杂质。焙烧料含硫酸3%~7%,直接落入水浸槽中溶出稀土,而杂质几乎全部留在渣中与稀土分离。制得纯净的硫酸稀土溶液含RE2O340g/L、Fe0.03~0.05g/L、P约0.005g/L、Th<0.001g/L,酸0.1~0.15mol/L。用此溶液生产氯化稀土。 (3)溶剂萃取转型。用溶剂萃取法使硫酸稀土转变成为氯化稀土的过程。这种工艺已用于取代传统的硫酸复盐沉淀、碱转化等繁琐转型工艺。这是中国在20世纪80年代稀土提取流程的一次重大革新。溶剂萃取转型采用羧酸类(环烷酸、脂肪酸)萃取剂,预先用氨皂化,然后直接从硫酸稀土溶液中萃取稀土离子,稀土负载有机相用含HCl6mol/L溶液反萃稀土,制得氯化稀土溶液。萃取和反萃取过程采用共流萃取(见溶剂革取)方式。萃余液pH为7.5~8.0,含RE2O310mg/L 左右,稀土萃取率超过99%。盐酸反萃液含RE2O3250~270g/L,含游离酸0.1~0.3mol/L。采用减压浓缩方式将反萃液浓缩制成氯化稀土。氯化稀土的主要成分(质量分数ω/%)为:RE2O3约46,Fe0.01,P0.003,Th0.0002,SO42-<0.01,Ca1.25,NH4+1~2。1982年中国用上述流程在甘肃稀土公司建成一条年产氯化稀土约6000t的生产线,经过近十年的生产实践证明,工艺流程稳定、操作简单、经济效益好。

离子液体在金属离子萃取中的研究进展

[收稿日期] 2007-05-29;修回日期 2007-09-29 [基金项目] 云南省中青年学术技术带头人后备人才培养计划(2006PY 01-50);云南省应用基础研究计划项目(2006E 0032M ) [作者简介] 刘利梅(1978-),女,内蒙古商都县人,云南师范大学化学化工学院硕士研究生,主要研究方向为离子液体合成与应用;苏永庆 (1964-),男,云南昆明市人,云南师范大学化学化工学院教授,博士,E 唱mail :su -yongqing @yahoo .com 离子液体在金属离子萃取中的研究进展 刘利梅,苏永庆,李 琮,贺 飞,何永福,钟 云 (云南师范大学化学化工学院,昆明 650092) [摘要] 介绍了离子液体的定义,发展历史,性质等,重点阐述用于金属离子萃取的离子液体的性质、合成方法和发展方向。 [关键词] 离子液体;萃取;金属离子;绿色溶剂 [中图分类号] TQ 028畅3+ 2 [文献标识码] A [文章编号] 1009-1742(2007)11-0187-04 随着人们环境保护意识的提高,传统的易挥发性有机溶剂给环境所造成的污染受到越来越多的关注。寻找无公害、对环境友好的绿色溶剂来代替传统有机溶剂已势在必行。近年来一种新型的物质———离子液体,受到化学家们的广泛关注。离子液体是离子态的有机物质,蒸气压极小,不易挥发,不易燃,对热稳定,是近年来绿色化学的热点研究领域之一;又因其独特的性质,在有机合成、物质分离[1] 、 电化学 [2] 等领域的应用中显示了广阔的应用前景。 液液萃取分离过程作为一种有效的分离方法,应用的范围极为广泛,在传统的萃取操作过程中,萃取剂的选择通常是以萃取效果为衡量标准,对环境的影响考虑较少,致使大量使用挥发性强、易燃、易挥发、有一定毒性的有机溶剂,给环境带来了严重污染。按照绿色化学的思想,将来液液萃取分离过程必须使用绿色溶剂,从源头上消除传统有机萃取剂对环境的污染,把整个工艺过程变成绿色环保工艺 [3] 。 离子液体不可燃、不挥发且可溶解许多有机、无 机化合物,是新型萃取溶剂的发展方向。许多文献 [4~6] 报道了利用离子液体萃取水中的有机物、金 属离子的研究,结果表明离子液体作为萃取溶剂在液-液萃取中有极大的应用价值。文章即介绍室温离子液体对金属离子萃取分离方面的研究进展 情况。 1 离子液体简述 1.1 离子液体定义 离子液体是指呈液态的离子化合物,如熔融状态的氯化钠。离子化合物通常为无机金属化合物,在室温时都是固体,所以在以往的印象中离子液体必然是与高温相联系的,但高温状态下,物质活性大、易分解,很少作为反应或分离溶剂使用。另外,离子液体也不等同于电解质溶液,在这种液体中没有电中性的分子,完全由阴离子和阳离子组成。目前在学术界最为关注的所谓离子液体,是指在室温或者室温附近很大的温度范围内均为液态的离子化合物 [7] ,又称室温离子液体或室温熔融盐,即在室温 及相近温度下完全由离子组成的有机液体化合物。1.2 离子液体的发展历史简介 离子液体的历史[8] 并不是很长,第一个有文献 记载的离子液体是在1914年发现的[EtNH 3][NO 3] (硝酸乙基胺) [9] ,熔点为12℃,干燥时易爆炸。也 有一些学者认为第一个离子液体或者室温熔盐可以追溯到19世纪中期,是在傅克反应中观察到的“红油”,当时这个发现并没有受到重视。1948年美国专利 [10~12] 报道了主要用于电镀领域的AlCl 3型离子 液体,他们把卤化乙基吡啶和无水AlCl 3混合时,制 7 812007年第9卷第11期

