內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)論文PAGEPAGEI硅對稀土萃取分離中乳化物的影響內(nèi)蒙古科技大學(xué)材料與冶金學(xué)院（內(nèi)蒙古包頭）06級冶金工程06-2班，指導(dǎo)老師目錄第一章文獻(xiàn)綜述 21.1稀土分離技術(shù)的現(xiàn)狀及前景 21.1.1稀土概況 21.1.2稀土分離技術(shù)的現(xiàn)狀及前景 31.1.3幾種稀土元素分離技術(shù) 41.1.4稀土溶液萃取工藝 81.2稀土萃取過程中乳化現(xiàn)象的研究 121.2.1萃取過程中的乳化生成 141.2.2引起乳化的原因 14來自水相引起的乳化 151.2.3水溶液中硅的形態(tài)及氟離子的影響 171.2.4膠體硅引起的乳化 181.3實驗研究的意義 191.4問題的提出及課題方案設(shè)計 19第二章實驗研究 202.1實驗原理[15,45，46，47] 202.1.1P204、P507的性質(zhì) 202.1.2影響酸性萃取的因素 212.1.3實驗方案 222.2實驗設(shè)備 232.３實驗原料和化學(xué)試劑 242.４實驗方法 242.4.1稀土料液配制 242.4.2Na2SiO3溶液配制 242.4.3萃取劑配制 242.4.4萃取操作步驟 25第三章含Si萃取體系中不同因素對于產(chǎn)生乳化的影響 303.1.Si離子在P204萃取分離稀土?xí)r產(chǎn)生乳化的影響 313.1.1Si離子濃度對P204萃取分離稀土?xí)r產(chǎn)生乳化的影響 333.1.2P204萃取劑濃度對產(chǎn)生乳化的影響 373.2.Si離子在P507萃取分離稀土?xí)r產(chǎn)生乳化的影響 423.2.1Si離子濃度對P507萃取分離稀土?xí)r產(chǎn)生乳化的影響 443.2.2P507萃取劑濃度對產(chǎn)生乳化的影響 473.3結(jié)論 51致謝 52參考文獻(xiàn) 53第一章文獻(xiàn)綜述1.1稀土分離技術(shù)的現(xiàn)狀及前景1.1.1稀土概況稀土元素是鑭系元素系稀土類元素群的總稱，其原子序數(shù)從57至71的鑭系元素包含鈧Sc、釔Y及鑭系中的鑭La、鈰Ce、鐠Pr、釹Nd、钷Pm、釤Sm、銪Eu、釓Gd、鋱Tb、鏑Dy、鈥Ho、鉺Er、銩Tm、鐿Yb、镥Lu，共17個元素。稀土元素的正常原子化合價是3它們屬于周期表中ⅢB族。在這17個稀土元素中，元素鈧與其余16個元素在自然界共生的關(guān)系不很密切，性質(zhì)差別也很大所以也有人不把鈧列為稀土元素。其余16個元素，根據(jù)它們的物理化學(xué)性質(zhì)和地球化學(xué)性質(zhì)的某些差異以及分離工藝的要求，分為輕稀土和重稀土兩組，兩組分類法是以釓為界，稱釓以前的鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪7個元素為輕稀土元素或鈰組稀土元素，釓、鋱、鏑、鈥、鉺、i銩、鐿、镥、釔共9個元素稱為重稀土元素或釔組稀土元素。釔之所以被列入重稀土組，是因為它的離子半徑在重稀土元素鉺、銩之間，化學(xué)性質(zhì)和重稀土相似，在自然界和重稀土共生[1,2]。由于稀土元素的電子結(jié)構(gòu)相近、化學(xué)性質(zhì)相似，又總以共生礦的形式混合存在，因而分離十分困難。然而，稀土功能材料大多需要高純度單一元素，稀土分離成為其應(yīng)用的瓶頸。為了探索稀土元素的本征性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)其新的功能體系和性能，拓展其應(yīng)用領(lǐng)域，必須首先解決高純稀土的分離難題。1.1.2稀土分離技術(shù)的現(xiàn)狀及前景近40多年來，全國許多單位在稀土生產(chǎn)工藝和理論研究上作了大量的工作，研究開發(fā)了三出口[3,4]和一步萃取多出口工藝[2]；針對稀土原料組元多、成分變化大的特點(diǎn)，研究提出了多組分稀土分離的等效組分—等效分離因數(shù)法、有效—等效分離因數(shù)法、有效分離系數(shù)模型[5]和模糊萃取分離技術(shù)[6]等優(yōu)化串級萃取工藝參數(shù)的方法和技術(shù)，豐富和發(fā)展了串級萃取理論[7,8,7]。合成并推廣了優(yōu)良的萃取劑，經(jīng)過長期工業(yè)生產(chǎn)實踐的檢驗，綜合的萃取性能，如分離系數(shù)和萃取容量等最理想的還是P507和環(huán)烷酸，目前，P507已廣泛地應(yīng)用于稀土元素的分離與純制，環(huán)烷酸則應(yīng)用于釔與其它稀土元素的分離與純制。改進(jìn)了萃取器的結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)工藝需要調(diào)整混合室的接觸流比和澄清室相比，并向著大型的方向發(fā)展。經(jīng)過這些年的努力，我國已擁有一批具有國際先進(jìn)水平的稀土萃取分離工藝(生產(chǎn)流程)[2,8]。在稀土元素的萃取分離中，為了提高萃取效率和實現(xiàn)選擇性分離，選擇適宜的萃取劑是首要問題。目前稀土萃取劑有幾百種，而且新的萃取劑不斷出現(xiàn)。在實際應(yīng)用中，要求萃取劑有良好的選擇性、水溶性小、萃取容量大、易反萃、穩(wěn)定和安全，并且具有比重小、表面張力大，粘度低等物理性質(zhì)。徐光憲等介紹了許多稀土萃取劑的制備和鑒定方法。目前有許多萃取劑萃取分離稀土元素的工藝已經(jīng)成熟并用于工業(yè)生產(chǎn)。為改進(jìn)P507對重稀土反萃取較困難的缺點(diǎn)，國內(nèi)外許多科技工作者研究了采用酸性比P507弱的二烷基磷酸型萃取劑來分離重稀土元素，其中的Cyanex272萃取劑即二(2,4,4—三甲基戊基)膦酸[8，9]已成功用于Tm、Yb、Lu的分離，在國內(nèi)也已建立了分離生產(chǎn)線。但它對于某些稀土元素對的分離因素較低，且萃取容量也較低，綜合性能還不能勝P507[8]。中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所在院“八五”重大項目研究中，設(shè)計合成了一種代號為CA-12的羧酸型萃取劑，它可以在與環(huán)烷酸相同的條件下用于分離釔和其他稀土元素。該萃取劑成分較簡單，萃取性能優(yōu)于環(huán)烷酸。中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所針對CA-12萃取體系中某些重稀土元素(Er、Tm、Yb、Lu)與釔的分離系數(shù)小，釔與這些元素的分離選擇性低于環(huán)烷酸萃取體系的問題，提出了全面優(yōu)于環(huán)烷酸萃取分離高純釔的新體系，并命名為HAB雙溶劑萃取體系。該體系保持了CA-12對環(huán)烷酸的優(yōu)勢，并使重稀土與釔的分離系數(shù)大為提高。HAB雙溶劑法萃取分離高純氧化釔1999年通過半工業(yè)擴(kuò)大實驗，國內(nèi)某公司采用該工藝建設(shè)的年產(chǎn)300t高純氧化釔生產(chǎn)線正在充槽調(diào)試[8]。1.1.3幾種稀土元素分離技術(shù)稀土元素具有獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，單一高純稀土已成為高科技領(lǐng)域的基本材料。由于與稀土元素性質(zhì)十分相似，并常共生礦形式存在，使之分離成為無機(jī)化學(xué)最困難的一個問題，從經(jīng)典的分級結(jié)晶法到離子交換和溶劑萃取，稀土分離技術(shù)取得了重大突破，近年來出現(xiàn)的火法化學(xué)氣相傳輸。稀土的分離技術(shù)方法眾多，目前被廣泛采用的仍然以溶劑萃取法和離子交換法為主，新穎并且高效的新分離方法也在不斷地涌現(xiàn)以便分離得到高純度的稀土。分級結(jié)晶法和分級沉淀法分級結(jié)晶[2，10]法常用稀土復(fù)鹽的溶解度差異給稀土分組，該方法是分離三價稀土元素的經(jīng)典方法；當(dāng)稀土元素在兩相——液相和固相中分配時，混合物中溶解度較小的組分便富集在固相中、而溶解度較大的便富集在液相中根據(jù)稀土鹽類溶解度的差別，可通過溶液的濃縮蒸發(fā)或溫度的變化，從而慢慢地析出晶體。通過傾析或過濾，就可以將晶體和液體分開，達(dá)到分離的目。為了更好地提高結(jié)晶產(chǎn)品的純度，必須進(jìn)行幾千次的重結(jié)晶操作，才可以得到純凈的稀土化合物。分級沉淀法和分級結(jié)晶法的原理和操作過程基本相似。分級沉淀法用一定量試劑使稀土元素部分沉淀下來、這樣溶解度小的稀土化合物先沉淀，而溶解度較大的稀土化合物則留在溶液中、每次沉淀分離出l／2或1／3的稀化合物，經(jīng)多次分級沉淀就可以達(dá)到分離的目的。分級結(jié)晶法或分級沉淀法盡管操作技術(shù)簡單、易于掌握，但其勞動生產(chǎn)率低、回收率低、純度低。