牟婉君,姜 林,劉國平

(中國工程物理研究院核物理與化學研究所,四川 綿陽 621900)

二(2-乙基己基)磷酸對鉬(Ⅵ)的萃取

牟婉君,姜 林,劉國平

(中國工程物理研究院核物理與化學研究所,四川 綿陽 621900)

研究了25%二(2-乙基己基)磷酸(D2EHPA)的正十二烷溶液在HNO3體系中對Mo(Ⅵ)的萃取。實驗結果表明,溫度對Mo(Ⅵ)的萃取分配比有較大的影響,萃取過程中有明顯的熱效應。在HNO3濃度為3 mol/L時, Mo(Ⅵ)以形式被萃取,MoO2(NO3)2與D2EHPA形成1∶2的配合物,并給出萃取平衡方程式。

二(2-乙基己基)磷酸;萃取;鉬(Ⅵ)

鉬的提取過程可分為兩大步驟:Mo(Ⅵ)的粗分離和Mo(Ⅵ)的純化。Mo(Ⅵ)的粗分離的方法有很多,如D2EHPA溶劑萃取法、Fe(OH)3共沉淀法、氧化鋁柱色層法、強堿性樹脂離子交換法、-安息香肟沉淀萃取法。本文采用D2EHPA溶劑萃取法,以正十二烷為稀釋劑,研究二(2-乙基己基)磷酸(D2EHPA)在硝酸體系中對Mo(Ⅵ)的萃取行為。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

1.1.1 試 劑

二(2-乙基己基)磷酸(TCI,95%);鉬酸銨,優(yōu)級純,天津市化學試劑四廠;正十二烷,分析純,天津科密歐化學試劑開發(fā)中心;硝酸鈉,分析純,成都市聯(lián)合化工試劑研究所;硝酸,分析純,成都市化學試劑廠。

1.1.2 儀 器

美國PE公司OPT IMA4300DV型電感耦合等離子發(fā)射光譜儀(ICP-AES);

DSX數(shù)顯攪拌器,杭州儀表電機有限公司。

1.2 分析方法

采用電感耦合等離子發(fā)射光譜儀(ICP-AES)測量水相中Mo(Ⅵ)的濃度,推算各個步驟中Mo的萃取量。

1.3 萃取實驗方法

有機相:25%D2EHPA-正十二烷溶液,水相:含一定量的Mo(Ⅵ)的酸性溶液。分別取一定體積的水相與有機相于萃取瓶中,攪拌速度500 r/min,攪拌時間5 min,靜置分相,取一定體積的水相,在I CP-AES上測定水相中Mo(Ⅵ)含量,并由差減法計算分配比。

(D(Mo)為在兩相的分配比,C(org)為Mo(Ⅵ)在有機相的總濃度,C(aq)為Mo(Ⅵ)在水相的總濃度。)

2 結果與討論

2.1 鉬濃度對萃取Mo(Ⅵ)的影響

水相中鉬的濃度對分配比D(Mo)的影響見圖1。數(shù)據(jù)分析表明,在研究的濃度范圍內(nèi)(c< 13.5 mol/L),隨著鉬濃度的增大,D(Mo)保持不變,說明在該實驗條件下,Mo(Ⅵ)與萃取劑D2EHPA是單核配合物。

圖1 鉬的濃度對D(Mo)的影響

2.2 硝酸濃度對萃取Mo(Ⅵ)的影響

硝酸濃度對鉬萃取分配比D(Mo)的影響見圖2。數(shù)據(jù)分析表明,在硝酸濃度小于1.5 mol/L時,D (Mo)的分配比隨濃度的增大而顯著減小;硝酸濃度在1.5～3.0 mol/L時,D(Mo)隨硝酸濃度變化不大;硝酸濃度在3.0～4.0 mol/L時,D(Mo)隨硝酸濃度的增大有一定量的減小,由于酸度增加,硝酸參與競爭萃取,降低自由萃取劑的濃度,D(Mo)分配比下降。

圖2 硝酸濃度對萃取鉬的影響

2.3 萃取劑濃度對萃取Mo(Ⅵ)的影響

為了確定金屬離子與萃取劑的配位比,以平衡時自由萃取劑的濃度c(D2EHPA)eq對分配比D作圖。由于萃取劑的初始濃度c(D2EHPA)0遠大于Mo(Ⅵ)的初始濃度,則所以c(D2EHPA)eq≈(D2EHPA)0,故可以用c(D2EHPA)0代替c (D2EHPA)eq,以lgc(D2EHPA)0對lgD(Mo)作圖見圖4。由圖4可知,lgc(D2EHPA)0-lgD為一直線,其線性相關系數(shù)r2=0.993 2,斜率S=2.008 4,由此看出,Mo(Ⅵ)與萃取劑生成的配位比為1∶2的配合物。

2.4 硝酸鈉濃度對萃取Mo(Ⅵ)的影響

NaNO3濃度對鉬萃取分配比D(Mo)的影響見圖4。數(shù)據(jù)分析表明,NaNO3對D2EHPA萃取Mo (Ⅵ)的影響較大,隨NaNO3濃度的增大D(Mo)增大,NaNO3有明顯的鹽析效應。

2.5 溫度對萃取Mo(Ⅵ)的影響

圖3 萃取劑濃度對萃取鉬的影響

圖4 硝酸鈉濃度對萃取鉬的影響

圖5 溫度對萃取鉬的影響

3 萃取機理

其萃取平衡方程式為:

4 結 論

(1)當水相HNO3濃度為3 mol/L時,Mo(Ⅵ)以形式被萃取,MoO2(NO3)2與D2EHPA形成1∶2的單核配合物。

(2)當c(HNO3)=1.5～3 mol/L時,D(Mo)隨水相硝酸濃度變化不大,硝酸鈉對D2EHPA萃取Mo(Ⅵ)有顯著的鹽析效應,分配比隨水相總陰離子濃度增加而增加。

(3)D2EHPA萃取Mo(Ⅵ)有明顯的萃取熱效應,溫度對萃取分配比影響較大,隨溫度的升高而降低。

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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,蘭州大學放射化學專業(yè),研究實習員,現(xiàn)從事核素分離。