萃取操作步骤

六、实训操作步骤 (一)开车准备 1. 了解萃取操作基本原理; 2. 了解萃取塔的基本构造,熟悉工艺流程和主要设备; 3. 熟悉各取样点及温度和压力测量与控制点的位置,熟悉用涡轮流量计计量液体流量; 4. 检查公用工程(电、压缩空气)是否处于正常供应状态; 5. 设备上电,检查流程中各设备、仪表是否处于正常开车状态,动设备试车; 6. 检查流程中各阀门是否处于正常开车状态: 阀门V A101、V A102、V A103、V A104、V A105、V A106、V A107、V A109、V A110、V A114、V A116、V A120、V A121、V A123、V A124、V A125、V A126、V A128、V A130、V A132、V A133、V A135关闭; 阀门V A111、V A113、V A115、V A117、V A119、V A122、V A127、V A129、V A134全开。 7. 了解本实训所用分离物系(水-煤油-苯甲酸)。 8. 检查萃取相储槽和萃余相储槽,是否有足够空间贮存实验产生的产品;如萃取相储槽空间不够,打开阀门V A110将萃取相排出;如萃余相储槽空间不够,关闭阀门V A124、V A126,打开阀门V A125、V A128,启动轻相泵P102将煤油从萃余相储槽倒入轻相液储槽V103。 9. 检查重相液储槽和轻相液储槽,是否有足够原料供实验使用;如重相的量不够实验使用,打开阀门V A105将纯水引入重相液储槽至液位LI02的3/4(注意,实验过程中要经常检查液位LI02,当其低于1/4时,打开阀门V A101将水引入使液位LI02达到3/4);如轻相的量不够实验使用,打开阀门V A127,将煤油加入储槽V103至液位LI04的3/4。 10. 了解实验用压缩空气的来源及引入方法。 11. 按照要求制定操作方案。 (二)正常开车 开车操作的目的是将重相液和轻相液按规定流量引入萃取塔进行质量传递。

固相萃取概述

固相萃取(SPE) 一、概述 固相萃取(Solid-Phase Extraction,简称SPE)是近年发展起来一种样品预处理技术,由液固萃取和液相色谱技术相结合发展而来,主要用于样品的分离、纯化和浓缩,与传统的液液萃取法相比较可以提高分析物的回收率,更有效的将分析物与干扰组分分离,减少样品预处理过程,操作简单、省时、省力。广泛的应用在医药、食品、环境、商检、化工等领域。 二、SPE的原理与分离模式 固相萃取是基于液-固相色谱理论,采用选择性吸附、选择性洗脱的方式对样品进行富集、分离、纯化,是一种包括液相和固相的物理萃取过程。SPE根据其相似相溶机理可分为四种:反相SPE、正相SPE、离子交换SPE、吸附SPE。 反相SPE中吸附剂(固定相)属于非极性或弱极性,如硅胶键合C18,C8, C4,C2,-苯基等。 正相SPE中吸附剂(固定相)属于极性键合相和极性吸附剂,如硅胶键合-NH2、-CN,-Diol(二醇基)、(A-,N-,B-)alumina、硅藻土等。 离子交换SPE中吸附剂(固定相)为带电荷的离子交换树脂,流动相为中等极性到非极性样品基质。用于萃取分离带有电荷的分析物 固相萃取的洗脱模式可以分为两种:一种是目标化合物比干扰物与吸附剂之间的亲和力更强,因而被保留,洗脱时采用对目标化合物亲和力更强的溶剂;另一种是干扰物比目标化合物与吸附剂之间的亲和力更强,则目标化合物被直接的洗脱。通常采用前一种洗脱方式。 三、SPE的主要步骤 一个完整的固相萃取步骤包括固相萃取柱的预处理、上样、淋洗、洗脱及收