氧化還原法配合沉淀法選擇性氧化還原法[2，10]是利用三價以外的各種氧化態(tài)的(鈰可氧化到四價態(tài)，釤、銪可還原至二價)選擇性氧化或還原作用，從混合稀土中分離一些元素的有效方法即為稀土元素分離中的選擇性氧化還原法、這種方法有鈰的氧化分離和釤、銪、鐿還原分離法等，無論是鈰的氧化，還是釤、銪、鐿還原主要還是利用它們與三價稀土在化學(xué)性質(zhì)上的差異，利用其與某些鹽類或氫氧化物的難溶性或溶解性，從三價稀土中分離出來。其中電解還原法，在惰性氣氛保護(hù)下，在密閉的體系中連續(xù)電解，這樣不引人雜質(zhì)，分離效果和環(huán)境保護(hù)均較好、但其工藝還不完善，電板的材料問題以及還原后如何分離的問題還有待解決，實驗方法也在進(jìn)一步的研究中。溶劑萃取和離子交換溶劑萃取法[2，10，11]是物質(zhì)分離和提純的基本方法，也是稀土元素分離重要手段。稀土元素的萃取分離是從50年代發(fā)展起來的。先是用在工藝上，從60年代后相繼在稀土分析上得到迅速的應(yīng)用，70年代前后，我國較廣泛地研究了溶劑萃取法在稀土制備上的應(yīng)用，北京大學(xué)徐光憲先生等作出了重大的貢獻(xiàn)。溶劑萃取比沉淀分離相似元素更有效，比離子交換的操作時間更短而且具有被萃取物質(zhì)的濃度范圍較廣，在適當(dāng)條件下萃取的選擇性高等優(yōu)點(diǎn)。所以在相似元素的分離方面更有吸引力。目前在稀土元素制備和分析上已采用了溶劑萃取法。溶劑萃取法能從大量其它元素中快速地分離出微量元素。因此，運(yùn)用溶劑萃取法能簡化化學(xué)分析中的一些繁冗的化學(xué)處理過程。富集微量元素，在采取溶劑萃取法富集、分離、提純物質(zhì)時，仍有一定的限度和運(yùn)用范圍，對性質(zhì)極為相似的元素萃取，萃取率很低，如單一稀土元素的分離效果并不理想、萃取分離尚需尋找新的以及低毒的萃取劑和萃取體系，建立高效率、高選擇性的分離條件，實現(xiàn)萃取分離自動化。離子交換法分離[2，10，11]相鄰稀土元素已有30年的歷史，在稀土分離中，陽離子交換色譜主要用于分離單一稀土及高純稀土中微量稀土雜質(zhì)。陰離子交換主要用于混合稀土元素的分組分離。離子交換[2]是以離子交換樹脂作為交換劑，其交換過程包括兩個階段，吸附和解吸待分離的混合液以一定的流速通過色譜柱(層)使混合離子吸附在樹脂上。金屬離子被吸附飽合時停止供液，轉(zhuǎn)人解吸階段。于稀土的性質(zhì)相似，離子交換樹脂對各稀土的親和力差別不大，任何一對相鄰稀土元素的分離因素幾乎接近α均幾乎接近于1，因而利用稀土絡(luò)和物穩(wěn)定常數(shù)間的差異，選擇適當(dāng)?shù)慕j(luò)和劑作為脫液，擴(kuò)大兩相分配系數(shù)K的差別。可使分離因素值提高。分離體系使用競爭的淋洗液使稀土離子沿色譜柱(層)移動。通過色譜柱(層)和交換柱(層)后，使被吸附的各種稀土離子移向交換柱(層)并依次分離出來。離子交換色譜能進(jìn)行痕量到大量(如公斤級)的稀土分離，也可以用于單一高純稀土元素的制備、目前離子交換色譜法在將所有稀土元素制成高純單一稀土化合物的生產(chǎn)上仍不失為重要手段之一。但是離子交換法仍存在諸如生產(chǎn)周期長、產(chǎn)率低和成本高等特點(diǎn)?；鸱ɑ瘜W(xué)氣相傳輸火法化學(xué)氣相傳輸[9]分離混合稀土氯化物在國際上仍處于實驗室初始階段。德國學(xué)者于1987～1988年間報道了570—770K用化學(xué)傳輸法1～7d由稀土氧化物制備稀土氯化物晶體和1991～1992年問日本學(xué)者報道在1300下用化學(xué)傳輸法6h分離摩爾比為1：1的輕稀土PlCl3和重稀土ErCl3的情況。我國學(xué)者以輕稀土礦分解產(chǎn)物為背景，利用化學(xué)氣態(tài)傳輸火法分離技術(shù)對二元相鄰混合稀土氯化物和氧化物傳輸從純經(jīng)驗水平提高到理性的水平；盡管該種方法工藝簡單、操作容易，但目前距實際生產(chǎn)應(yīng)用還有相離規(guī)律進(jìn)行了探索在日本學(xué)者研究的基礎(chǔ)上又提高了一大步；其中鐠、釹的分離效率高于其它方法所獲得的分離效率；在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了相鄰四元混合稀土氧化物—混合稀土氯化物一單一稀土氯化物化學(xué)傳輸分離的一步化，提高了效率、滿足了分離的需要，并使這一研當(dāng)?shù)木嚯x。膜萃取分離膜分離技術(shù)是一種高效、經(jīng)濟(jì)、簡便的新分離技術(shù)，這種方法以具有選擇性和透過性的膜作為組分分離手段，依據(jù)濃度差、壓力差、電位差等參數(shù)，使混合物的組分被分離，其中在稀土萃取分離中使用最多的是液膜分離。與液—液萃取分離相比，液膜分離過程中增加了制乳和破乳兩步，而且是直接影響液膜分離效果的關(guān)鍵步驟。液膜分離用于稀土元素的富集分離研究較多[12]，用TOPO—十二烷液膜支撐體系分離了Sc、Y、Ce、Eu、Gd、Th以及Yb等[13]，用Cyanex272_Span80_甲苯乳狀液膜可以分離La3+、sm3+、Ho3+、Yb3+[13]甚至還能富集10-9克級的鈰組稀土[14]。1.1.4稀土溶液萃取工藝溶液萃取分離的原理[16]溶劑萃取分離法是指含有被分離物質(zhì)的水溶液與互不相容的有機(jī)溶劑接觸，借助于萃取劑的作用，使一種或幾種組分進(jìn)入有機(jī)相，從而達(dá)到分離的目的?？梢杂么朔椒ǚ蛛x提純、富集某些組分。有機(jī)溶劑萃取的原則流程如圖所示：有機(jī)溶劑萃取的原則流程圖溶劑萃取過程一般包括萃取、洗滌、反萃和有機(jī)相再生四個作業(yè)。萃取時，含目的組分的原始料液（水相）與含有機(jī)溶劑的有機(jī)相在萃取設(shè)備中混合，混合時目的組分由水相選擇性地轉(zhuǎn)入有機(jī)相，然后靜置分層，獲得負(fù)載目的組分和共萃雜質(zhì)的負(fù)載有機(jī)相和萃余液。洗滌作業(yè)是采用適當(dāng)?shù)南礈靹┫礈熵?fù)載有機(jī)相以洗去負(fù)載有機(jī)相中共萃的少量雜質(zhì)，以提高易萃組分的純度，洗后液一般返回萃取作業(yè)以回收其中所含的目的組分。從溶劑萃取原則流程可知，溶劑萃取過程為全液過程，兩個液相分別為有機(jī)相和水相。通常有機(jī)相的密度小于水相的密度。因此，二相混合靜置分層后，有機(jī)相總是位于水相上面，兩相內(nèi)部各自的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)相同。參加萃取過程的水相一般為無機(jī)化合物的水溶液，如原始料液、洗滌劑、反萃劑和再生劑等。原始料液含被萃取目的組分（如稀土元素）、某些雜質(zhì)組分。洗滌劑和反萃劑視具體萃取工藝而異，一般為適當(dāng)濃度的無機(jī)酸、堿、鹽溶液，有時也可直接用水作洗滌劑和反萃劑。有機(jī)相一般由萃取劑、稀釋劑和添加劑等有機(jī)溶劑組成。萃取劑一般是能與被萃物質(zhì)形成化學(xué)結(jié)合的萃合物的有機(jī)溶劑，萃取劑和所生成的萃合物均難溶于水而能溶于稀釋劑中。稀釋劑一般是能改善有機(jī)相的密度、黏度和極性等物理性質(zhì)，但不與被萃物質(zhì)發(fā)生化學(xué)作用和不溶于水而能溶解萃取劑和萃合物的有機(jī)溶劑。溶液萃取類型[2，17]現(xiàn)階段溶液萃取已成為國內(nèi)外稀土分離的主要手段，本節(jié)主要介紹溶劑萃取的分類及我國工業(yè)上常用的幾種類型，及介紹P204、P507萃取劑萃取的一些特點(diǎn)和P204、P507萃取劑萃取的工藝流程圖[16]。萃取體系可以按照萃取劑種類分類，例如：磷型萃取體系、胺型萃取體系、整合型萃取體系等。這種分類方法對萃取機(jī)理不確定的體系特別適用。萃取體系也可以按被萃取金屬的外層電子構(gòu)型不同來劃分，如5f區(qū)元素（錒系）萃取，4f區(qū)元素（鑭系）萃取等類型。此外，也有按萃取液相的不同分為酸性、中性萃取體系，或硫酸、鹽酸、硝酸萃取體系的方法。最常用的萃取體系分類方法是根據(jù)萃取機(jī)理或萃取過程中生成的萃合物的性質(zhì)分類。依此原理，可以將萃取體系分為六大類型。①簡單分子萃取體系；②中性絡(luò)合萃取體系；③酸性絡(luò)合萃取體④離子締合萃取體系；⑤協(xié)同萃取體系；⑥高溫萃取體系。稀土工業(yè)上常用的是2、3、4、5類萃取體系，我國廣泛適用的是2和3類萃取體系。中性萃取是指中性絡(luò)合體系萃取，其特點(diǎn)是：1、萃取劑是中性分子（如磷酸三丁酯）；2、被萃取物是中性分子，如RE(NO3)3，雖然它在水相中可能以RE3+、RE(NO3)2+、RE(NO3)2+、RE(NO3)3多種形式存在，但被中性萃取劑萃取的是中性分子RE(NO3)3；3、萃取劑與被萃取物絡(luò)合生成中性萃取物，如RE(NO3)3·3TBP,它們萃取稀土分配系數(shù)較高[17,18]。酸性磷萃取劑中含有羥基,羥基上H+容易被RE3+取代，而且其中P=O又容易與RE3+配位，因此該類萃取劑不論在高酸度還是在低酸度條件下都能與稀土形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，從而具有高萃取能力，P204和P507是其中的代表P204對稀土元素的萃取能力隨原子序數(shù)的增加而增大，在輕重稀土間萃取差別明顯，其萃取機(jī)理為陽離子交換萃取[19，20]。