一种有机萃取剂及其回收金属元素的方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种有机萃取剂及其从稀土永磁废料浸出液中回收稀土元素的方法和应用包括以下步骤：步骤(1)：有机萃取剂的制备；步骤(2)：将有机萃取剂与稀土永磁废料浸出液混合后进行萃取，液液分离，得到负载有价金属的有机相；步骤(3)：对负载有价金属的有机相进行反萃，获得含有价金属元素的溶液及再生的萃取剂。本方法中合成的有机萃取剂原料来源广泛，毒性低，黏度低，在萃取过程中不需要使用挥发性有毒的有机溶剂，且萃取时酸度低，不需要皂化处理。因此反萃过程更加简单，并大幅降低酸碱的消耗，且萃取选择性高，性质稳定。性质稳定。性质稳定。

An organic extractant and its method and application for recovering metal elements

【技术实现步骤摘要】
一种有机萃取剂及其回收金属元素的方法和应用


[0001]本专利技术属于稀土永磁废料回收领域，涉及一种有机萃取剂及其回收金属元素的方法和应用，尤其涉及一种有机萃取剂及其从稀土永磁废料浸出液中萃取回收有价金属元素的方法和应用。

技术介绍

[0002]稀土永磁体的能量密度远高于传统铁氧体磁体，而且稀土永磁体也具有更好的耐热性，更大的耐腐蚀性和更高的矫顽力，因此被广泛用于国防军工、航空航天、计算机、电子工业、医疗器械等领域。在稀土永磁体生产和精加工过程中会产生大量的废料或废品，且稀土永磁体材料在达到使用年限后也将成为废料。这些废料中约含有60％的铁、30％的稀土元素和少量其他元素。相较于稀土原矿，稀土永磁废料中含有的稀土品位更高、且杂质更少，因此其经济价值也更高；同时稀土永磁废料中的铁、铜、钴等元素也具有较高的回收价值。
[0003]液液萃取法因分离效率高、生产能力强、萃取操作简单连续等特点在工业上被广泛用于从稀土永磁体浸出液中回收和分离稀土元素。但工业上常用的萃取剂P507、P204和Cyanex272萃取剂均优先选择性萃取稀土永磁体浸出液中的铁元素，且从稀土永磁体浸出液中萃取回收稀土元素需要预先进行除杂处理。因而增加了生产过程，且上述萃取体系的酸碱消耗量大，会产生大量的废水。另外，传统萃取剂从稀土永磁体浸出液中萃取回收稀土元素需要使用易挥发、有毒的有机溶剂进行稀释，从而严重威胁生产安全。因此，如何开发出高效、绿色、低成本的有机萃取剂以能够从稀土永磁废料浸出液中回收有价稀土元素，并解决传统工艺酸碱消耗量大等成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种有机萃取剂，所述萃取剂包括式I所示结构的化合物与式II所示结构的化合物；
[0005][0006]R4‑
OH
[0007]式II
[0008]其中：R1、R2、R3相同或不同，彼此独立地选自苯基、C1‑
10
烷基，优选苯基、C1‑8烷基，例如苯基、甲基、乙基、丙基、丁基或辛基；
[0009]R4选自无取代或任选被一个或多个R
a
取代的下列基团：C1‑
20
烷基、C1‑
20
烯基、C1‑
20
烷
基氧基、C3‑
20
环烷基、C6‑
20
芳基、
‑
C(O)R
b
；
[0010]每一个R
a
相同或不同，彼此独立地选自下列基团：C1‑
10
烷基、C1‑
10
烷基氧基、C2‑
10
烯基、C2‑
10
烯基氧基、
‑
C(O)OR
c
、
‑
OH；
[0011]R
b
选自无取代或任选被一个或多个R
d
取代的下列基团：C1‑
20
烷基、C1‑
20
烯基、C1‑
20
烷基氧基、C3‑
20
环烷基、C6‑
20
芳基、2,4
‑
二甲基苯氧基、4
‑
异丁基苯甲基；
[0012]R
c
、R
d
相同或不同，彼此独立地选自C1‑
10
烷基，优选C1‑8烷基，例如甲基、乙基、丙基、丁基。
[0013]根据本专利技术的实施方案，所述R4选自无取代或任选被一个或多个R
a
取代的下列基团：C
10
‑
20
烷基、C
10
‑
20
烯基、C6‑
10
环烷基、C6‑
10
芳基、
‑
C(O)R
b
；
[0014]每一个R
a
相同或不同，彼此独立地选自下列基团：C1‑4烷基、C1‑4烷基氧基、C2‑4烯基、C2‑4烯基氧基、C(O)OR
b
、
‑
OH；
[0015]R
b
选自无取代或任选被一个或多个R
c
取代的下列基团：C8‑
20
烷基、C
10
‑
20
烯基、C1‑
10
烷基氧基、C6‑
10
环烷基、C6‑
10
芳基、2,4
‑
二甲基苯氧基、4
‑
异丁基苯甲基；
[0016]R
c
、R
d