集分析物四个步骤。 固相萃取柱的预处理的目的主要包括两个方面:清洗萃取柱中的固定相(填料)和活化固定相。通常用两种溶剂来完成,第一个溶剂(初溶剂)用于净化固定相,另一个溶剂(终溶剂)用于建立一个合适的固定相环境使样品分析物得到适当的保留。 上样是为了让分析物被固定相萃取:将样品倒入活化后的SPE 萃取柱,然后利用加压、抽真空或离心的方法使样品进入吸附剂(采取手动或泵以正压推动或负压抽吸方式),使液体样品以适当流速通过固相萃取柱,此时,样品中的目标萃取物被吸附在固相萃取柱填料上。 上样完成后需要对固定相进行淋洗以洗去不需要的成分,尽量的减少杂质的影响。一般选择中等强度的混合溶剂,尽可能除去基体中的干扰组分,又不会导致目标萃取物流失。 淋洗后选择适当的洗脱溶剂洗脱被分析物,收集洗脱液,挥干溶剂以备后用或直接进行在线分析。为了尽可能将分析物洗脱,使比分析物吸附更强的杂质留在SPE 柱上,需要选择强度合适的洗脱溶剂。 四、SPE 的应用 固相萃取(SPE )大多数用来处理液体样品,萃取、浓缩和净化其中的半挥发性和不挥发性化合物,也可用于固体样品,但必须先处理成液体。它是一种用途广泛的样品前处理技术,广泛的应用在医药、食品、环境、商检、化工等领域。主要典型的应用领域: 1、医药发面:血清、体液,固体、液体药物成分的检测分析 如:人体血清中的咖啡因、吴茱萸碱,吴茱萸次碱的SPE 净化及检测和血清中头孢拉定、头孢氨苄、舒必利、磺胺类等药物的检测。 2、食品、食物方面:蔬菜、水果中残留农药,肉制品中残留兽药的检测 如:猪肉中五种磺胺药物(磺胺二甲基嘧啶、磺胺间甲氧嘧啶、磺胺甲唑、预处理 (清洗、活化)上样(萃取)淋洗(去杂质)洗脱(采样分析)

稀土生产与分离工业工艺流程

稀土生产与分离工业工艺流程 一、稀土选矿 选矿是利用组成矿石的各种矿物之间的物理化学性质的差异,采用不同的选矿方法,借助不同的选矿工艺,不同的选矿设备,把矿石中的有用矿物富集起来,除去有害杂质,并使之与脉石矿物分离的机械加工过程。 当前我国和世界上其它国家开采出来的稀土矿石中,稀土氧化物含量只有百分之几,甚至有的更低,为了满足冶炼的生产要求,在冶炼前经选矿,将稀土矿物与脉石矿物和其它有用矿物分开,以提高稀土氧化物的含量,得到能满足稀土冶金要求的稀土精矿。稀土矿的选矿一般采用浮选法,并常辅以重选、磁选组成多种组合的选矿工艺流程。内蒙古白云鄂博矿山的稀土矿床,是铁白云石的碳酸岩型矿床,在主要成分铁矿中伴生稀土矿物(除氟碳铈矿、独居石外,还有数种含铌、稀土矿物)。采出的矿石中含铁30%左右,稀土氧化物约5%。在矿山先将 大矿石破碎后,用火车运至包头钢铁集团公司的选矿厂。选矿厂的任务是将Fe2O3从33%提高到55%以上,先在锥形球磨机上磨矿分级,再用圆筒磁选机选得62~ 65%Fe2O3的一次铁精矿。其尾矿继续进行浮选与磁选,得到含45%Fe2O3以上的二次铁精矿。稀土富集在浮选泡沫中,品位达到10~15%。该富集物可用摇床选出REO 含量为30%的粗精矿,经选矿设备再处理后,可得到REO60%以上的稀土精矿。 二、稀土冶炼方法 稀土冶炼方法有两种,即湿法冶金和火法冶金。 湿法冶金属化工冶金方式,全流程大多处于溶液、溶剂之中,如稀土精矿的分解、稀土氧化物、稀土化合物、单一稀土金属的分离和提取过程就是采用沉淀、结晶、氧化还原、溶剂萃取、离子交换等化学分离工艺过程。现应用较普遍的是有机溶剂萃取法,它是工业分离高纯单一稀土元素的通用工艺。湿法冶金流程复杂,产品纯度高,该法生产成品应用面广阔。