此外，含氧有機(jī)萃取劑、含氮有機(jī)萃取劑、螯合稀土萃取劑、超分子稀土萃取劑、含（P204）的微膠萃取等在溶劑萃取分離稀土元素方面也有很多應(yīng)用[22~26]。P204萃取劑的酸性較高，與稀土元素結(jié)合能力強(qiáng)，反萃困難，不適于稀土分離。但P204萃取劑具有較好的耐酸堿性能，而且不需要皂化也又較高的萃取容量，這使得它在處理氟碳鈰礦和氟碳鈰礦與獨(dú)居石混合礦的酸浸出液方面具有獨(dú)特的優(yōu)越性。目前在硫酸焙燒氟碳鈰礦與獨(dú)居石混合礦工藝中，廣泛用P204萃取劑進(jìn)行輕與中重稀土分組或分離單一輕稀土產(chǎn)品?？梢蕴崛〖兌雀哌_(dá)99.99%以上的鈰產(chǎn)品，工藝流程圖如下所示。P204從HNO3介質(zhì)中制取高純鈰流程圖P507萃取劑的酸性小于P204可在低酸度下萃取和低酸度下反萃。這一特點(diǎn)彌補(bǔ)了P204萃取劑體系不適用于分離重稀土元素的不足。因此P507萃取劑的問世，使得在一種萃取體系中輕、中、重稀土元素的連續(xù)萃取分離工藝得以實現(xiàn)。下面是P507萃取稀土的工藝流程。P507萃取分離稀土元素工藝流程圖1.2稀土萃取過程中乳化現(xiàn)象的研究對于稀土萃取分離工藝,在比較理想的情況下,萃取槽的澄清室內(nèi)只應(yīng)該有水相和有機(jī)相兩種相態(tài),但在實際生產(chǎn)過程中,幾乎所有的稀土萃取分離線都存在不同程度的三相物乳化現(xiàn)象,情形比較復(fù)雜,嚴(yán)重時會影響萃取分離效果甚至完全停產(chǎn),導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失。液——液萃取過程經(jīng)常會出現(xiàn)第三相的問題,形成中相或重有機(jī)相,出現(xiàn)三層液相,學(xué)術(shù)界對此做了許多研究工作,并對某些酸性萃取劑(皂化)、胺類萃取劑(鹽化)及中性萃取劑在萃取過程中發(fā)生的中相微乳液型的第三相進(jìn)行了比較深入的研究,也曾有人研究報道了稀土萃取分離過程中固體三相乳化物的回收處理情況,直接針對工業(yè)生產(chǎn)條件下稀土萃取分離過程三相乳化物的相關(guān)研究很少見諸報道,值得人們做深入的研究。其中Si離子是引起乳化的主要原因[27]。本節(jié)主要說明了萃取體系中乳化形成和硅酸形態(tài)之間的關(guān)系以及氟離子對硅酸的聚合解聚作用，有助于了解溶液中硅對萃取的影響以及硅酸形成乳化的條件和原因，從而更有效地避免硅對萃取過程的影響。應(yīng)用溶劑萃取時應(yīng)特別注意硅酸引起的乳化問題，在萃取工藝中如果產(chǎn)生了乳化，一方面是造成萃取劑的損耗量增大使產(chǎn)品成本增高，另一方面會使萃取作業(yè)不能正常進(jìn)行。關(guān)于溶液中由硅酸引起的乳化作用在一些文獻(xiàn)中有所報道。艾倫（Allen）等提出了硅酸生成水包油型穩(wěn)定乳化物的假定機(jī)理。布朗（Brown）和賴恩（Ryon）認(rèn)為當(dāng)溶液中二氧化硅濃度低于0.7克/升時，萃取沒有困難當(dāng)溶液中濃度高于0.7克/升時，則出現(xiàn)穩(wěn)定乳化現(xiàn)象。佩奇（Paige）和戈倫（Goren）認(rèn)為穩(wěn)定乳化可能不是由于簡單硅酸引起的，很可能是膠體二氧化硅或聚合硅酸引起的。涅莫德魯克（Hem-oupyk）曾發(fā)表了硝酸鈾酞溶液中不同硅酸形態(tài)的測定方法陳豫德等利用化學(xué)分析、顯微鏡觀察的方冷研究不同硅酸形態(tài)和萃取中乳化形成的關(guān)系、結(jié)果表明活性硅酸中聚硅酸以及凝膠硅不引起乳化能夠出現(xiàn)乳化的硅酸屬于高聚硅酸溶液中不同硅酸形態(tài)決定了萃取乳化的生成或消失、微量氟離子可加速硅酸的聚合而生成高聚硅酸過量氟離子可使高聚硅酸解聚為活性硅酸溶液中鋁鐵對氟離子起著抑制作用加入聚醚可脫除溶液中的高聚硅酸[28，29]。1.2.1萃取過程中的乳化生成在液一液萃取過程中，往往會在兩相界面產(chǎn)生乳化現(xiàn)象，這種現(xiàn)象對于萃取過程的進(jìn)行通常是不利的。乳化是屬于膠體化學(xué)的系統(tǒng)，是一個兩相或多相的分散體系，其中至少有一種液相以液滴形式均勻地分散在另一液相之中，滴徑在1~50微米之間,此類體系是自動發(fā)生的熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng)[30]。為了有效防治萃取體系中界面乳化液的生成，有必要研究其穩(wěn)定機(jī)理[31]。通常，乳化液通過以下一種或多種作用得以穩(wěn)定：界面張力穩(wěn)定作用、電效應(yīng)穩(wěn)定作用、界面膜穩(wěn)定作用、液晶穩(wěn)定作用、固體微粒穩(wěn)定作用。研究結(jié)果表明，液滴間由于雙電層引起的靜電斥力效應(yīng)，以及由固體微粒形成的堅固界面膜是溶劑萃取界面乳化液的2個主要穩(wěn)定因素。乳化液的一般概念是有機(jī)相和水相形成均勻而又穩(wěn)定的混合物，即二相形成的極細(xì)而又分散的混合液?？茖W(xué)的定義是：乳化液是一個多相體系其中至少有一種液體以液珠的形式均勻地分散于另一個不和它混合的液體之中，液珠的直徑一般大于0.1μ，這種乳化體系皆有一個最低的穩(wěn)定度,而這個穩(wěn)定度可因有表面活性劑或微細(xì)的固體粒子存在而強(qiáng)化[21]。萃取中的乳化液有油包水（W/O）型或水包油（O/W）型。確定乳化液類型，除直接觀察外亦可對乳化液進(jìn)行染色，在顯微鏡下，可以分辨的很清楚，因為水相極易染色,而有機(jī)相著色困難，在觀察時可確定著色部分即是水相，而沒有染色的部分即是油相在直接觀察時，如果見到乳化層較多的部分在水相可能是油包水型，反之則為水包油型。產(chǎn)生乳化的原因很多，可能因水相引起，也可能因有機(jī)相變化引起的[32]。1.2.2引起乳化的原因來自有機(jī)相引起的乳化萃取中使用的有機(jī)相是由萃取劑與稀釋劑組成的油相通常萃取劑在有機(jī)相中占5%~30%，其余為稀釋劑。有機(jī)相受外界的氧化影響或長期可能成為乳化的酸的作用面發(fā)生一些變化原因。（1）氧化作用，無機(jī)酸與萃取劑長期受空氣作用而發(fā)生氧化，近而使萃取劑降解，生成另外的有機(jī)化合物。（2）無機(jī)酸的作用，無機(jī)酸與萃取劑長期作用可使萃取劑水解或發(fā)生去烷基反應(yīng)[32，33]。來自水相引起的乳化水相中微細(xì)固體細(xì)粒的作用如未分解的礦石、氫氧化物或金屬離子水解析出的氫氧化物等，它們往往容易和有機(jī)相形成難分層的乳化液固體粒子的親油、親水性與生成的乳化液類型有關(guān)，如果固體粒子是親水的則形成水包油型乳化液；如果固體粒子是親油的則形成油包水型乳化液。（1）料液中含SiO2的作用一般的經(jīng)驗公式認(rèn)為，水相中含SiO2量應(yīng)小于0.1g/L如超過此值由于SiO2對水包油型乳化液起穩(wěn)定作用而常常導(dǎo)致乳化發(fā)生。因此，在萃取作業(yè)時應(yīng)以有機(jī)相為連續(xù)相，而浸出礦石時,應(yīng)盡量減少礦石中SiO2的溶出量。（2）料液pH的影響，pH過高,尤其是超過等的水解pH值時，會生成Al(OH)3、Fe(OH)3等沉淀在這種情況極易產(chǎn)生乳化。（3）工藝操作的影響，操作不當(dāng)，如在有機(jī)相與水相萃取混合時，受到劇烈攪拌時使兩相呈極細(xì)而又分散的珠粒而產(chǎn)生乳化采用脈沖篩板塔等設(shè)備兩相混合較緩和不易產(chǎn)生乳化；如果采用混合澄清萃取槽時，應(yīng)特別注意選擇混合室兩相的攪拌方式和攪拌轉(zhuǎn)數(shù)[32，33,34]。乳化穩(wěn)定劑乳化液是一種穩(wěn)定的油包水或者水包油的油水混合液。這種混合液在有稱為乳化穩(wěn)定劑的物質(zhì)存在下會非常穩(wěn)定。乳化穩(wěn)定劑有時可來自有機(jī)相，也可來自水相?？砂讶榛€(wěn)定劑歸納為三類，某些具有極性基團(tuán)的長鏈有機(jī)化合物。如日常生活中使用的肥皂、洗衣粉，即長鏈的磺酸、磺酸鹽和酸性硫酸醋等。大分子的親水物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、樹膠和瓊脂等。某些不溶性的微細(xì)固體粒子，如鐵、銅或鎳的鹽基硫酸鹽、硫酸鋁、氧化鐵、氫氧化鐵、碳酸鈣、硅、鋁、泥土的懸浮物等均能穩(wěn)定水包油型乳化液，而碳黑等則能穩(wěn)定油包水型乳化液[34]。固體顆粒對乳化的影響研究表明，固體微粒有促進(jìn)界面乳化形成和穩(wěn)定的作用，當(dāng)萃原液為不含固體微粒的純凈水相時，萃取不產(chǎn)生界面乳化現(xiàn)象；隨固體微粒含量增加，分相時間延長，界面乳化程度加重。