一种锆铪分离萃取剂及其应用以及锆铪分离方法与流程

技术特征：
1.一种锆铪分离萃取剂，其特征在于，所述锆铪分离萃取剂的成分中包括离子液体萃取剂；所述离子液体萃取剂具有结构的化合物，其中，a选自氮、磷、砷、锑和铋中的任意一种；b
n-选自无机酸根离子、有机酸根离子和氢氧根离子中的任意一种；x1、x2、x3和x4彼此独立地选自取代或未取代的直链烷基、取代或未取代的支链烷基以及取代或未取代的芳基中的任意一种。2.根据权利要求1所述的锆铪分离萃取剂，其特征在于，a为氮、磷或砷；优选为氮或磷。3.根据权利要求1所述的锆铪分离萃取剂，其特征在于，b
n-选自一元无机酸根离子、一元有机酸根离子和氢氧根离子中的任意一种；优选地，所述一元无机酸根离子选自卤酸根离子、高卤酸根离子、次卤酸根离子、硝酸根离子、硫酸氢根离子、磷酸二氢根离子、硫氰酸根离子、氰酸根离子、氟硼酸根离子和偏铝酸根离子中的任意一种；或，所述一元有机酸根离子选自甲酸根离子、乙酸根离子、脂肪酸根离子、有机膦酸根离子、羧酸根离子、肟酸根离子、氨基酸根离子、有机磺酸根离子、有机氨磺酸根离子和有机黄原酸根离子中的任意一种。4.根据权利要求1所述的锆铪分离萃取剂，其特征在于，x1、x2、x3和x4彼此独立地选自烷基、烷氧基、氨基、芳基、羟基和卤素中的任意一种；优选地，x1、x2、x3和x4彼此独立地选自具有1-20个碳原子的直链或支链烷基；或，独立地选自具有7-20个碳原子的取代或未取代芳基；更优地，x1、x2、x3和x4彼此独立地选自具有1-16个碳原子的直链烷基或具有1-16个碳原子的支链烷基；或，独立地选自具有7-15个碳原子的取代或未取代芳基；进一步更优地，x1、x2、x3和x4彼此独立地选自具有1-10个碳原子的直链烷基或具有1-10个碳原子的支链烷基；或，独立地选自具有7-10个碳原子的取代或未取代芳基。5.根据权利要求1-4任一项所述的锆铪分离萃取剂，其特征在于，所述锆铪分离萃取剂的成分中还包括稀释剂；优选地，所述稀释剂选自烷烃、芳烃、酯类、酮类、醚类和醇类中的至少一种；优选地，所述稀释剂选自正己烷、十六烷、磺化煤油、航空煤油、氯仿、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸戊酯、己酸乙酯、乙酸辛酯、二异丁基酮、甲基异丁基酮、环己酮、石油醚、(2-乙基己基)乙基醚、异戊醇、仲辛醇和正丁醇中的至少一种；优选地，所述离子液体萃取剂与所述稀释剂的体积比为1:99-99:1，更优为1:99-50:50。6.如权利要求1-5任一项所述的锆铪分离萃取剂在锆铪分离中的应用。7.一种锆铪分离方法，其特征在于，用包括权利要求1-5任一项所述的锆铪分离萃取剂的分离试剂对待分离的锆铪水相料液中的锆和铪进行分离；
优选地，分离包括以下步骤：将待分离的锆铪水相料液与含有所述锆铪分离萃取剂的预饱和有机相料液混合萃取，以使待分离的锆铪水相料液中的铪主要进入有机相，锆主要留在水相。8.根据权利要求7所述的锆铪分离方法，其特征在于，所述预饱和有机相料液经以下方式得到：将所述锆铪分离萃取剂与含有游离阴离子的预饱和溶液混合，以使所述预饱和溶液解离出的阴离子与所述锆铪分离萃取剂中的酸根离子进行置换反应；优选地，所述锆铪分离萃取剂与预饱和溶液的混合次数为1-5次，每次混合时间为1-60min；更优地，混合于搅拌转速为10-1000r/min的条件下进行；优选地，所述预饱和溶液含有酸和盐中的至少一种；优选地，所述酸为无机酸，更优选自卤酸、高卤酸、次卤酸、硝酸、硫酸、磷酸、硫氰酸、氰酸、氟硼酸和偏铝酸中的至少一种；优选地，以解离出的氢离子的浓度计，所述预饱和溶液中的酸的浓度为0.1-12mol/l，更优为0.5-6mol/l；优选地，所述盐选自卤酸盐、高卤酸盐、次卤酸盐、硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硫氰酸盐、氰酸盐、氟硼酸盐、偏铝酸盐、甲酸盐和乙酸盐中的至少一种；优选地，所述预饱和溶液中盐的浓度为0.01-10mol/l，更优为0.1-5mol/l；优选地，待分离的锆铪水相料液与所述预饱和有机相料液的体积比为10:90-90:10，更优为10:90-50:50；优选地，待分离的锆铪水相料液与所述预饱和有机相的混合萃取次数为1-5次，每次混合萃取时间为1-60min；更优地，混合于搅拌转速为10-1000r/min的条件下进行。9.根据权利要求7所述的锆铪分离方法，其特征在于，待分离的锆铪水相料液中，提供锆和铪的原料包括同时含有锆和铪的可溶性化学试剂；优选地，所述可溶性化学试剂选自含铪的硫酸锆、含铪的硝酸锆、含铪的氧氯化锆、含铪的碳酸锆、含铪的碳酸锆铵及含铪的醋酸锆中的至少一种；优选地，待分离的锆铪水相料液中，锆离子的浓度为0.1-1.65mol/l，铪离子的浓度为0.5