稀土萃取分离技术

稀土溶剂萃取分离技术 摘要 对目前稀土元素生产中分离过程常用的分离技术进行了综述。使用较多的是溶剂萃取法和离子交换法。本文立足于理论与实际详细地分析了溶剂萃取分离法。 关键词稀土分离萃取 前言 稀土一般是以氧化物状态分离出来的,又很稀少,因而得名为稀土。“稀土”一词系17种元素的总称。它包括原子序数57—71的15种镧系元素和原子序数39的钇及21的钪。由于钪与其余16个元素在自然界共生的关系不大密切,性质差别也比较大,所以一般不把它列入稀土元素之列。 中国、俄罗斯、美国、澳大利亚是世界上四大稀土拥有国,中国名列第一位。中国是世界公认的最大稀土资源国,不仅储量大,而且元素配分全面。经过近40余年的发展,中国已建立目前世界上最庞大的稀土工业,成为世界最大稀土生产国,最大稀土消费国和最大稀土供应国。产品规格门类齐全,市场遍及全球。产品产量和供应量达到世界总量的80%一90%[1]。 稀土在钢铁工业有色金属合金工业、石油工业、玻璃及陶瓷工业、原子能工业、电子及电器工业、化学工业、农业、医学以及现代化新技术等方面有多种用途。由于稀土元素及其化合物具有不少独特的光学、磁学、电学性能,使得它们在许多领域中得到了广泛的应用。但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[2]。 常用稀土分离提取技术 萃取分离技术:包含溶剂萃取法、膜萃取分离法、温度梯度萃取、超临界萃取、固—液萃取等萃取方法。 液相色谱分离技术:包含离子交换色谱、离子色谱技术、反相离子对色谱技术、萃取色谱技术、纸色谱技术、以及薄层色谱技术。 常用方法为溶剂萃取法和离子交换法[3]。 稀土溶剂萃取分离技术

金属萃取剂萃取原理

金属萃取剂萃取原理 萃取剂主要在有色金属湿法冶金行业应用广泛,比如铜、锌、钴镍、镉、金银、铂系金属、稀土等行业。 (三诺化工)金属萃取剂主要是一些常见的如磷酸、铵盐、苯等七种的氢离子或者羟基被一些长链烷基给取代。金属与这些萃取剂结合,就会变成金属有机化合物,而溶解于有机溶剂中。由于各种金属与这些萃取剂的结合能力不同,而导致这些萃取剂萃取金属的顺序不同,从而分离这些金属离子。 金属萃取剂萃取原理:利用两种互不相溶互不反应(微溶)的溶剂中溶解度或分配系数的不同,使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。经过反复多次萃取,将绝大部分的化合物提取出来。 笔者的理解是,无机离子一般易溶于水相,有机物易溶于有机相。比如说,氯离子,钙离子等都易溶于水,脂类易溶于丙酮或者醚类(乙醚石油醚)。有机相溶于醇类,但醇类中含有氢键有易溶于水。 溶剂萃取是基于有机溶剂对不同的金属离子具有不同的溶解因而对溶液中的金属离子可以进行富集与分离。例如含有机剂的有机相与含有金属离子的溶液相(也称水相)互相接触时,由于金属离子在两相中的溶解度不同而重新分配,从而实现一种金属在有机相中的富集并与其他杂质分离。 现以一种名为N-510的萃取剂对含铜溶液的萃取为例,来说明萃取的机理。N-510为羟肟型萃取剂,全名叫2羟基-5仲辛基二甲苯甲酮肟,分子量为325。结构式为: 萃取时,它能与铜离子生成金属鳌合物,使铜被萃取,并析出氢离子。其反应可用下式表示:Cu2+(水相)+2RH(有机相)== CuR(有机相)+2H+(水相) 上式反应是可逆的,在弱酸性介质中,由于反应生成的金属螯合物稳定性好,反应向右进行,即萃取反应。在强酸性介质中,上述反应向左进行,即鳌合物的金属离子将会由有机相转入水相,有机相能获得再生,这叫“反萃取”反应。

