ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
------------------------------------
VŨ VĂN BỘ
CHIẾT TÁCH MỘT SỐ NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM BẰNG
TRIPHENYLPHOTPHIN OXIT (TPPO) TỪ MÔI
TRƯỜNG AXIT NITRIC
LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC
THÁI NGUYÊN - 2012
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
1
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................ 1
NỘI DUNG ..................................................................................................... 5
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU ....................................................... 5
1.1. Các đặc điểm và tính chất của nguyên tố đất hiếm ........................ 5
1.1.1. Vị trí, cấu tạo của nguyên tố đất hiếm ...................................... 5
1.1.2. Số ôxi hóa của nguyên tố đất hiếm ............................................ 5
1.1.3. Một số hợp chất của nguyên tố đất hiếm .................................. 6
1.1.4. Khả năng tạo phức của các nguyên tố đất hiếm ...................... 7
1.2. Các phƣơng pháp tách, phân chia các nguyên tố đất hiếm ........... 7
1.2.1. Tách, phân chia các NTĐH ........................................................ 8
1.2.2. Tách, phân chia các NTĐH bằng phƣơng pháp chiết lỏng-lỏng .. 9
1.2.2.1. Cơ sở lí thuyết ....................................................................... 9
1.2.2.2. Tác nhân chiết .................................................................... 10
1.2.2.3. Công nghệ chiết lỏng-lỏng ................................................. 14
CHƢƠNG 2. KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM ........................................... 17
2.1. Các loại hóa chất chính .................................................................... 17
2.1.1. Tác nhân chiết và dung môi pha loãng ................................... 17
2.1.2. Dung dịch muối đất hiếm ......................................................... 17
2.1.3. Dung dịch đệm axêtat ............................................................... 18
2.1.4. Dung dịch chuẩn DTPA ............................................................ 18
2.1.5. Các loại hóa chất khác .............................................................. 18
2.2. Các phƣơng pháp nghiên cứu ......................................................... 19
2.3. Các phƣơng pháp phân tích ............................................................ 19
2.3.1. Xác định nồng độ axit ............................................................... 19
2.3.2. Xác định hàm lƣợng tổng các NTĐH bằng phƣơng pháp chuẩn
độ complexon. ...................................................................................... 19
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
2
2.3.3. Xác định hàm lƣợng từng NTĐH trong tổng đất hiếm bằng
phƣơng pháp sắc ký trao đổi ion kết hợp với chuẩn độ vi lƣợng. .. 20
2.3.4. Phân tích định lƣợng các nguyên tố bằng ICP. ...................... 21
2.4. Xác định các thông số của quá trình chiết đất hiếm ..................... 21
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................. 23
3.1. Chiết Neođim và Ytri bằng Triphenylphotphin oxit( TPPO ) từ
môi trƣờng axit nitric. ............................................................................. 23
3.1.1. Ảnh hƣởng của dung môi pha loãng đến hệ số phân bố D của
Nd trong hệ Nd3+-TPPO-dung môi-HNO3. ....................................... 24
3.1.2. Ảnh hƣởng của nồng độ axit nitric đến hệ số phân bố của Nd, Y.26
3.1.3. Ảnh hƣởng của nồng độ tác nhân chiết đến hệ số phân bố và
hệ số phân chia của Nd, Y trong hệ RE3+-TPPO– Toluen- HNO3. . 28
3.1.4 Thành phần của phức chất Y3+ đƣợc chiết trong hệ TPPO từ
môi trƣờng axit nitric. ......................................................................... 29
3.1.5. Ảnh hƣởng của muối đẩy đến hệ số phân bô cu a Nd va Y ... 30
3.1.6. Đƣờng đng nhiệt chiết của Nd và Y trong hệ TPPO từ môi
trƣơ ng axit nitric co va không co muô i đâ y ...................................... 33
3.2. Khả năng chiết, tách Ce từ đất hiếm nh (La, Ce, Nd) ................ 35
KÊ T LUÂ N .................................................................................................. 39
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 40
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
3
CÁC KÝ HIỆU DÙNG TRONG LUẬN VĂN
CH+
:
Nồng độ ban đầu của ion H+
CHNO3
:
Nồng độ ban đầu của axit nitric
CRE3+
:
Nồng độ ban đầu của ion đất hiếm
D
:
Hệ số phân bố
DTPA
:
Axit dietylentriaminpentaaxetic
[H+]n
:
Nồng độ cân bằng của ion H+ trong pha nước
[H+]hc
:
Nồng độ cân bằng của ion H+ trong pha hữu cơ
HDEHP
:
Axit di (2-etylhexyl) photphoric
[RE3+]n
:
Nồng độ cân bằng của ion đất hiếm trong pha nước
[RE3+]hc
:
Nồng độ cân bằng của ion đất hiếm trong pha hữu cơ
RE3+
:
ion kim loại đất hiếm
NTĐH
:
Nguyên tố đất hiếm
PC88A
:
Axit 2-etylhexyl 2-etylhexyl photphonic
TPPO
:
Triphenylphotphin oxit
RE
:
Nguyên tố đất hiếm
TiAp
:
Triizoamylphotphat
TBP
:
Tributylphotphat
-HIB
:
Axit hydroxyizobutyric
:
Hệ số phân chia, hệ số tách
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
4
DANH MỤC CÁC HÌNH TRONG LUẬN VĂN
Số
TT
Hình
Tên hình
1
1
Ảnh hưởng của nồng độ axit nitric đến hệ số phân
bố của Nd, Y trong hệ RE3+-TPPO 0.1M – Dung
môi - HNO3
25
2
2
Sự phụ thuộc lgD vào lg[TPPO]
30
3
3
Sư phu thuô c hê sô phân bô D cu a Y va o ba n châ t
muô i đâ y trong hê TPPO-Toluen
31
4
4
Sư phu thuô c hê sô phân bô D cu a Nd vào bản cht
muô i đâ y trong hê TPPO-Toluen
32
5
5
Đưng đng nhiệt chiết Nd , Y trong hê TPPO -
0,5M/Toluen/ HNO3 trươ ng hơ p không co muô i đâ y
33
6
6
Đưng đng nhiệt chiết Nd , Y trong hê TPPO -
0,5M-Toluen- HNO3 trươ ng hơ p co muô i
34