论文部分内容阅读
本论文系统地研究了双功能离子液体萃取剂从硫酸体系中萃取Ce(Ⅳ)和F-的热力学及动力学机理，以及萃取分离钇和重稀土单一组分。具体研究内容如下：
1.研究了双功能离子液体萃取剂[A336][P507]，[A336][P204]以及[A336][C272]从硫酸体系中萃取Ce(Ⅳ)及Ce(Ⅳ)-F-，详细的探讨了体系的萃取机理，揭示了F-进入有机相的机理等。讨论了酸度、萃取剂浓度、盐析剂的浓度及温度对萃取的影响：比较了相同条件下TBP、Cyanex923、[A336][P507]、[A336][P204]和[A336][C272]对单-F-的萃取情况；比较了双功能离子液体对Ce(Ⅲ)、Ce(Ⅳ)和Th(Ⅳ)溶液的萃取；萃取后负载Ce(Ⅳ)的有机相用稀硫酸溶液可以很好地进行反萃。各个萃取反应均为放热反应。
2.用层流恒界面池研究了双功能离子液体萃取剂[A336][P204]在硫酸体系中对Ce(Ⅳ)及Ce(Ⅳ)-F-的传质动力学模式。从搅拌速度、界面积及温度等方面考察了各种因素对萃取速率的影响。从搅拌速度对萃取速率常数的影响来看，在高转速区出现“坪区”，说明萃取过程都不是扩散控制，而可能是化学反应控制。从界面积对速率常数的影响来看，萃取速率均随着界面积的增大而增大，并且Logkao和A/V呈现线性关系，结果显示反应为水相和界面混合化学反应控制。Ce(Ⅳ)-F-混合体系的速率常数小于Ce(Ⅳ)萃取体系，氟的存在降低了Ce(Ⅳ)的萃取速率。机理和动力学模式的推导，验证了萃取反应速率方程的可靠性。
3.研究了双功能离子液体萃取剂[A336][P507]萃取分离钇及重稀土单一组分，并探讨了萃取机理。实验结果表明，萃取过程为中性络合反应；钇位于钬和铒之间；随着盐浓度的增大，分配比下降；萃取反应为吸热反应；对铥和镱在较低酸度条件下基本实现完全反萃。