萃取过程及设备

萃取是利用系统中组分在溶剂中有不同的溶解度来分离混合物的单元操作,利用相似相溶原理,萃取有两种方式: 液-液萃取,用选定的溶剂分离液体混合物中某种组分,溶剂必须与被萃取的混合物液体不相溶,具有选择性的溶解能力,而且必须有好的热稳定性和化学稳定性,并有小的毒性和腐蚀性。如用苯分离煤焦油中的酚;用有机溶剂分离石油馏分中的烯烃;用CCl4萃取水中的Br2. 固-液萃取,也叫浸取,用溶剂分离固体混合物中的组分,如用水浸取甜菜中的糖类;用酒精浸取黄豆中的豆油以提高油产量;用水从中药中浸取有效成分以制取流浸膏叫“渗沥”或“浸沥”。 虽然萃取经常被用在化学试验中,但它的操作过程并不造成被萃取物质化学成分的改变(或说化学反应),所以萃取操作是一个物理过程。 萃取是有机化学实验室中用来提纯和纯化化合物的手段之一。通过萃取,能从固体或液体混合物中提取出所需要的化合物。 用溶剂从液体混合物中提取其中某种组分的操作称为液/液萃取。萃取是利用溶液中各组分在所选用的溶剂中溶解度的差异,使溶质进行液液传质,以达到分离均相液体混合物的操作。萃取操作全过程可包括: 1.原料液与萃取剂充分混合接触,完成溶质传质过程; 2.萃取相和萃余相的分离过程; 3.从萃取相和萃余相中回收萃取剂的过程。通常用蒸馏方法回收。 现以提取含有A、B两组分的混合液中的A组分为例说明萃取操作过程。选用一种适宜的溶剂S,这种溶剂对欲提取的组分A应有显著的溶解能力,而对其它组分B应是完全不溶或部分互溶(互溶度越小越好)。所选用的溶剂S称为萃取剂。待分离的混合液(含A+B)称为原料液,其中被提取的组分A称为溶质,另一组分B(原溶剂)称为稀释剂。 萃取过程的三个步骤:(1)首先将原料液(A+B)与适量的萃取剂S在混合器中充分混合。由于B与S不互溶,混合器中存在S与(A+B)两个液相。进行搅拌,造成很大的相界面,使两相充分接触,溶质A由原料液(稀释剂B)中经过相界面向萃取剂S中扩散。这样A 的浓度在原料液相中逐渐降低,在液相S中逐渐增高。经过一定时间后,两相中A的浓度不再随时间的增长而改变,称为萃取平衡。(2)在充分传质后,由于两液相有密度差,静置或通过离心作用会产生分层,以此达到分离的目的。以萃取剂S为主,并溶有较多溶质A 的一相称为萃取相,以E表示;以稀释剂B为主并含有少量未扩散的溶质A的一相称为萃余相,以R表示。(3)通常用蒸馏的方法回收S。脱除S后的萃取相称为萃取液;脱除S 后的萃余相称为萃余液。 选用的萃取剂的原则:

