Застосування циклогексанової кислоти у видобутку рідкоземельних елементів

Циклогексанова кислота — це природна змішана карбонова кислота в певних нафтових фракціях, молекулярна структура якої в основному складається з алкілзаміщених жирних кислот. У процесі екстракції розчинником і розділення рідкоземельних елементів, циклоалканова кислота була вивчена і застосована як ранній і відносно простий екстрагент.

Нижче наведені основні характеристики застосування та ситуації циклогексанової кислоти у видобутку рідкоземельних елементів:

1. Як катіонообмінний екстрагент:
Циклогексанова кислота існує у вигляді димерів в органічних фазах (зазвичай такі розчинники, як гас). При контакті з водою, що містить рідкоземельні іони, він може витягувати іони рідкоземельних металів через механізм катіонного обміну. Реакцію екстракції можна спростити так::
2HR (орг) + RE³⁺ (aq) ⇌ RE R₃ (орг) + 3H⁺ (aq)
Серед них, HR являє собою циклічну кислоту, і RE ³ ⁺ являє собою тривалентні рідкоземельні іони.

2. Селективність до легких рідкоземельних елементів:
Циклогексанова кислота має певну екстракційну здатність для тривалентних рідкоземельних іонів, але його вибірковість погана, особливо для важких рідкоземельних елементів з більш високими атомними номерами, з меншою ефективністю вилучення. Він має тенденцію витягувати легші рідкоземельні елементи, такі як лантан, церій, празеодим, і неодим. Ця селективність зумовлена ​​різницею в радіусі іонів, викликаною “Скорочення лантаніду” ефект, але здатність циклоалканової кислоти розрізняти цю різницю не така хороша, як спеціально розроблені хелатні екстрагенти.

3. Обмеження застосування:
Погана вибірковість: Це головна проблема циклоалканових кислот. Важко досягти ефективного розділення між сусідніми рідкоземельними елементами і не можна задовольнити попит на високочисті окремі рідкоземельні продукти.
Слабка екстракційна здатність: У порівнянні з фосфорними екстрагентами, широко використовуваними в сучасній промисловості, такими як P507 (2-етилгексилфосфат моно-2-етилгексиловий ефір) та P204 (з (2-етилгексил) фосфат), екстракційна здатність і ефективність циклічної кислоти нижчі.
Нестабільне джерело та склад: Циклоалканова кислота є побічним продуктом нафти, і його конкретний склад змінюється в залежності від джерела сирої нафти, що призводить до нестабільної продуктивності екстракції та перешкоджає стандартизованому контролю в промисловому виробництві.
Проблеми емульгування та третьої фази: За певних умов, може легко відбутися емульгування або утворення третьої фази, впливає на розділення фаз і робочу стабільність.

4. Історія та поточна ситуація:
Циклогексанова кислота була екстрагентом, який використовувався в ранніх дослідженнях з вилучення рідкоземельних елементів і був досліджений певною мірою в середині 20 століття. Проте, через істотні недоліки, зазначені вище, він не отримав широкого застосування в сучасній великомасштабній промисловості розділення рідкоземельних елементів. В даний час, майже в усіх основних процесах використовуються кислотні екстрагенти на основі фосфору (наприклад P507, P204) або нейтральні фосфорно-кисневі екстрагенти (такі як TBP) з чудовою продуктивністю.

Циклогексанову кислоту теоретично можна використовувати для вилучення рідкоземельних елементів, особливо з певною спорідненістю до легких рідкоземельних елементів. Проте, через властиві йому дефекти, такі як погана вибірковість, слабка екстракційна здатність, і нестабільне джерело, він був усунутий у фактичній промисловості розділення рідкоземельних елементів і має лише історичну дослідницьку цінність. Сучасні процеси вилучення рідкісноземельних елементів покладаються на більш ефективні та селективні спеціальні екстрагенти.

Наші металеві екстрагенти, як показано нижче, якщо вам потрібен будь-який вид, будь ласка, запитайте нас:

1. P204 (D2EHPA або HDEHP) Це використовується на першому етапі для видалення домішок для латеритної нікелевої руди.
2. DY319 високоефективний нікель-кобальтовий коекстракційний екстрагент для переробки батарей, може видалити нікель і кобальт разом з електролітом літієвої батареї.
3. DY272 Екстрагент для виділення нікелю і кобальту, він може витягти кобальт із розчину нікелю та кобальту, потім залишити чистий нікель.
4. DY988N/DY973N/DY902/DY5640 мідний екстракційний реагент розчинником.
5. P507 екстрагент кольорових металів для міді, цинк, кобальтонікелевий, кадмій, золото-срібло, метали платинової групи, рідкісні землі тощо.
6. DY377 ефективний екстрагент для розділення нікелю та алмазу.
7. DY366 Екстрагент скандію.
8. DY316 Екстрагент літію.