二(2-乙基己基)磷酸对钼(Ⅵ)的萃取

牟婉君,姜 林,刘国平

(中国工程物理研究院核物理与化学研究所,四川 绵阳 621900)

二(2-乙基己基)磷酸对钼(Ⅵ)的萃取

牟婉君,姜 林,刘国平

(中国工程物理研究院核物理与化学研究所,四川 绵阳 621900)

研究了25%二(2-乙基己基)磷酸(D2EHPA)的正十二烷溶液在HNO3体系中对Mo(Ⅵ)的萃取。实验结果表明,温度对Mo(Ⅵ)的萃取分配比有较大的影响,萃取过程中有明显的热效应。在HNO3浓度为3 mol/L时, Mo(Ⅵ)以形式被萃取,MoO2(NO3)2与D2EHPA形成1∶2的配合物,并给出萃取平衡方程式。

二(2-乙基己基)磷酸;萃取;钼(Ⅵ)

钼的提取过程可分为两大步骤:Mo(Ⅵ)的粗分离和Mo(Ⅵ)的纯化。Mo(Ⅵ)的粗分离的方法有很多,如D2EHPA溶剂萃取法、Fe(OH)3共沉淀法、氧化铝柱色层法、强碱性树脂离子交换法、-安息香肟沉淀萃取法。本文采用D2EHPA溶剂萃取法,以正十二烷为稀释剂,研究二(2-乙基己基)磷酸(D2EHPA)在硝酸体系中对Mo(Ⅵ)的萃取行为。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

1.1.1 试 剂

二(2-乙基己基)磷酸(TCI,95%);钼酸铵,优级纯,天津市化学试剂四厂;正十二烷,分析纯,天津科密欧化学试剂开发中心;硝酸钠,分析纯,成都市联合化工试剂研究所;硝酸,分析纯,成都市化学试剂厂。

1.1.2 仪 器

美国PE公司OPT IMA4300DV型电感耦合等离子发射光谱仪(ICP-AES);

DSX数显搅拌器,杭州仪表电机有限公司。

1.2 分析方法

采用电感耦合等离子发射光谱仪(ICP-AES)测量水相中Mo(Ⅵ)的浓度,推算各个步骤中Mo的萃取量。

1.3 萃取实验方法

有机相:25%D2EHPA-正十二烷溶液,水相:含一定量的Mo(Ⅵ)的酸性溶液。分别取一定体积的水相与有机相于萃取瓶中,搅拌速度500 r/min,搅拌时间5 min,静置分相,取一定体积的水相,在I CP-AES上测定水相中Mo(Ⅵ)含量,并由差减法计算分配比。

(D(Mo)为在两相的分配比,C(org)为Mo(Ⅵ)在有机相的总浓度,C(aq)为Mo(Ⅵ)在水相的总浓度。)

2 结果与讨论

2.1 钼浓度对萃取Mo(Ⅵ)的影响

水相中钼的浓度对分配比D(Mo)的影响见图1。数据分析表明,在研究的浓度范围内(c< 13.5 mol/L),随着钼浓度的增大,D(Mo)保持不变,说明在该实验条件下,Mo(Ⅵ)与萃取剂D2EHPA是单核配合物。

图1 钼的浓度对D(Mo)的影响

2.2 硝酸浓度对萃取Mo(Ⅵ)的影响

硝酸浓度对钼萃取分配比D(Mo)的影响见图2。数据分析表明,在硝酸浓度小于1.5 mol/L时,D (Mo)的分配比随浓度的增大而显著减小;硝酸浓度在1.5～3.0 mol/L时,D(Mo)随硝酸浓度变化不大;硝酸浓度在3.0～4.0 mol/L时,D(Mo)随硝酸浓度的增大有一定量的减小,由于酸度增加,硝酸参与竞争萃取,降低自由萃取剂的浓度,D(Mo)分配比下降。

图2 硝酸浓度对萃取钼的影响

2.3 萃取剂浓度对萃取Mo(Ⅵ)的影响

为了确定金属离子与萃取剂的配位比,以平衡时自由萃取剂的浓度c(D2EHPA)eq对分配比D作图。由于萃取剂的初始浓度c(D2EHPA)0远大于Mo(Ⅵ)的初始浓度,则所以c(D2EHPA)eq≈(D2EHPA)0,故可以用c(D2EHPA)0代替c (D2EHPA)eq,以lgc(D2EHPA)0对lgD(Mo)作图见图4。由图4可知,lgc(D2EHPA)0-lgD为一直线,其线性相关系数r2=0.993 2,斜率S=2.008 4,由此看出,Mo(Ⅵ)与萃取剂生成的配位比为1∶2的配合物。

2.4 硝酸钠浓度对萃取Mo(Ⅵ)的影响

NaNO3浓度对钼萃取分配比D(Mo)的影响见图4。数据分析表明,NaNO3对D2EHPA萃取Mo (Ⅵ)的影响较大,随NaNO3浓度的增大D(Mo)增大,NaNO3有明显的盐析效应。

2.5 温度对萃取Mo(Ⅵ)的影响

图3 萃取剂浓度对萃取钼的影响

图4 硝酸钠浓度对萃取钼的影响

图5 温度对萃取钼的影响

3 萃取机理

其萃取平衡方程式为:

4 结 论

(1)当水相HNO3浓度为3 mol/L时,Mo(Ⅵ)以形式被萃取,MoO2(NO3)2与D2EHPA形成1∶2的单核配合物。

(2)当c(HNO3)=1.5～3 mol/L时,D(Mo)随水相硝酸浓度变化不大,硝酸钠对D2EHPA萃取Mo(Ⅵ)有显著的盐析效应,分配比随水相总阴离子浓度增加而增加。

(3)D2EHPA萃取Mo(Ⅵ)有明显的萃取热效应,温度对萃取分配比影响较大,随温度的升高而降低。

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[7] 陆九芳,李总成.分离过程化学[M].北京:清华大学出版社,1993.

STUDY ON THE EXTRACTI ON OFMOLYBDENU M(Ⅵ)W ITH BIS-(2-ETHYLHEXYL)PHOSPHATE

MU Wan-jun,J IANGLin,L IU Guo-ping
(Institute ofNuclear Physics and Chemistry,China Academy of Engineering Physics,Mianyang 621900,Sichuan,China)

Using dodecane as diluent,the extraction behavior of molybdenum(Ⅵ)with Bis-(2-ethylhexyl) phosphate from nitric acid solution is studied.Temperature has evident effect on distribution ratio of molybdenum (Ⅵ).There is obvious heat effect in the extraction process.From 3 mol/L HNO3solution,molybdenum(Ⅵ)is extracted in the form of.The composition of the extraction complex isMoO2(NO3)2·2D2EHPA.The extraction equilibrium is given.

bis-(2-ethylhexyl)phosphate;extraction;molybdenum(Ⅵ)

O614.61+2

A

1006-2602(2010)03-0036-03

2010-03-09

牟婉君(1982-),女,兰州大学放射化学专业,研究实习员,现从事核素分离。