最新萃取分离工艺参数设计

萃取分离工艺参数设计 ——最优化串级萃取工艺设计 1、确定原料和处理能力 根据市场需求现状和发展趋势、本地稀土资源状况和开采能力、企业投资和融资能力大小等因素,确定稀土生产线的原料来源、基本配份、年处理能力。 2、确定产品方案 产品品种和规格要符合主流要求,适销对路,既不要盲目求高而增加分离难度和成本,又不能没有市场竟争能力而遭淘汰。 3、确定分离工艺流程 稀土分离时往往按“四分组”效应首先将原料分为轻、中、重稀土富集物。 分组的切割位置通常选择边界元素间分离系数(或等效分离系数)较大、并保持易萃取组分比例均衡,同时兼顾产品要求、设备条件、工艺衔接、操作稳定性和可行性等因素,以降低生产成本、提高流程的稳定性。 (1)工艺采用了具有世界先进水平分离提纯技术,确保产品质量稳定,纯度较高。 (2)工艺流程在实施过程中容易控制,比较灵活,可以根据市场的不同需求,生产不同规格的产品,充槽投资较省,化工辅料消耗降低,有利于降低产品成本。 (3)整个工艺流程较短,可连续化操作,稀土机械损失少,稀土的总收率高。 (4)实现产品“系列化”“高纯化”“单一化”“规模化”,经济指标较好,市场适应能力较强。 4、最优化串级萃取工艺设计 4.1 确定萃取体系和测定分离系数β 针对要分离的问题,选择一个合适的萃取体系,进行单级试验,确定最适宜的有机相配比、皂化度、料液和洗液的浓度和酸度等。测定萃取段和洗涤段的平均分离系数β和β'。 B A E E =β (1)

' '' B A E E =β (2) 若β和β'值相差不大,通常采用数值较小的β值进行计算。 4.2 确定分离指标 根据料液组成,确定分离切割线位置,确定易萃组分A 和难萃组分B ,B f 为料液中组分B 的摩尔分数,1A B f f =-为料液中组分A 的摩尔分数。 根据市场需求确定产品分离指标,若A 为主要产品,规定其纯度An m p +,回收率为A Y ,则A 的纯化倍数和B 的纯化倍数为: (1) n m n m A A A B P P a f f ++-= (3) (1) A A a Y b a Y -= - (4) 出口水相B 的纯度1B P 和A 的纯度1A P 为: 1B B A B bf P f bf = + (5) 111A B P P =- (6) 出口有机相和出口水相分数A f '和B f ': n m A A A A f Y f P +'= (7) 1 B A f f ''=- (8) 若B 为主要产品,规定其纯度为1B P ,回收率为B Y ,则: 1 1(1) B B B A P P b f f -= (9) (1) B B b Y a b Y -= - (10)

萃取操作规程及流程

一、实验目的 了解萃取的原理及应用,掌握其操作方法。 二、实验原理 萃取也是分离和提纯有机化合物常用的操作之一。应用萃取可以从固体或液体混合物中提取出所需要的物质,也可以用来洗去混合物中的少量杂质。前者通常称为“抽提”或“萃取”,后者称为“洗涤”。 1.基本原理 萃取是利用物质在两种不互溶(或微溶)溶剂中溶解度或分配比的不同来达到分离、提取或纯化目的的一种操作。假如某溶液由有机化合物X 溶解于溶剂A 而成,如果要从其中萃取X ,可选择一种对X 溶解度很大而与溶剂A 不相混溶和不起化学反应的溶剂B 。把该溶液放入分液漏斗中,加入适量溶剂B ,充分振荡。静置后,由于A 与B 不相混溶,分成上下两层。此时X 在A 、B 两相间的浓度比,在一定温度下为一常数,叫做分配系数,以K 表示,这种关系称为分配定律。可用公式表示如下: ()分配系数度 中的B 在溶剂Χ度中的A 在溶剂ΧK =浓浓 在萃取中,用一定量的溶剂一次萃取好还是分几次萃取好呢?通过下面的推导来说明这个问题。设在V mL 溶液中,溶解有m 0 g 的溶质(X ),每次用S mL 溶剂B 重复萃取。假如,第一次萃取后剩留在溶剂A 中的溶质(X )量为m 1 g ,则在溶剂A 和溶剂B 中的浓度分别为m 1/V 和(m 0-m 1)/S 。根据分配定律: ()K S m m V m =-101 或 S KV KV m m +=01 设萃取两次后溶质(X )在溶剂A 中剩余量为m 2 g ,则有 ()K S m m V m =-212 或 2 012??? ??+=+=S KV KV m S KV KV m m 显然,萃取n 次后溶质在溶剂A 中的剩余量m n 应为: n n S KV KV m m ??? ??+=0 在用一定量溶剂进行萃取时,我们希望在A 溶剂中剩余量越少越好,在上