相同或不同，彼此独立地选自C1‑4烷基，例如甲基、乙基、丁基。
[0017]根据本专利技术示例性的实施方案，式I所示结构的化合物可以选自下列物质中的一种、两种或更多种：三丁基氧化膦、三正辛基氧化膦、三苯基氧化膦、甲基二苯基氧化膦和乙基二苯基氧化膦。
[0018]根据本专利技术示例性的实施方案，式II所示结构的化合物可以选自下列物质中的一种、两种或更多种：月桂醇、十四醇、松油醇、苯丁醇、薄荷醇、2,6
‑
二叔丁基
‑4‑
甲基苯酚、对羟基苯甲酸乙酯、4
‑
羟基苯甲酸丁酯、3,5
‑
二叔丁基邻苯二酚、癸酸、月桂酸、布洛芬、油酸和吉非罗齐。
[0019]根据本专利技术的实施方案，所述“废料”既包括在稀土永磁体生产、制造和加工过程中产生的边角料、次品和废品，也包括通过回收使用过的稀土永磁体获得的回收料。
[0020]本专利技术还提供上述有机萃取剂的制备方法，包括如下步骤：
[0021]以式I所示结构的化合物与式II所示结构的化合物为原料，混合后加热，直至变成液体后冷却，以制得所述有机萃取剂。
[0022]根据本专利技术的实施方案，式I所示结构的化合物与式II所示结构的化合物的摩尔比为1:(0～5)，优选为1:(1～3)，示例性为1:1、1:1.5、1:2、1:3、1:5。
[0023]根据本专利技术的实施方案，所述加热的温度为30～80℃，优选为20～60℃，示例性为20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃。
[0024]根据本专利技术的实施方案，所述加热的时间为0.5～4h，示例性为0.5h、1h、2h、3h、4h，优选为1h。
[0025]本专利技术还提供上述有机萃取剂在回收金属元素中的应用。例如，在从稀土溶液中回收有价金属元素中的应用。优选地，从稀土永磁废料浸出液中回收有价金属元素中的应用。
[0026]根据本专利技术的实施方案，所述有价金属元素包括稀土金属元素、铁、铜、钴等元素中的至少一种。优选地，所述稀土金属元素为钐、钕、镝、镨。
[0027]本专利技术还提供上述有机萃取剂从稀土永磁废料浸出液中回收有价金属元素的方法，包括了以下步骤：
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机萃取剂，其特征在于，所述萃取剂包括式I所示结构的化合物与式II所示结构的化合物；R4‑
OH式II其中：R1、R2、R3相同或不同，彼此独立地选自苯基、C1‑
10
烷基，优选苯基、C1‑8烷基，例如苯基、甲基、乙基、丙基、丁基或辛基；R4选自无取代或任选被一个或多个R
a
取代的下列基团：C1‑
20
烷基、C1‑
20
烯基、C1‑
20
烷基氧基、C3‑
20
环烷基、C6‑
20
芳基、
‑
C(O)R
b
；；每一个R
a
相同或不同，彼此独立地选自下列基团：C1‑
10
烷基、C1‑
10
烷基氧基、C2‑
10
烯基、C2‑
10
烯基氧基、
‑
C(O)ORc、
‑
OH；R
b
选自无取代或任选被一个或多个R
d
取代的下列基团：C1‑
20
烷基、C1‑
20
烯基、C1‑
20
烷基氧基、C3‑
20
环烷基、C6‑
20
芳基、2,4
‑
二甲基苯氧基、4
‑
异丁基苯甲基；R
c
、R
d
相同或不同，彼此独立地选自C1‑
10
烷基，优选C1‑8烷基，例如甲基、乙基、丙基、丁基。2.如权利要求1所述的有机萃取剂，其特征在于，所述R4选自无取代或任选被一个或多个R
a
取代的下列基团：C
10
‑
20
烷基、C
10
‑
20
烯基、C6‑
10
环烷基、C6‑
10
芳基、
‑
C(O)R
b
；每一个R
a
相同或不同，彼此独立地选自下列基团：C1‑4烷基、C1‑4烷基氧基、C2‑4烯基、C2‑4烯基氧基、C(O)OR
b
、
‑
OH；R
b
选自无取代或任选被一个或多个R
c
取代的下列基团：C8‑
20
烷基、C
10
‑
20
烯基、C1‑
10
烷基氧基、C6‑
10
环烷基、C6‑
10
芳基、2,4
‑
二甲基苯氧基、4
‑
异丁基苯甲基；R
c
、R
d
相同或不同，彼此独立地选自C1‑4烷基，例如甲基、乙基、丁基。3.如权利要求1或2所述的有机萃取剂，其特征在于，式I所示结构的化合物可以选自下列物质中的一种、两种或更多种：三丁基氧化膦、三正辛基氧化膦、三苯基氧化膦、甲基二苯基氧化膦和乙基二苯基氧化膦。优选地，式II所示结构的化...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓琦，倪帅男，高云，苏佳，
申请(专利权)人：厦门稀土材料研究所，
类型：发明
国别省市：