×
10-4-0.65mol/l；更优地，锆离子的浓度为0.5-1.5mol/l，铪离子的浓度为2
×
10-4-0.3mol/l；优选地，待分离的锆铪水相料液中还含有酸；优选地，待分离的锆铪水相料液中还含有盐、醇和双氧水中的至少一种；优选地，待分离的锆铪水相料液中的酸选自卤酸、高卤酸、次卤酸、硝酸、硫酸、磷酸、硫氰酸、氰酸、氟硼酸、偏铝酸、甲酸和乙酸中的至少一种；或，待分离的锆铪水相料液中的盐选自锂盐、钾盐、钠盐、铵盐、镁盐、钙盐和铝盐中的至少一种；或，待分离的锆铪水相料液中的醇选自甲醇、乙醇、乙二醇和苯甲醇中的至少一种；优选地，以解离出的氢离子的浓度计，待分离的锆铪水相料液中酸的浓度为0.1-12mol/l，更优为0.5-6mol/l；优选地，待分离的锆铪水相料液中的盐的浓度为0.01-10mol/l，更优为0.1-5mol/l。10.根据权利要求7所述的锆铪分离方法，其特征在于，还包括：用洗涤剂对混合萃取后的有机相进行洗涤，以洗除混合萃取后所述有机相中的存在的少量锆，随后再用反萃剂对洗涤后的有机相进行反萃，以使所述有机相中的铪进入反萃水相；
优选地，所述洗涤剂选自酸溶液、盐溶液和水中的至少一种；优选地，所述洗涤剂中的酸溶液中的酸选自卤酸、高卤酸、次卤酸、硝酸、硫酸、磷酸、硼酸、氟硼酸、偏铝酸、甲酸、乙酸、草酸和柠檬酸中的至少一种；或，所述洗涤剂中的盐溶液中的盐选自锂盐、钾盐、钠盐、铵盐、镁盐、钙盐和铝盐中的至少一种；或，所述洗涤剂中的水为去离子水；优选地，所述洗涤剂与混合萃取后的有机相的体积比为10:90-90:10；优选地，所述洗涤剂中的酸的浓度为0.01-12mol/l；或，所述洗涤剂中的盐的浓度为0.01-10mol/l；优选地，所述洗涤剂对混合萃取后的有机相的洗涤次数为1-5次，每次洗涤时间为1-60min；更优选地，洗涤于搅拌转速为10-1000r/min的条件下进行；优选地，所述反萃剂选自酸溶液、碱溶液、盐溶液和水中的至少一种；优选地，所述反萃剂中的酸溶液中的酸选自卤酸、高卤酸、次卤酸、硝酸、硫酸、磷酸、硼酸、氟硼酸、偏铝酸、甲酸、乙酸、草酸和柠檬酸中的至少一种；或，所述反萃剂中的碱溶液中的碱选自氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢锂、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氨水、碳酸铵、碳酸氢铵、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化铝、碳酸钙和碳酸镁中的至少一种；或，所述反萃剂中的盐溶液中的盐选自锂盐、钾盐、钠盐、铵盐、镁盐、钙盐和铝盐中的至少一种；或，所述反萃剂中的水为去离子水；优选地，所述反萃剂与洗涤后的有机相的体积比为10:90-90:10；优选地，所述反萃剂中的酸溶液中的酸浓度为0.01-12mol/l；或，所述反萃剂中的碱溶液中的碱的浓度为0.01-10mol/l；或，所述反萃剂中的盐溶液中的盐的浓度为0.01-10mol/l；优选地，所述反萃剂对洗涤后的有机相的洗涤次数为1-5次，每次反萃时间为1-60min；更优选地，反萃于搅拌转速为10-1000r/min的条件下进行。

技术总结
本发明公开了一种锆铪分离萃取剂及其应用以及锆铪分离方法，属于化学物质分离技术领域。该铪分离萃取剂的成分中包括离子液体萃取剂，离子液体萃取剂具有结构的化合物，其中，A选自氮、磷、砷、锑和铋中的任意一种；B


技术研发人员：吴明 徐志高 董攀飞 何正艳 瞿军
受保护的技术使用者：中南民族大学
技术研发日：2021.10.28
技术公布日：2022/1/28