一种用于乳状液膜提取稀土的萃取剂及其使用方法技术领域
本发明属化工分离与提取领域，提供了一种从强酸性、强氧化性的磷矿浸出液中
提取稀土的方法。
背景技术
我国稀土资源多来源于低品位稀土矿山，目前主要采用电解质溶液浸出处理矿石
的方法，而对浸出液处理大都是采用草酸或碳酸氢铵沉淀稀土，其分离提取效果较差。目前
我国在稀土的深度加工、新材料的开发等研究领域与国外先进国家相对比，仍有相当大的
差距。为了能高效的提取稀土元素，必须寻求低成本高效的分离技术。液膜分离技术的高效
选择性、高度定向性、极大的渗透性是其分离提取的最大优势。
常见液膜提取稀土的原料多来自磷矿，pH值一般为2.5～5，而磷矿酸解液中由于
存在大量的磷酸根，易与稀土离子生成沉淀，所以只有在高酸度下稀土才会以离子形式存
在，适用于液膜分离。稀土的液膜分离常采用传统的稀土萃取剂作为流动载体。
张利昌等用苯胺作为流动载体，T154作表面活性剂，6mol/L盐酸作内相解析剂，磺
化煤油作膜溶剂，油内比为1:1制取乳状液膜对盐酸体系下磷矿浸出液中低浓度稀土元素
进行萃取，对pH＝-0.5、浓度为100mg/L的稀土溶液，乳水比为1:10，提取率最高能够达到
94.68％。但是随着外水相溶液体系从浓盐酸变为浓硝酸，在同一条件下，提取率仅为60％
左右，同时，液膜溶胀很大。综上可知，在浓硝酸介质中苯胺作为流动载体不能高效的提取
稀土元素，因此有必要合成一种新型萃取剂，能在浓硝酸体系中、高酸度且磷矿浸出液稀土
含量低的条件下，减少液膜的溶胀且实现稀土离子的高效分离提取。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：解决在浓硝酸体系中实现对含低浓度稀土高效提取
技术，提供一种用自制萃取剂制取乳状液膜高效提取稀土元素的工艺方法。
本发明的技术方案是：一种用于乳状液膜提取稀土的萃取剂，该萃取剂的通式结
构如下：
式中R1、R2＝Cn1，n1＝8；或Cn2，n2＝1～18。
一种用于乳状液膜提取稀土的萃取剂的使用方法，包含以下步骤：
1)用浓硝酸、浓硫酸溶解含稀土的磷矿石，以稀土离子的形态进入溶液，得到磷矿
浸出液；
2)将萃取剂、表面活性剂、稀释剂与内相解析剂盐酸、硫酸、硝酸混合，制成乳状
液；
3)将磷矿浸出液与乳状液进行混合，提取稀土元素。
所述的步骤2)中，表面活性剂T154，稀释剂为磺化煤油。
所述的步骤2)中，油相中萃取剂和表面活性剂的体积分数均为4％～16％，稀释剂
体积分数为80％，将油相与内水相按1:1的体积比混合，高速搅拌20min得到白色油包水型
乳状液。
所述的步骤3)中，将乳状液膜与pH值为-0.1～1.0的磷矿浸出液按照体积比1:10
～1:100混合提取，提取时间为20min。
本发明的有益效果：本发明选用结构1作为流动载体制取乳状液萃取稀土，它在稀
土含量较低，而且在稀土溶液酸度较高的情况下，具有很高的提取效率。
萃取时，其他提取条件不变的情况下，乳水比降低至1:100时，仍具有较高提取效
率，大大减少了有机相的循环使用量。
本发明选用的结构1作为流动载体与常用流动载体P204、P507以及苯胺等比较，萃
取效率大幅提高。
本发明以结构1作为流动载体制成的乳状液膜，也能够提取磷矿硫酸浸出液中的
稀土，提取效率能够达到78.5％。
同时本发明所使用的乳状液膜萃取体系具有较高的萃取率，萃取效果好，快速、选
择性高等优点。整体工艺简单，稀土回收率高，原料消耗少。实现了对稀土的有效回收，为磷
矿的综合利用提供了一条可行、合理、有效的途径。
具体实施方式
实施例(一)
对磷矿的硝酸浸出液进行提取，磷矿浸出液稀土浓度为0.303g/L。油相中结构1
(R1、R2＝C8，)的体积分数为12％，T154体积分数为8％，磺化煤油80％，将油相与内
相解析剂按照1:1的体积比混合，高速搅拌20min。将乳状液膜与磷矿浸出液按照体积比为
1:10，慢速搅拌提取20min，用GB/T 6730.24-2006萃取分离-偶氮氯膦mA分光光度法测得萃
取效率达到82.68％。
实施例(二)
对磷矿的硝酸浸出液进行提取，磷矿浸出液稀土浓度为0.303g/L。油相中结构1
(R1、R2＝C8，)的体积分数为8％，T154体积分数为12％，磺化煤油80％，将油相与内
相解析剂按照1:1的体积比混合，高速搅拌20min。将乳状液膜与磷矿浸出液按照体积比为
1:10，慢速搅拌提取20min，用GB/T 6730.24-2006萃取分离-偶氮氯膦mA分光光度法测得萃
取效率达到75.31％。
实施例(三)
对磷矿的硝酸浸出液进行提取，磷矿浸出液稀土浓度为0.303g/L。油相中结构1
(R1、R2＝C8，)的体积分数为4％，T154体积分数为16％，磺化煤油80％，将油相与内
相解析剂按照1:1的体积比混合，高速搅拌20min。将乳状液膜与磷矿浸出液按照体积比为
1:10，慢速搅拌提取20min，用GB/T 6730.24-2006萃取分离-偶氮氯膦mA分光光度法测得萃