認(rèn)為固體微粒穩(wěn)定乳化液的機(jī)制為降低乳化液滴粒度和縮小粒度分布區(qū)間，在液滴界面形成堅固固體膜，以微粒絮團(tuán)的方式填充于液滴間隙中，阻斷液滴接觸并聚結(jié)壞。一些親水性的固體微粒如SiO2膠體等很容易使水包油型的乳狀液穩(wěn)定，據(jù)研究SiO2膠體它是水包油型的穩(wěn)定乳化劑[31~41]。料液中含SiO2的作用一般的經(jīng)驗認(rèn)為水相中含SiO2量應(yīng)小于0.1g/L，如超過此值，由于SiO2對水包油型乳化液起穩(wěn)定作用，而常常導(dǎo)致乳化發(fā)生，因此、在萃取作業(yè)時，應(yīng)以有機(jī)相為連續(xù)相而浸出礦石時，應(yīng)盡量減少礦石中的溶出量。料液pH的影響pH過高，尤其是超過Fe、Al等的水解會生成Fe（OH）3、Al（OH3等沉淀，在這種情況下極易產(chǎn)生乳化。工藝操作的影響操作不當(dāng)，如在有機(jī)相與水相萃取混合時受到劇烈攪拌時，使兩相呈極細(xì)而又分散的珠粒，而產(chǎn)生乳化。采用脈沖篩板塔等設(shè)備兩相混合較緩和不易產(chǎn)生乳化；如果采用混合澄清萃取槽時，應(yīng)特別注意選擇混合室兩相的攪拌方式和攪拌轉(zhuǎn)數(shù)。總之對于固體顆粒引起的乳化來說[42]首先，固體微粒是界面乳化的重要誘因，當(dāng)萃原液不為含固體微粒的純凈水相時，萃取時不會出現(xiàn)界面乳化現(xiàn)象；但當(dāng)萃原液中含有固體微粒時，分相速度降低，出現(xiàn)界面乳化現(xiàn)象，并隨固體微粒含量增加,界面乳化程度加重；其次，隨萃原液中固體微粒含量增加,乳化液滴粒度減小，粒度分布區(qū)間變窄，乳化液穩(wěn)定性提高。再者固體微粒不僅以在液滴界面形成堅固固體膜的方式穩(wěn)定乳化液，還以微粒絮團(tuán)的方式填充于液滴間隙中，阻斷液滴接觸,使被隔離的液滴難以聚結(jié)破壞[32~34]。1.2.3水溶液中硅的形態(tài)及氟離子的影響在認(rèn)識由硅酸引起萃取乳化問題時，對溶液中硅酸聚合形態(tài)進(jìn)行分類是必要的，因為不同聚合程度的硅酸形成穩(wěn)定乳化的性質(zhì)差別很大。試驗表明對于含低、中聚硅酸（α、β）或凝膠狀的硅酸，萃取時不產(chǎn)生乳化。對給定的含氟硅溶液，萃取前后溶液中γ硅酸的差值?；痉从沉松扇榛锏某潭?。試驗中也注意到不同條件下生成γ硅酸的乳化特性也有所差異，這說明在不同條件下生成竹硅酸的結(jié)構(gòu)可能有差別。盡管γ硅酸還應(yīng)做進(jìn)一步區(qū)分，然而萃取時形成乳化的硅酸明顯地屬于γ硅酸。過去在討論溶液中的硅酸能否引起乳化時，往往以該溶液中總二氧化硅含量是否超過0.7克/升為指標(biāo)。但通過試驗表明萃取乳化除了在一定條件下與溶液中硅酸含量有關(guān)外，主要取決于溶液中硅酸的聚合形態(tài)。因此不能簡單以溶液中總二氧化硅含量來區(qū)分。水相中硅的形態(tài)和濃度在酸性介質(zhì)中硅有三種形態(tài)，即單體硅、膠體硅、凝聚硅。其中膠體硅活性大，硅膠的氫離子與有機(jī)相油滴表面的電子組成硅酸網(wǎng)絡(luò)，形成在水相為連續(xù)相時的水包油型乳化。氟離子的影響氟本身對乳化并無直接影響，它的作用一方面增加礦石硅的浸出另一方面能促使溶液中的可溶性二氧化硅聚合成膠體硅起到催化劑作用[37，38]。1.2.4膠體硅引起的乳化在稀土萃取分離過程中,最常用的萃取劑是P204和P507，無論用哪種萃取劑，由于種種原因會不同程度的發(fā)生乳化現(xiàn)象，從而影響萃取的效率和有機(jī)物的損失。以下就針對膠體硅引起的乳化而采取的措施以消除乳化現(xiàn)象。膠體硅是一種親水性的乳化劑，當(dāng)水相為連續(xù)相時，膠體硅濃度達(dá)到某一值時則導(dǎo)致萃取乳化，此一定值需根據(jù)具體的萃原液而定。由于膠體硅是由可溶性硅聚合而成的，并受溶液pH值、總硅濃度、膠體硅濃度等主要因素的影響。溶液中的可溶性硅隨著放置時間的增長，pH值的增高，總SiO2濃度的增加以氟離子的存在不斷向形成膠體硅的方向轉(zhuǎn)化控制好這些條件可以減慢可溶性硅的聚合，從而減輕由于膠體硅而引起的乳化。第一，膠體硅導(dǎo)致乳化與其濃度有關(guān)，但認(rèn)為膠體硅包括中聚合SiO2和高聚合SiO2，中聚合SiO2不會導(dǎo)致乳化只有高聚合SiO2才導(dǎo)致乳化，有的萃原液中雖然膠體硅濃度高，但其大多數(shù)為中聚合形態(tài)就不會引起乳化發(fā)生相反則產(chǎn)生乳化。膠體硅是一種親水性的乳化劑，當(dāng)水相為連續(xù)相時膠體硅濃度達(dá)到某一值時則導(dǎo)致萃取乳化。此一定值需根據(jù)具體的萃原液而定,有的為110mg/l、有的為200mg/l、有的為300mg/l。第二，膠體硅是不穩(wěn)定的，它能慢慢地呈凝聚硅析出。溶液溫度高，放置時間長對凝聚有利，在實踐中采用高溫高酸并延長溶解鈾濃縮物的時間能使二氧化硅凝聚成凍膠，有效地減少膠體硅的濃度。第三，采用有機(jī)相連續(xù)是預(yù)防萃取過程中乳化的有效措施。一般情況下，凡水相連續(xù)所產(chǎn)生的乳化現(xiàn)象，改為有機(jī)相連續(xù)就可以避免。有機(jī)相連續(xù)允許水相中SiO2（總）濃度高達(dá)2.5g/l對于特別容易乳化的萃原液因局部水相連續(xù)的存在，還可能出現(xiàn)乳化。為此,必須補(bǔ)加破乳劑破乳，如加入少量聚醚40~60g/t礦在TBP萃取系統(tǒng)中則可用氧化石蠟皂破乳[37,43]。1.3實驗研究的意義在應(yīng)用溶劑萃取稀土中乳化是應(yīng)給予特別注意的問題，在萃取工藝中如果產(chǎn)生了乳化，一方面是造成萃取劑的損耗量增大，使產(chǎn)品成本增高，另方面會使萃取作業(yè)不能正常進(jìn)行。為了有效防治萃取體系中乳化液的生成本實驗主要針對硅引起的乳化進(jìn)行研究分析。本實驗主要研究SI離子存在的情況下萃取過程中稀土元素與有機(jī)相P204、P507的交換過程，根據(jù)萃取時有機(jī)相的濃度、SI離子濃度對于稀土元素在萃取過程中乳化發(fā)生的條件，從而用實驗的方法找出不同萃原液中允許的硅的含量，消除硅引起乳化現(xiàn)象確定最佳工藝條件，為實現(xiàn)稀土萃取分離工藝的順利進(jìn)行奠定理論基礎(chǔ)。1.4問題的提出及課題方案設(shè)計在溶液萃取過程中乳化現(xiàn)象是避免不了的客觀事實，因而萃取體系在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生一些乳化物造成萃取劑的損耗量增大，使產(chǎn)品成本增高，還會使得萃取作業(yè)不能正常進(jìn)行。由于形成乳化的原因很多，所以所形成的乳化物的性質(zhì)就可能不同，諸如礦石的類型、溶液的組成、溶劑的組成、其他有機(jī)組分的存在以及攪拌器的設(shè)計和類型等因素，都可以影響溶液萃取體系的化學(xué)和物理性質(zhì)以及操作特性等，從而導(dǎo)致乳化物的形成。如不進(jìn)行具體的試驗和分析研究，就不可能制定出合理的處理方法和防治措施，如文獻(xiàn)綜述所述對于其他因素引起的乳化都有相關(guān)研究與分析但是對于SI離子影響機(jī)理還不清楚。因此，此次實驗主要針對SI離子引起的乳化進(jìn)行研究與分析。根據(jù)萃取稀土?xí)r溶液中溶液酸度、SI離子濃度、有機(jī)相的濃度等在不同萃取體系中對乳化發(fā)生的程度，制定相應(yīng)的實驗方案，采用化學(xué)分析的手段得到滿意的結(jié)論。所以本實驗采取如下實驗方案來分析研究SI在稀土萃取過程中對稀土元素間分離的影響。首先用高純稀土氧化物為原料溶解在鹽酸溶液中調(diào)節(jié)酸度后添加絡(luò)合劑，配制成稀土溶液；其次采用單級萃取方法得到不同濃度萃飽和的有機(jī)相；然后將不同濃度的硅溶液與不同濃度的有機(jī)相按1:1體積混合、搖勻、靜止最后利用傅里葉變換紅外光譜分析找出不同SI離子濃度下的乳化機(jī)理，從而得出SI離子存在的情況下對有機(jī)相P204、P205萃取分離稀土過程的影響。第二章實驗研究2.1實驗原理[15,45，46，47]2.1.1P204、P507的性質(zhì)本實驗用的萃取劑是常用的酸性磷氧萃取劑P204、和P507，稀釋劑是煤油還有高純度的不同濃度的NaSiO3溶液。由于實驗利用傅里葉變換紅外光譜測定Si對稀土液液萃取過程中的影響以及這個實驗的反應(yīng)機(jī)理，所以下面先介紹有關(guān)P204、P507的結(jié)構(gòu)式及其他所需的結(jié)構(gòu)式。①P204是最重要的酸性磷氧萃取劑，其主要成分為二一（2—乙基己基）磷酸，又稱為磷酸二異辛酯，其結(jié)構(gòu)式為：其酸性比羧酸類萃取劑和螯合萃取劑強(qiáng)，可在酸性溶液中進(jìn)行萃取。萃取稀土元素的分配比隨原子序數(shù)的增加（即離子半徑的減?。┒黾樱错樞蜉腿。