固相萃取基本原理与操作

一、固相萃取基本原理与操作 1、固相萃取吸附剂与目标化合物之间的作用机理 固相萃取主要通过目标物与吸附剂之间的以下作用力来保留/吸附的1)疏水作用力:如C18、C8、Silica、苯基柱等 2)离子交换作用:SAX, SCX,COOH、NH2等 3)物理吸附:Florsil、Alumina等 2、p H值对固相萃取的影响 pH值可以改变目标物/吸附剂的离子化或质子化程度。对于强阳/阴离子交换柱来讲,因为吸附剂本身是完全离子化的状态,目标物必须完全离子化才可以保证其被吸附剂完全吸附保留。而目标物的离子化程度则与pH值有关。如对于弱碱性化合物来讲,其pH值必须小于其pKa值两个单位才可以保证目标物完全离子化,而对于弱酸性化合物,其pH 值必须大于其pKa值两个单位才能保证其完全离子化。对于弱阴/阳离子交换柱来讲,必须要保证吸附剂完全离子化才保证目标物的完全吸附,而溶液的pH值必须满足一定的条件才能保证其完全离子化。

3、固相萃取操作步骤及注意事项 针对填料保留机理的不同(填料保留目标化合物或保留杂质),操作稍有不同。 1)填料保留目标化合物 固相萃取操作一般有四步(见图1): ?活化---- 除去小柱的杂质并创造一定的溶剂环境。(注意整个过程不要使小柱干涸) ?上样---- 将样品用一定的溶剂溶解,转移入柱并使组分保留在柱上。(注意流速不要过快,以1ml/min为宜,最大不超过5ml/m in) ?淋洗---- 最大程度除去干扰物。(建议此过程结束后把小柱完全抽干) ?洗脱---- 用小体积的溶剂将被测物质洗脱下来并收集。(注意流速不要过快,以1ml/min为宜)

稀土生产工艺流程图矿的开采技术

稀土生产工艺流程图 白云鄂博矿 矿石粉碎 弱磁、强磁选矿 铁精矿 强磁中矿、尾矿 稀土精矿 稀土选矿 碱 法生产线 酸法生产线 火法生产线 碳酸稀土 硫酸体系萃取 盐酸体系萃取

钕铁硼永磁体 荧光粉磁致冷材料存贮光盘稀土玻璃镍氢电池 钐钴永磁体 汽车尾气净化器永磁电机节能灯 风力发电机各种发光标牌电 动汽车电动核磁共振 自行车 磁悬浮 磁选机

稀土矿的开采技术和稀土矿开采方法介绍 稀土矿在地壳中主要以矿物形式存在,其赋存状态主要有三种:作为矿物的基本组成元素,稀土以离子化合物形式赋存于矿物晶格中,构成矿物的必不可少的成分。这类矿物通常称为稀土矿物,如独居石、氟碳铈矿等。作为矿物的杂质元素,以类质同象置换的形式,分散于造岩矿物和稀有金属矿物中,这类矿物可称为含有稀土元素的矿物,如磷灰石、萤石等。呈离子状态被吸附于某些矿物的表面或颗粒间。这类矿物主要是各种粘土矿物、云母类矿物。这类状态的稀土元素很容易提取。 常用的稀土矿开采技术 离子型稀土的技术是我国完全拥有的自主知识产权。赣州有色冶金研究所是我国离子吸附型稀土矿的发现、命名和二代稀土提取工艺科技成果的主要享有单位。时任赣州有色冶金研究所分管科研副所长、后任所长的丁嘉榆同志,作为离子型稀土矿第二代提取工艺的发明及应用的主要参与者、领导者,对这一事件的历史发展进程有着刻骨铭心的记忆。应记者之约,丁嘉榆同志对这一历史事件进行了全面地、系统地回顾和总结。时至1970年,在过去长达175年的稀土矿产资源开发利用史中,人们发现自然界中含稀土元素及其化合物的矿物多达 200 种。但真正实际有工业利用价值的稀土矿物原料却为数不多,数量约十种左右。主要有独居石、铈硅石、氟碳铈矿、硅铍钇矿、磷钇矿、褐帘石、铌钇矿、黑稀金矿。但这些矿物中却大部份含有一定数量的铀或钍,而且稀土矿物均以固态、矿物相矿物性态存在,它们往往是与放射性元素共生或伴生。 稀土矿开采方法介绍