取效率达到78.25％。
实施例(四)
对磷矿的硝酸浸出液进行提取，磷矿浸出液稀土浓度为0.303g/L。油相中结构1
(R1、R2＝C8，)的体积分数为16％，T154体积分数为4％，磺化煤油80％，将油相与内
相解析剂按照1:1的体积比混合，高速搅拌20min。将乳状液膜与磷矿浸出液按照体积比为
1:10，慢速搅拌提取20min，用GB/T 6730.24-2006萃取分离-偶氮氯膦mA分光光度法测得萃
取效率达到82.56％。
实施例(五)
对磷矿的硝酸浸出液进行提取，磷矿浸出液稀土浓度为0.303g/L。油相中结构1
(R1、R2＝C8，)的体积分数为10％，T154体积分数为10％，磺化煤油80％，将油相与内
相解析剂按照1:1的体积比混合，高速搅拌20min。将乳状液膜与磷矿浸出液按照体积比为
1:10，慢速搅拌提取20min，用GB/T 6730.24-2006萃取分离-偶氮氯膦mA分光光度法测得萃
取效率达到80.07％。
实施例(六)
对磷矿的硝酸浸出液进行提取，磷矿浸出液稀土浓度为0.303g/L。油相中结构1
(R1、R2＝C8，)的体积分数为12％，T154体积分数为8％，磺化煤油80％，将油相与内
相解析剂按照1:1的体积比混合，高速搅拌20min。将乳状液膜与磷矿浸出液按照体积比为
1:30，慢速搅拌提取20min，用GB/T 6730.24-2006萃取分离-偶氮氯膦mA分光光度法测得萃
取效率达到74.63％。
实施例(七)
对磷矿的硝酸浸出液进行提取，磷矿浸出液稀土浓度为0.303g/L。油相中结构1
(R1、R2＝C8，)的体积分数为12％，T154体积分数为8％，磺化煤油80％，将油相与内
相解析剂按照1:1的体积比混合，高速搅拌20min。将乳状液膜与磷矿浸出液按照体积比为
1:50，慢速搅拌提取20min，用GB/T 6730.24-2006萃取分离-偶氮氯膦mA分光光度法测得萃
取效率达到67.5％。
实施例(八)
对磷矿的硝酸浸出液进行提取，磷矿浸出液稀土浓度为0.303g/L。油相中结构1
(R1、R2＝C8，)的体积分数为12％，T154体积分数为8％，磺化煤油80％，将油相与内
相解析剂按照1:1的体积比混合，高速搅拌20min。将乳状液膜与磷矿浸出液按照体积比为
1:100，慢速搅拌提取20min，用GB/T 6730.24-2006萃取分离-偶氮氯膦mA分光光度法测得
萃取效率为64.67％。
实施例(九)
对磷矿的硝酸浸出液进行提取，磷矿浸出液稀土浓度为0.303g/L。油相中结构1
(R1、R2＝C8，)的体积分数为12％，T154体积分数为8％，磺化煤油80％，将油相与
内相解析剂按照1:1的体积比混合，高速搅拌20min。将乳状液膜与磷矿浸出液按照体积比
为1:10，慢速搅拌提取20min，用GB/T 6730.24-2006萃取分离-偶氮氯膦mA分光光度法测得
萃取效率为64％。
实施例(十)
对磷矿的硫酸浸出液进行提取，磷矿浸出液稀土浓度为0.10g/L。油相中结构1
(R1、R2＝C8，)的体积分数为12％，T154体积分数为8％，磺化煤油80％，将油相与内
相解析剂按照1:1的体积比混合，高速搅拌20min。将乳状液膜与磷矿浸出液按照体积比为
1:10，慢速搅拌提取20min，用GB/T 6730.24-2006萃取分离-偶氮氯膦mA分光光度法测得萃
取效率为78.5％。
实施例(十一)
对磷矿的硝酸浸出液进行提取，磷矿浸出液稀土浓度为0.303g/L。油相中结构1
(R1、R2＝C8，R3＝C4)的体积分数为12％，T154体积分数为8％，磺化煤油80％，将油相与内相
解析剂按照1:1的体积比混合，高速搅拌20min。将乳状液膜与磷矿浸出液按照体积比为1:
10，慢速搅拌提取20min，用GB/T 6730.24-2006萃取分离-偶氮氯膦mA分光光度法测得萃取
效率为79.8％。
实施例(十二)
对磷矿的硝酸浸出液进行提取，磷矿浸出液稀土浓度为0.303g/L。油相中结构1
(R1、R2＝C8，R3＝C6)的体积分数为12％，T154体积分数为8％，磺化煤油80％，将油相与内相
解析剂按照1:1的体积比混合，高速搅拌20min。将乳状液膜与磷矿浸出液按照体积比为1:
10，慢速搅拌提取20min，用GB/T 6730.24-2006萃取分离-偶氮氯膦mA分光光度法测得萃取
效率为76.56％。
实施例(十三)
对磷矿的硝酸浸出液进行提取，磷矿浸出液稀土浓度为0.303g/L。油相中结构1
(R1、R2＝C8，R3＝C18)的体积分数为12％，T154体积分数为8％，磺化煤油80％，将油相与内
相解析剂按照1:1的体积比混合，高速搅拌20min。将乳状液膜与磷矿浸出液按照体积比为
1:10，慢速搅拌提取20min，用GB/T 6730.24-2006萃取分离-偶氮氯膦mA分光光度法测得萃
取效率为77％。
采用本发明从磷矿浸出液中提取伴生的低浓度的稀土，可以大大降低生产成本，
减少资源的浪费，具有很大的应用前景。