＂赑507是P204中的一個烷氧基（RO）被烷基（R）取代生成異辛基磷酸單異辛酯（P507），其結(jié)構(gòu)式為：酸性磷氧萃取劑，如磷酸二異辛脂（P204、D2EHPA）在非極性溶劑中（煤油）常以二聚分子形態(tài)存在：P204二聚分子在低酸介質(zhì)中萃取痕量稀土離子的反應(yīng)為：RE3++3H2A2=RE(HA2)3+3H+萃合物的結(jié)構(gòu)：文獻(xiàn)45指出P507萃取稀土?xí)r萃合物的結(jié)構(gòu)式也呈二聚體形式。2.1.2影響酸性萃取的因素（1）酸性絡(luò)合萃取的分配比D與水相[H+]的n次方成反比pH值每增加一個單位，D則增加10n倍。因此，酸性絡(luò)合萃取時，一般宜在接近Mn+水解的pH值條件下進(jìn)行，以獲得最高的分配比。分配比D與有機(jī)相中自由萃取劑濃度n的次方成正比。（2）分配比D與有機(jī)相中自由萃取劑濃度的n次方成正比。（3）分配比D與K成正比，而K與βn（4）分配比D隨萃取劑酸度的增加而增加。（5）分配比D與稀釋劑有關(guān).（6）溶液萃取與溫度有關(guān)。D分是配比：萃取達(dá)平衡時，被萃物質(zhì)在有機(jī)相中的總濃度與其在水相中的總濃度之比稱為分配比或分配系數(shù)；βn是絡(luò)合物穩(wěn)定常數(shù)；K是中萃取平衡常數(shù)。2.1.3實驗方案本課題采用傅里葉紅外光譜分析的手段，研究了稀土萃取過程由于SI離子存在而引起的乳化機(jī)理，從而得到SI在稀土萃取過程中對稀土元素間分離的影響。本實驗用的萃取劑是工業(yè)上常用的酸性萃取劑P204、P507，由實驗原理可知酸性萃取劑的性質(zhì)以及在酸性萃取過程中溶液pH、機(jī)相中自由萃取劑濃度、溫度等的因素有關(guān)從而制定如下方案。1．采用高純稀土氯化物為原料溶解在6mol/L鹽酸溶液中用氨水調(diào)節(jié)酸度是pH值達(dá)到4，配制成稀土溶液。2．使用不同的萃取劑、萃取劑濃度不同的有機(jī)相反復(fù)萃取配置的稀土溶液然后留待使用。3．將不同濃度的NaSiO3和有機(jī)相以體積1︰1混合震蕩混勻（使用恒溫振蕩器）、靜止分層、詳細(xì)記錄實驗現(xiàn)象分析結(jié)果。4．通過萃取實驗找出SI離子濃度，有機(jī)相濃度等不同因素對萃取過程中乳化的影響。5．實驗總共分八組進(jìn)行每組有4個實驗條件，條件如下：a．P204——煤油萃取體系①有機(jī)相濃度1.4mol/L，NaSiO3濃度分別為1.0g/100ml、0.8g/100ml、0.6g/100ml、0.4g/100ml。②有機(jī)相濃度1.0mol/L，NaSiO3濃度分別為1.0g/100ml、0.8g/100ml、0.6g/100ml、0.4g/100ml。③有機(jī)相濃度0.6mol/L，NaSiO3濃度分別為1.0g/100ml、0.8g/100ml、0.6g/100ml、0.4g/100ml。④有機(jī)相濃度0.2mol/L，NaSiO3濃度分別為1.0g/100ml、0.8g/100ml、0.6g/100ml、0.4g/100ml。bP507——煤油萃取體系①有機(jī)相濃度1.4mol/L，NaSiO3濃度分別為1.0g/100ml、0.8g/100ml、0.6g/100ml、0.4g/100ml。②有機(jī)相濃度1.0mol/L，NaSiO3濃度分別為1.0g/100ml、0.8g/100ml、0.6g/100ml、0.4g/100ml。③有機(jī)相濃度0.6mol/L，NaSiO3濃度分別為1.0g/100ml、0.8g/100ml、0.6g/100ml、0.4g/100ml。④有機(jī)相濃度0.2mol/L，NaSiO3濃度分別為1.0g/100ml、0.8g/100ml、0.6g/100ml、0.4g/100ml。2.2實驗設(shè)備萃取體系一套（分液漏斗、玻璃棒，移液管分液漏斗架、容量瓶燒杯、量筒等若干），Spectrum—RX100型傅里葉變換紅外光譜儀，YP—2型壓片機(jī)，PB-10型PH酸度計，SHA-C恒溫振蕩器，SH-4雙顯雙控恒溫磁力攪拌器，電子天平。2.３實驗原料和化學(xué)試劑名稱等級純度產(chǎn)地稀土氯化物分析純≧99.9%包頭P507萃取劑工業(yè)純2.8mol/L市售P204萃取劑工業(yè)純2.8mol/L市售磺化煤油市售Na2SiO3分析純天津市化學(xué)試劑三廠鹽酸分析純≧36.0-38.0%天津市化學(xué)試劑三廠硫酸分析純≧95-98%天津市化學(xué)試劑三廠氨水分析純≧25-28%天津市化學(xué)試劑三廠無水碳酸鈉分析純≧99.8%天津市化學(xué)試劑三廠2.４實驗方法2.4.1稀土料液配制將純度為99.99%的稀土氯化物經(jīng)鹽酸（3mol/L）溶解飽和然后過濾除雜，加入氨水調(diào)節(jié)PH值至4。2.4.2Na2SiO3溶液配制稱量所需要的Na2SiO3的質(zhì)量用去離子水溶解、定容至50mL，靜止待用。2.4.3萃取劑配制將2.8mol/L的P204、P507萃取劑用稀釋劑磺化煤油進(jìn)行稀釋得到濃度分別為1.4mol/L、1.0mol/L、0.6mol/L、0.2mol/L的有機(jī)相200ml。采用單級萃取方法將配置好的稀土溶液和稀釋好的各個有機(jī)相按1:1（200ml：200ml）準(zhǔn)確量取，放入分液漏斗中混合，在振蕩器上震蕩15分鐘后取出靜置分層，放出下層稀土溶液拿去回收，上層有機(jī)相留待使用（放在有色瓶中以免揮發(fā)影響實驗結(jié)果），反復(fù)兩次直至有機(jī)相萃取劑達(dá)到飽和。2.4.4萃取操作步驟P204—煤油—HCl萃取體系(1)1.4mol/L的P204為了確定所需要的四組合適濃度的Na2SiO3的溶液，首先將濃度為5g/100mL、4g/100mL、3g/100mL、2g/100mL、1g/100mL、0.8/100mLg、0.6g/100mL、0.4g/100mL的Na2SiO3溶液與濃度為1.4mol/L的有機(jī)相（P204）萃飽和液按體積1:1混合分兩組進(jìn)行實驗，然后放在振蕩器上振蕩15min靜止24h觀察現(xiàn)象，得出1g/100mL、0.8/100mLg、0.6g/100mL、0.4g/100mL濃度的Na2SiO3溶液比較合適乳化的研究于分析。①分別準(zhǔn)確稱量2.5g、2g、1.5g、1g的Na2SiO3并用去離子水定容50ml，同時貼上標(biāo)簽5g/100mL、4g/100mL、3g/100mL、2g/100mL。②分別取4支60ml的分液漏斗，標(biāo)記A、B、C、D四組，分別加入1.4mol/L的萃飽和有機(jī)相P20410ml.③分別取10ml的2g/100mL、3g/100mL、4g/100mL、5g/100mL的Na2SiO3溶液依次加進(jìn)4支60ml的分液漏斗A、B、C、D四組中。④將A、B、C、D四支分液漏斗放在恒溫振蕩器上震蕩15分鐘萃取平衡，在室溫下靜置24h分層觀察現(xiàn)象。⑤觀察分液漏斗中的現(xiàn)象：發(fā)現(xiàn)B、C、D大部分生成固體膠狀物；A中大約50%生成固體膠狀物，這些濃度梯度不適于研究萃取體系中由硅引起的乳化分析。⑥稱取0.5g、0.4g、0.3g、0.2g用同樣的方法處理，觀察到分液漏斗中的現(xiàn)象：分液漏斗D、C、B、中混合液分三層，上層有機(jī)相，中間白色粘稠乳狀物，下層白色乳狀液,其中，中間白色粘稠乳狀物依次減少，分液漏斗A中混合物沒有發(fā)生乳化現(xiàn)象，混合液分兩層，上層有機(jī)相，下層水相。這組Na2SiO3的濃度梯度所呈現(xiàn)的實驗結(jié)果比較理想比較適合實驗分析從而選取濃度為1g/100mL、0.8/100mLg、0.6g/100mL、0.4g/100mL的Na2SiO3溶液來研究分析P204—煤油—HCl萃取體系硅在稀土萃取過程中產(chǎn)生乳化的機(jī)理。⑦詳細(xì)記錄現(xiàn)象然后將分液漏斗中的溶液分別存放在試樣瓶中，留待紅外光譜分析。(2)1.0mol/L的P204①分別準(zhǔn)確稱量0.5g、0.4g、0.3g、0.2g的Na2SiO3并用去離子水定容至50ml。②在4支60ml的分液漏斗中，分別加入1.0mol/L的萃飽和有機(jī)相P20410ml。③分別將1g/100mL、0.8g/100mL、0.6g/100mL、0.4g/100mL的Na2SiO3溶液依次加入在4支60ml的分液漏斗A、B、C、D四組中。④將A、B、C、D四支分液漏斗放在振蕩器中震蕩15分鐘然后取出靜置24h分層。⑤觀察分液漏斗中的現(xiàn)象：分液漏斗A、B、C、D中的混合液分兩層，上層清液；下層白色乳狀液，白色乳狀液的濃度一次升高，D中最稠A中最稀。⑥詳細(xì)記錄現(xiàn)象然后將分液漏斗中的溶液分別存放在試樣瓶中，留待紅外光譜分析。(3)0.6mol/L的P204①分別準(zhǔn)確稱量0.5g、0.4g、0.3g、0.2g的Na2SiO3并用去離子水定容至50ml。②在4支60ml的分液漏斗中，分別加入0.6mol/L的萃飽和有機(jī)相P20410ml。③分別將1g/100mL、0.8g/100mL、0.6g/100mL、0.4g/100mL的Na2SiO3溶液依次加入在4支60ml的分液漏斗A、B、C、D四組中。④將A、B、C、D四支分液漏斗放在振蕩器中震蕩15分鐘然后取出靜置24h分層。