工业废水中金属离子的去除方法

1化学沉淀 化学沉淀法是使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物的方法,包括中和沉法和硫化物沉淀法等。 中和沉淀法 在含重金属的废水中加入碱进行中和反应,使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式加以分离。中和沉淀法操作简单,是常用的处理废水方法。实践证明在操作中需要注意以下几点: (1)中和沉淀后,废水中若pH值高,需要中和处理后才可排放; (2)废水中常常有多种重金属共存,当废水中含有Zn、Pb、Sn、Al等两性金属时,pH值偏高,可能有再溶解倾向,因此要严格控制pH值,实行分段沉淀; (3)废水中有些阴离子如:卤素、氰根、腐植质等有可能与重金属形成络合物,因此要在中和之前需经过预处理; (4)有些颗粒小,不易沉淀,则需加入絮凝剂辅助沉淀生成。 硫化物沉淀法 加入硫化物沉淀剂使废水中重金属离子生成硫化物沉淀后从废水中去除的方法。 与中和沉淀法相比,硫化物沉淀法的优点是:重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低,反应时最佳pH值在7—9之间,处理后的废水不用中和。硫化物沉淀法的缺点是:硫化物沉淀物颗粒小,易形成胶体;硫化物沉淀剂本身在水中残留,遇酸生成硫化氢气体,产生二次污染。为了防止二次污染问题,英国学者研究出了改进的硫化物沉淀法,即在需处理的废水中有选择性的加入硫化物离子和另一重金属离子(该重金属的硫化物离子平衡浓度比需要除去的重金属污染物质的硫化物的平衡浓度高)。由于加进去的重金属的硫化物比废水中的重金属的硫化物更易溶解,这样废水中原有的重金属离子就比添加进去的重金属离子先分离出来,同时能够有效地避免硫化氢的生成和硫化物离子残留的问题。 2氧化还原处理 化学还原法 电镀废水中的Cr主要以Cr6+离子形态存在,因此向废水中投加还原剂将Cr6+还原成微毒的Cr3+后,投加石灰或NaOH产生Cr(OH)3沉淀分离去除。化学还原法治理电镀废水是最早应用的治理技术之一,在我国有着广泛的应用,其治理原理简单、操作易于掌握、能承受大水量和高浓度废水冲击。根据投加还原剂的不同,可分为FeSO4法、NaHSO3法、铁屑法、SO2法等。 应用化学还原法处理含Cr废水,碱化时一般用石灰,但废渣多;用NaOH 或Na2CO3,则污泥少,但药剂费用高,处理成本大,这是化学还原法的缺点。 铁氧体法 铁氧体技术是根据生产铁氧体的原理发展起来的。在含Cr废水中加入过量的FeSO4,使Cr6+还原成Cr3+,Fe2+氧化成Fe3+,调节pH值至8左右,

萃取的原理过程及应用

萃取是在两个液相间进行。大部分萃取采用一个是水相。另一个是有机相。但有机相易使蛋白质等生物活性物质变性。最近,发现有一些高分子水溶液(如分子量从几千到几万的聚乙二醇硫酸盐水溶液)可以分为两个水相,蛋白质在两个水相中的溶解度有很大的差别。故可以利用双水相萃取过程分离蛋白质等溶于水的生物产品。例如用聚乙二醇(PEG Mr为6000)/磷酸钾系统从大肠杆菌匀浆中提取β-半乳糖苷酶。这是一个很有前途的新的分离方法,特别适用于生物工程得出的产品的分离。 萃取技术是一种分离技术,主要用于物质的分离和提纯,这里将介绍几种常用的萃取技术,有溶剂萃取、双水相萃取、凝胶萃取三种,本文将分别从它们的原理、过程及应用三方面介绍,这些技术广泛应用于分析化学、原子能、冶金、电子、环境保护、生物化学和医药等领域。 关键字溶剂萃取双水相萃取凝胶萃取原理过程应用

摘要--------------------------------------------------- 1 目录--------------------------------------------------- 2 一、溶剂萃取------------------------------------------ 3 1 原理-------------------------------------------- 3 2 过程-------------------------------------------- 5 3 应用-------------------------------------------- 5 二、双水相萃取---------------------------------------- 6 1 原理-------------------------------------------- 6 2 过程-------------------------------------------- 7 3 应用-------------------------------------------- 8 三、凝胶萃取------------------------------------------ 8 1 原理-------------------------------------------- 8 2 过程-------------------------------------------- 10 3 应用-------------------------------------------- 11 参考文献----------------------------------------------- 11

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