⑤觀察分液漏斗中的現(xiàn)象：分液漏斗D、C、B中混合液分兩層，下層白色乳狀液,上層有機(jī)相；分液漏斗A中混合物沒有發(fā)生乳化現(xiàn)象⑥詳細(xì)記錄現(xiàn)象然后將分液漏斗中的溶液分別存放在試樣瓶中，留待紅外光譜分析。(4)0.2mol/L的P204①分別準(zhǔn)確稱量0.5g、0.4g、0.3g、0.2g的Na2SiO3并用去離子水定容至50ml。②在4支60ml的分液漏斗中，分別加入0.2mol/L的萃飽和有機(jī)相P20410ml。③分別將1g/100mL、0.8g/100mL、0.6g/100mL、0.4g/100mL的Na2SiO3溶液依次加入在4支60ml的分液漏斗A、B、C、D四組中。④將A、B、C、D四支分液漏斗放在振蕩器中震蕩15分鐘然后取出靜置24h分層。⑤觀察分液漏斗中的現(xiàn)象：分液漏斗D、C、B、A中混合液分兩層上層白色稠狀物，下層白色乳狀液。⑥詳細(xì)記錄現(xiàn)象然后將分液漏斗中的溶液分別存放在試樣瓶中，留待紅外光譜分析。P507—煤油—HCl萃取體系(1)1.4mol/L的P507為了確定所需要的四組合適濃度的Na2SiO3的溶液，首先將濃度為5g/100mL、4g/100mL、3g/100mL、2g/100mL、1g/100mL、0.8/100mLg、0.6g/100mL、0.4g/100mL的Na2SiO3溶液與濃度為1.4mol/L的有機(jī)相（P507）萃飽和液按體積1:1混合分兩組進(jìn)行實驗，然后放在振蕩器上振蕩15min靜止24h觀察現(xiàn)象，得出1g/100mL、0.8/100mLg、0.6g/100mL、0.4g/100mL濃度的Na2SiO3溶液比較合適乳化的研究于分析。①分別準(zhǔn)確稱量2.5g、2g、1.5g、1g的Na2SiO3并用去離子水定容50ml，同時貼上標(biāo)簽5g/100mL、4g/100mL、3g/100mL、2g/100mL。②分別取4支60ml的分液漏斗，標(biāo)記A、B、C、D四組，分別加入1.4mol/L的萃飽和有機(jī)相P50710ml.③分別取10ml的2g/100mL、3g/100mL、4g/100mL、5g/100mL的Na2SiO3溶液依次加進(jìn)4支60ml的分液漏斗A、B、C、D四組中。④將A、B、C、D四支分液漏斗放在恒溫振蕩器上震蕩15分鐘萃取平衡，在室溫下靜置24h分層觀察現(xiàn)象。⑤觀察分液漏斗中的現(xiàn)象：分液漏斗A中分兩層，上層清液；下層較粘稠的白色乳狀液。分液漏斗B中分兩層，上層清液；下層透明膠狀物；分液漏斗C中分三層，上層清液；中間少許絮狀物；下層透明膠狀物（夾雜少許絮狀物）；分液漏斗D中分三層，上層清液；中間少許絮狀物；下層透明膠狀物（夾雜少許絮狀物）。分液漏斗D、C、B中的膠狀物依次減少。這些濃度梯度不適于研究萃取體系中由硅引起的乳化分析。⑥稱取0.5g、0.4g、0.3g、0.2g用同樣的方法處理，觀察到分液漏斗中的現(xiàn)象：分液漏斗B、C、D中混合物分兩層，上層清液（有機(jī)相）下層白色乳狀液，分液漏斗B、C、D中的白色乳狀液濃度依此上升，B中白色較淺，D中白色較深。分液漏斗A中不發(fā)生乳化。這組Na2SiO3的濃度梯度所呈現(xiàn)的實驗結(jié)果比較理想比較適合實驗分析從而選取濃度為1g/100mL、0.8/100mLg、0.6g/100mL、0.4g/100mL的Na2SiO3溶液來研究分析P507—煤油—HCl萃取體系硅在稀土萃取過程中產(chǎn)生乳化的機(jī)理。⑦詳細(xì)記錄現(xiàn)象然后將分液漏斗中的溶液分別存放在試樣瓶中，留待紅外光譜分析。(2)1.0mol/L的P507①分別準(zhǔn)確稱量0.5g、0.4g、0.3g、0.2g的Na2SiO3并用去離子水定容至50ml。②在4支60ml的分液漏斗中，分別加入1.0mol/L的萃飽和有機(jī)相P50710ml。③分別將1g/100mL、0.8g/100mL、0.6g/100mL、0.4g/100mL的Na2SiO3溶液依次加入在4支60ml的分液漏斗A、B、C、D四組中。④將A、B、C、D四支分液漏斗放在振蕩器中震蕩15分鐘然后取出靜置24h分層。⑤觀察分液漏斗中的現(xiàn)象：分液漏斗C、D中混合液分兩層，上層清液（有機(jī)相）下層白色乳狀液；分液漏斗A、B中混合液分三層，上層有機(jī)相下層清液，中間一層薄膜A中是絮狀物，B中是透明的。⑥詳細(xì)記錄現(xiàn)象然后將分液漏斗中的溶液分別存放在試樣瓶中，留待紅外光譜分析。(3)0.6mol/L的P507①分別準(zhǔn)確稱量0.5g、0.4g、0.3g、0.2g的Na2SiO3并用去離子水定容至50ml。②在4支60ml的分液漏斗中，分別加入0.6mol/L的萃飽和有機(jī)相P50710ml。③分別將1g/100mL、0.8g/100mL、0.6g/100mL、0.4g/100mL的Na2SiO3溶液依次加入在4支60ml的分液漏斗A、B、C、D四組中。④將A、B、C、D四支分液漏斗放在振蕩器中震蕩15分鐘然后取出靜置24h分層。⑤觀察分液漏斗中的現(xiàn)象：分液漏斗D中下層少許的乳狀物中層清液上層有機(jī)相；分液漏斗B和C中，中間有一層透明的薄膜下層清液上層有機(jī)相；分液漏斗A中分兩層，不發(fā)生乳化。(4)0.2mol/L的P507①分別準(zhǔn)確稱量0.5g、0.4g、0.3g、0.2g的Na2SiO3并用去離子水定容至50ml。②在4支60ml的分液漏斗中，分別加入0.2mol/L的萃飽和有機(jī)相P50710ml。③分別將1g/100mL、0.8g/100mL、0.6g/100mL、0.4g/100mL的Na2SiO3溶液依次加入在4支60ml的分液漏斗A、B、C、D四組中。④將A、B、C、D四支分液漏斗放在振蕩器中震蕩15分鐘然后取出靜置24h分層。⑤觀察分液漏斗中的現(xiàn)象：分液漏斗D中分兩層，上層有機(jī)相下層白色乳狀液；分液漏斗C中分三層，上層有機(jī)相下層白色乳狀液中間一層白色薄膜；分液漏斗B中分兩層下層清液上層有機(jī)相；分液漏斗A中分兩層，不發(fā)生乳化。⑥詳細(xì)記錄現(xiàn)象然后將分液漏斗中的溶液分別存放在試樣瓶中，留待紅外光譜分析。第三章含Si萃取體系中不同因素對于產(chǎn)生乳化的影響實驗采用紅外分析的手段分析了Si離子存在的萃取體系中，不同因素對于產(chǎn)生乳化的影響，下面根據(jù)不同試驗條件下的現(xiàn)象結(jié)合紅外譜圖、有機(jī)負(fù)載基團(tuán)吸收頻率的變化進(jìn)行分析。如表1實驗現(xiàn)象結(jié)合P204的紅外譜圖和有機(jī)負(fù)載基團(tuán)吸收頻率的變化分析了Si離子濃度對P204萃取分離稀土?xí)r產(chǎn)生乳化的影響及P204萃取劑濃度對產(chǎn)生乳化的影響。3.1.Si離子在P204萃取分離稀土?xí)r產(chǎn)生乳化的影響表3-1P204濃度為1.4mol/L時的實驗現(xiàn)象Na2SiO濃度（g/100L）現(xiàn)象5大部分生成固體膠狀物，固體膠狀物最多4大部分生成固體膠狀物，固體膠狀物次之3大部分生成固體膠狀物，固體膠狀物稍少2A中大約50%生成固體膠狀物1混合液分三層上層有機(jī)相，中間白色粘稠乳狀物層白色乳液，中間白色粘稠乳狀物最多0.8混合液分三層上層有機(jī)相，中間白色粘稠乳狀物下層白色乳液,中間白色粘稠乳狀物較多0.6混合液分三層上層有機(jī)相，中間白色粘稠乳狀物下層白色乳液,中間白色粘稠乳狀物較多0.4混合液不發(fā)生乳化，混合液分兩層，上層有機(jī)相，下層水相表3-2P204濃度為1.0mol/L時的實驗現(xiàn)象Na2SiO濃度（g/100L）現(xiàn)象1混合液分兩層上層清液下層白色乳狀液，乳狀液最稠0.8混合液分兩層上層清液下層白色乳狀液，乳狀液次之0.6混合液分兩層，上層清液；下層白色乳狀液，乳狀液較稀0.4混合液分兩層上層清液下層白色乳狀液，乳狀液最稀表3-3P204濃度為0.6mol/L時的實驗現(xiàn)象Na2SiO濃度（g/100L）現(xiàn)象1混合液分兩層，下層白色乳狀液,上層有機(jī)相0.8混合液分兩層，下層白色乳狀液,上層有機(jī)相0.6混合液分兩層，下層白色乳狀液,上層有機(jī)相0.4混合液不發(fā)生乳化，分兩層上層有機(jī)相下層水相表3-4P204濃度為0.2mol/L時的實驗現(xiàn)象Na2SiO濃度（g/100L）現(xiàn)象1混合液分兩層上層白色稠狀物下層白色乳狀液0.8混合液分兩層上層白色稠狀物下層白色乳狀液0.6混合液分兩層上層白色稠狀物下層白色乳狀液0.4混合液分兩層上層白色稠狀物下層白色乳狀液表1—4顯示：Si離子濃度對P204萃取分離稀土?xí)r產(chǎn)生乳化的影響進(jìn)行了四組實驗，每組試驗分4個條件進(jìn)行，考察了Si離子濃度對于產(chǎn)生乳化的影響。當(dāng)P204濃度為1.4mol/L，萃取體系中的乳化程度隨加入的NaSiO3的濃度的升高而加劇，NaSiO3濃度為0.2g/100ml時萃取體系中不發(fā)生乳化；當(dāng)P204濃度為1.0mol/L,萃取體系中的乳化程度也隨加入的NaSiO3的濃度的升高而加劇，NaSiO3濃度為0.2g/100ml時萃取體系中仍然發(fā)生乳化，說明有機(jī)相的濃度對乳化也產(chǎn)生了一定的影響；當(dāng)P204濃度為0.6mol/L,萃取體系中的乳化程度隨加入的NaSiO3的濃度的升高而加劇，NaSiO3濃度為0.2g/100ml時萃取體系中不發(fā)生乳化；當(dāng)P204濃度為0.2mol/L,萃取體系中的乳化程度隨加入的NaSiO3的濃度的升高而加劇，NaSiO3濃度為0.2g/100ml時萃取體系中不發(fā)生乳化。3.1.1Si離子濃度對P204萃取分離稀土?xí)r產(chǎn)生乳化的影響表3-5有機(jī)相為1.4mol/L時NaSiO3濃度的變化對乳化產(chǎn)生的影響NaSiO3濃度（g/100ml）現(xiàn)象2大約50%的混合物生成固體膠狀物1混合液分三層上層有機(jī)相，中間白色粘稠乳狀物下層白色乳液，中間白色粘稠乳狀物最多0.8混合液分三層上層有機(jī)相，中間白色粘稠乳狀物下層白色乳液,中間白色粘稠乳狀物較多0.6混合液分三層上層有機(jī)相，中間白色粘稠乳狀物下層白色乳液,中間白色粘稠物最少圖3.1有機(jī)相P204（1.4mol/L）NaSiO3濃度為2g/L時的紅外光譜1是線標(biāo)準(zhǔn)P204—煤油紅外圖，2是實驗所得圖如圖所示P=O→RE（1231cm）處的峰紅移5個單位峰形也有所變化—峰變寬。氫鍵（1673）藍(lán)移25個單位，P—O→RE（2316）處的峰也有較大的變化，不僅紅移了55個單位，而且峰的形狀也有所改變。這些均說明，Si離子對P204萃取稀土有影響。圖3.2有機(jī)相P204（1.4mol/L）NaSiO3濃度為1g/L時的紅外光譜1是線標(biāo)準(zhǔn)P204—煤油紅外圖，2是實驗所得圖如圖所示P=O→RE（1231cm）處的峰紅移4個單位峰形也有所變化—峰變寬。氫鍵（1673）藍(lán)移24個單位，P—O→RE（2316）處的峰也有較大的變化，不僅紅移了54個單位，而且峰的形狀也有所改變。這些均說明，Si離子對P204萃取稀土有影響。圖3.3有機(jī)相P204（1.4mol/L）NaSiO3濃度為0.8g/L時的紅外光譜1是線標(biāo)準(zhǔn)P204—煤油紅外圖，2是實驗所得圖如圖所示P=O→RE（1231cm）處的峰紅移3個單位峰形也有所變化—峰變寬。氫鍵（1673）藍(lán)移23個單位，P—O→RE（2316）處的峰也有較大的變化，不僅紅移了53個單位，而且峰的形狀也有所改變。這些均說明，Si離子對P204萃取稀土有影響。圖3.4有機(jī)相P204（1.4mol/L）NaSiO3濃度為0.6g/L時的紅外光譜1是線標(biāo)準(zhǔn)P204—煤油紅外圖，2是實驗所得圖如圖所示P=O→RE（1231cm）處的峰紅移2個單位峰形也有所變化—峰變寬。氫鍵（1673）藍(lán)移25個單位，P—O→RE（2316）處的峰也有較大的變化，不僅紅移了52個單位，而且峰的形狀也有所改變。這些均說明，Si離子對P204萃取稀土有影響。表3-6有機(jī)負(fù)（P507）載基團(tuán)吸收頻率的變化（cm）特征峰位置（cm）NaSiO3濃（g/100ml）P—O→RE氫鍵P=O→RE231616731231223711648123812370164912350.82369165012340.6236816511233紅外譜圖結(jié)合有機(jī)負(fù)載基團(tuán)吸收頻率的變化顯示NaSiO3的濃度確實對乳化產(chǎn)生一定的影響。如表3—3所示在有機(jī)相濃度一樣時，P=O→RE（1231cm）處的峰消失了，P—O→RE（2316）的特征峰的位置隨著加入的NaSiO3的濃度的降低偏移的位置也隨之縮小，但縮小的位移較?。粴滏I（1673）的特征峰也隨著加入的NaSiO3的濃度的降低偏移的位置也隨之縮小，但縮小的位移較小。從紅外圖及頻率變化表可知，有機(jī)相中P-OH鍵和P=O發(fā)生了變化，說明SiO32-進(jìn)入有機(jī)相與RE結(jié)合，因此推測乳化物產(chǎn)生的原因是當(dāng)NaSiO3與負(fù)載有機(jī)相萃取時SiO32-進(jìn)入負(fù)載有機(jī)相與RE和有機(jī)相發(fā)生絡(luò)合，使得有機(jī)相中鏈狀結(jié)構(gòu)增強(qiáng)，因此容易產(chǎn)生乳化現(xiàn)象，并且隨SiO32-濃度的增加，乳化現(xiàn)象加劇。3.1.2P204萃取劑濃度對產(chǎn)生乳化的影響3-7NaSiO3濃度為1g/100ml有機(jī)相濃度的變化對乳化產(chǎn)生的影響有機(jī)相的濃度（mol/L）現(xiàn)象1.4混合液分三層上層有機(jī)相,中間白色粘稠乳狀物下層白色乳液，中間白色粘稠乳狀物最多1.0混合液分兩層上層清液下層白色乳狀液，乳狀液最稠0.6混合液分兩層，下層白色乳狀液,上層有機(jī)相0.2混合液分兩層上層白色稠狀物下層白色乳狀液。圖3.5有機(jī)相P204（1.4mol/L）NaSiO3濃度為1g/L時的紅外光譜1是線標(biāo)準(zhǔn)P204—煤油紅外圖，2是實驗所得圖如圖所示P=O→RE（1231cm）處的峰紅移4個單位峰形也有所變化—峰變寬。氫鍵（1673）藍(lán)移24個單位，P—O→RE（2316）處的峰也有較大的變化，不僅紅移了54個單位，而且峰的形狀也有所改變。這些均說明，Si離子對P204萃取稀土有影響。圖3.6有機(jī)相P204（1.0mol/L）NaSiO3濃度為1.0g/L時的紅外光譜1是線標(biāo)準(zhǔn)P204—煤油紅外圖，2是實驗所得圖如圖所示P=O→RE（1231cm）處的峰紅移5個單位峰形也有所變化—峰變寬。氫鍵（1673）藍(lán)移35個單位，P—O→RE（2316）處的峰也有較大的變化，不僅紅移了62個單位，而且峰的形狀也有所改變。這些均說明，Si離子對P204萃取稀土有影響。圖3.7有機(jī)相P204（0.6mol/L）NaSiO3濃度為1.0g/L時的紅外光譜1是線標(biāo)準(zhǔn)P204—煤油紅外圖，2是實驗所得圖如圖所示P=O→RE（1231cm）處的峰紅移9個單位峰形也有所變化—峰變寬。氫鍵（1673）藍(lán)移34個單位，P—O→RE（2316）處的峰也有較大的變化，不僅紅移了58個單位，而且峰的形狀也有所改變。這些均說明，Si離子對P204萃取稀土有影響。圖3.8有機(jī)相P204（0.2mol/L）NaSiO3濃度為1.0g/L時的紅外光譜1是線標(biāo)準(zhǔn)P204—煤油紅外圖，2是實驗所得圖如圖所示P=O→RE（1231cm）處的峰紅移12個單位峰形也有所變化—峰變寬。氫鍵（1673）藍(lán)移44個單位，P—O→RE（2316）處的峰也有較大的變化，不僅紅移了65個單位，而且峰的形狀也有所改變。這些均說明，Si離子對P204萃取稀土有影響。表3-8有機(jī)負(fù)（P507）載基團(tuán)吸收頻率的變化特征峰位置（cm）有機(jī)相濃度（mol/L）P—O→RE2316氫鍵1673P=O→RE12311.423701649123512372163812360.62374163912400.2237516391243紅外譜圖結(jié)合有機(jī)負(fù)載基團(tuán)吸收頻率的變化顯示NaSiO3的濃度確實對乳化產(chǎn)生一定的影響。如表3—5所示，在NaSiO3的濃度一樣時，P—O→RE（2316）的特征峰的位置向左偏移，有機(jī)相的濃度低于1mol/L時不再出現(xiàn)此特征峰；氫鍵（1673）的特征峰也隨著加入的有機(jī)相濃度的降低向右偏移，有機(jī)相濃度小于0.6mol/L時不在變化。3.2.Si離子在P507萃取分離稀土?xí)r產(chǎn)生乳化的影響表9—12結(jié)合P507的紅外譜圖和表2有機(jī)負(fù)載基團(tuán)吸收頻率的變化分析了Si離子濃度對P507萃取分離稀土?xí)r產(chǎn)生乳化的影響；P507萃取劑濃度對產(chǎn)生乳化的影響。表4，有機(jī)負(fù)載基團(tuán)吸收頻率的變化結(jié)合紅外譜圖顯示：1232cm處的P=O→RE特征峰消失了；2328cm處的P—O→RE特征峰向右發(fā)生偏移，Na2SiO3濃度的不同P—O→RE位移的程度不同甚至消失；1667cm處的氫鍵向左發(fā)生偏移，隨著有機(jī)相的濃度不同，加入的Na2SiO3濃度的不同偏移的量也不同，此結(jié)果正好吻合表3中的實驗現(xiàn)象表3-9P507濃度為1.4mol/L時的實驗現(xiàn)象Na2SiO濃度（g/100L）現(xiàn)象5混合液中分三層上層清液，中間少許絮狀物，下層透明膠狀物（夾雜少許絮狀物）4混合液中分三層上層清液，中間少許絮狀物，下層透明膠狀物（夾雜少許絮狀物）3混合液分兩層，上層清液，下層透明膠狀物2混合液分兩層上層清液，下層較粘稠的白色乳狀液1混合液分兩層上層有機(jī)相下層白色乳狀液,白色乳狀液濃度較高0.8混合液分兩層上層有機(jī)相下層白色乳狀液,白色乳狀液濃度0.6混合液分兩層上層有機(jī)相下層白色乳狀液,白色乳狀液濃度較低0.4混合液不發(fā)生乳化，混合液分兩層，上層有機(jī)相，下層水相表3-10P507濃度為1.0mol/L時的實驗現(xiàn)象Na2SiO濃度（g/100L）現(xiàn)象1混合液分兩層，上層清液（有機(jī)相）下層白色乳狀液0.8混合液分兩層，上層清液（有機(jī)相）下層白色乳狀液0.6上層有機(jī)相下層清液，中間一層透明薄膜0.4上層有機(jī)相下層清液，中間一層絮狀物薄膜表3-11P507濃度為0.6mol/L時的實驗現(xiàn)象Na2SiO濃度（g/100L）現(xiàn)象1混合液中下層少許的乳狀物中層清液上層有機(jī)相0.8中間有一層透明的薄膜下層清液上層有機(jī)相0.6中間有一層透明的薄膜下層清液上層有機(jī)相0.4表3-12P507濃度為0.2mol/L時的實驗現(xiàn)象Na2SiO濃度（g/100L）現(xiàn)象1混合液分兩層上層有機(jī)相下層白色乳狀液0.8分兩層上層有機(jī)相下層白色乳狀液中間一層白色薄膜0.6混合液分兩層下層清液上層有機(jī)相0.4混合液不發(fā)生乳化，分兩層，上層有機(jī)相，下層水相3.2.1Si離子濃度對P507萃取分離稀土?xí)r產(chǎn)生乳化的影響3—6有機(jī)相為1.4mol/L時NaSiO3濃度的變化對乳化產(chǎn)生的影響NaSiO3濃度（g/100ml）現(xiàn)象4上層清液；中間少許絮狀物；下層透明膠狀物（夾雜少許絮狀物）3上層清液；下層透明膠狀物2上層清液；下層較粘稠的白色乳狀液圖3.9有機(jī)相P507（1.4mol/L）NaSiO3濃度為4g/L時的紅外光譜1是線標(biāo)準(zhǔn)P204—煤油紅外圖，2是實驗所得圖如圖所示P=O→RE（1232cm）處的峰紅移27個單位峰形也有所變化—峰變寬。氫鍵（1667）藍(lán)移29個單位，P—O→RE（2316）處的峰也有較大的變化，不僅紅移了42個單位，而且峰的形狀也有所改變。這些均說明，Si離子對P507萃取稀土有影響。圖3.10有機(jī)相P507（1.4mol/L）NaSiO3濃度為3g/L時的紅外光譜1是線標(biāo)準(zhǔn)P204—煤油紅外圖，2是實驗所得圖如圖所示P=O→RE（1232cm）處的峰紅移21個單位峰形也有所變化—峰變寬。氫鍵（1667）藍(lán)移13個單位，P—O→RE（2316）處的峰也有較大的變化，不僅紅移了44個單位，而且峰的形狀也有所改變。這些均說明，Si離子對P507萃取稀土有影響。P507圖3.11有機(jī)相P507（1.4mol/L）NaSiO3濃度為2g/L時的紅外光譜1是線標(biāo)準(zhǔn)P204—煤油紅外圖，2是實驗所得圖如圖所示P=O→RE（1232cm）處的峰紅移18個單位峰形也有所變化—峰變寬。氫鍵（1667）藍(lán)移30個單位，P—O→RE（2316）處的峰也有較大的變化，不僅紅移了50個單位，而且峰的形狀也有所改變。這些均說明，Si離子對P507萃取稀土有影響。3—7有機(jī)負(fù)（P507）載基團(tuán)吸收頻率的變化（cm）特征峰位置（cm）NaSiO3濃度(2g/100ml)P—O→RE氫鍵P=O→RE232816671232423701638125932372165412532237816561250表3—5結(jié)合P507的紅外譜圖和P507有機(jī)負(fù)載基團(tuán)吸收頻率的變化分析了Si離子濃度對P507萃取分離稀土?xí)r產(chǎn)生乳化的影響；P507萃取劑濃度對產(chǎn)生乳化的影響。有機(jī)負(fù)載基團(tuán)吸收頻率的變化結(jié)合紅外譜圖顯示：1232cm處的P=O→RE特征峰消失了；2328cm處的P—O→RE特征峰向右發(fā)生偏移，加入的Na2SiO3濃度的不同P—O→RE位移的程度不同甚至消失；1667cm處的氫鍵向左發(fā)生偏移，隨著加入的Na2SiO3濃度的不同偏移的量也不同，此結(jié)果正好吻合表3—5中的實驗現(xiàn)象。從紅外圖及頻率變化表可知，有機(jī)相中P-OH鍵和P=O發(fā)生了變化，說明SiO32-進(jìn)入有機(jī)相與RE結(jié)合，因此推測乳化物產(chǎn)生的原因是當(dāng)NaSiO3與負(fù)載有機(jī)相萃取時SiO32-進(jìn)入負(fù)載有機(jī)相與RE和有機(jī)相發(fā)生絡(luò)合，使得有機(jī)相中鏈狀結(jié)構(gòu)增強(qiáng)，因此容易產(chǎn)生乳化現(xiàn)象，并且隨SiO32-濃度的增加，乳化現(xiàn)象加劇。3.2.2P507萃取劑濃度對產(chǎn)生乳化的影響3—7NaSiO3濃度為1g/100ml時有機(jī)相濃度的變化對乳化產(chǎn)生的影響有機(jī)相濃度（g/100ml）現(xiàn)象1.0混合液分兩層，上層清液（有機(jī)相）下層白色乳狀液0.6混合液中下層少許的乳狀物中層清液上層有機(jī)相0.2混合液分兩層上層有機(jī)相下層白色乳狀液圖3.12有機(jī)相P507（1.0mol/L）NaSiO3濃度為1g/L時的紅外光譜1是線標(biāo)準(zhǔn)P204—煤油紅外圖，2是實驗所得圖如圖所示P=O→RE（1232cm）處的峰紅移3個單位峰形也有所變化—峰變寬。氫鍵（1667）藍(lán)移23個單位，P—O→RE（2316）處的峰也有較大的變化，不僅紅移了31個單位，而且峰的形狀也有所改變。這些均說明，Si離子對P5073.13有機(jī)相P507（0.6mol/L）NaSiO3濃度為1g/L時的紅外光譜1是線標(biāo)準(zhǔn)P204—煤油紅外圖，2是實驗所得圖如圖所示P=O→RE（1232cm）處的峰紅移16個單位峰形也有所變化—峰變寬。氫鍵（1667）藍(lán)移30個單位，P—O→RE（2316）處的峰也有較大的變化，不僅紅移了30個單位，而且峰的形狀也有所改變。這些均說明，Si離子對P5073.14有機(jī)相P507（0.2mol/L）NaSiO3濃度為1g/L時的紅外光譜1是線標(biāo)準(zhǔn)P204—煤油紅外圖，2是實驗所得圖如圖所示P=O→RE（1232cm）處的峰紅移22個單位峰形也有所變化—峰變寬。氫鍵（1667）藍(lán)移19個單位，P—O→RE（2316）處的峰也有較大的變化，不僅紅移了47個單位，而且峰的形狀也有所改變。這些均說明，Si離子對P5073—8有機(jī)負(fù)（P507）載基團(tuán)吸收頻率的變化（cm）特征峰位置（cm）有機(jī)相濃度(mol/l)P—O→RE氫鍵P=O→RE232816671232423541644123532358163712482236716331254表3—8結(jié)合P507的紅外譜圖分析了Si離子濃度對P507萃取分離稀土?xí)r產(chǎn)生乳化的影響，有機(jī)負(fù)載基團(tuán)吸收頻率的變化結(jié)合紅外譜圖顯示：1232cm處的P=O→RE特征峰消失了；2328cm處的P—O→RE特征峰向右發(fā)生偏移，加入的Na2SiO3濃度的不同P—O→RE位移的程度不同甚至消失；1667cm處的氫鍵向左發(fā)生偏移，隨著加入的Na2SiO3濃度的不同偏移的量也不同，此結(jié)果正好吻合表3—5中的實驗現(xiàn)象。3.3結(jié)論致謝四年的大學(xué)生活在這個季節(jié)即將劃上一個句號，而于我的人生卻只是一個逗號，我將面對又一次征程的開始。四年的求學(xué)生涯在師長、親友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿囊，在論文即將付梓之際，思緒萬千，心情久久不能平靜，在此之際我更想急切地要把我的敬意和贊美獻(xiàn)給我的導(dǎo)師—常宏濤老師。您治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識淵博，思想深邃，視野雄闊，為我們營造了一種良好的精神氛圍。置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我不僅接受了全新的思想觀念，樹立了宏偉的學(xué)術(shù)目標(biāo)，領(lǐng)會了基本的思考方式，從論文題目的選定到論文寫作的指導(dǎo),經(jīng)由您悉心的點(diǎn)撥，再經(jīng)思考后的領(lǐng)悟,常常讓我有“山重水復(fù)疑無路,柳暗花明又一村”。在此，謹(jǐn)向常宏濤老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。感謝張老師在本實驗過程中提供了很多寶貴的意見，使我們在實驗過程中少走彎路，順利進(jìn)行。還有感謝材料學(xué)院為我們提供了如此優(yōu)秀的師資力量和良好的實驗條件。從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，以及在論文中被我引用或參考的論著的作者在這里請接受我誠摯謝意！參考文獻(xiàn)[1].潘葉金.有色金屬提取冶金手冊（稀土金屬）[J]，冶金工業(yè)出版社，1993，1-3，170—177.[2].吳文遠(yuǎn).稀土冶金學(xué)[M]，化學(xué)工業(yè)出版，2005，7