[发明专利]一种杯芳烃及其分离纯化钍的方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属分离技术领域，尤其涉及一种杯芳烃及其分离纯化钍的方法。

背景技术

钍是一种银白色金属，常用来制造合金，提高金属强度，还可用于制造紫外线光电管和高级透镜等。钍还是一种重要的核能原料，它可以通过吸收中子转变为铀-233，进而进行核能反应，是一种极有前途的核能原料。

钍元素多以化合物的形式伴生于稀土矿物中，最常见的如独居石、钍石和氟碳铈矿等，要得到高纯化的钍，必须使其与稀土分离。同时，在稀土冶炼过程中，钍也会被溶出进入稀土分离流程，从而产生含钍的放射性废水，这就需要对其中的钍进行萃取回收。因此，对于钍的分离的研究非常重要。

现有技术中，二(2-乙基己基磷酸)（P204）是较早的用来分离钍的萃取剂。US 3153568报道了P204从水溶液中萃取分离钍的过程，但是该方法需要在较高的酸度条件下进行萃取，不利于实际应用。之后，专利ZL98122348.6、ZL02123913.4、ZL2007100987333、ZL200510085230.3分别提出了采用P204或2－乙基已基膦酸单2－乙基已基酯（P507）协同萃取体系、磷酸二甲庚酯（P350）、磷酸三丁酯（TBP）、仲碳伯胺N1923从稀土溶液中提取钍的技术。另外，三正辛基氧膦（TOPO）、伯胺苯萃取剂JM-T、二(2,4,4-三甲基戊基)次膦酸（Cynex 272）、二（2,4,4-三甲基戊基）二硫代膦酸（Cynex 301）、二（2,4,4-三甲基戊基）单硫代膦酸（Cynex 302）、三烷基氧膦（Cynex 923）系列萃取剂，N,N-二己基辛酰胺、四乙基丁二酰胺和二己基亚砜等萃取剂也被用于钍的萃取分离，但使用这些萃取剂萃取分离钍，萃取效率较低，并且不能得到高纯度的钍。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种杯芳烃及其分离纯化钍的方法，萃取效率较高，并且分离得到的钍具有较高的纯度。

本发明提供了具有式（Ⅰ）结构通式的杯芳烃：式（Ⅰ）；

其中，R₁、R₂、R₃、R₄独立的选自氢、C₁~C₁₈的烷烃、或R₅、R₆、R₇、R₈独立的选自氢、C₁~C₁₈的烷烃或

所述R₉、R₁₀、R₁₁独立的选自氢或C₁~C₁₈的烷烃。

优选的，R₁、R₂、R₃、R₄独立的选自氢、C₁~C₆的烷烃、或

R₅、R₆、R₇、R₈独立的选自氢、C₁~C₆的烷烃或

所述R₉、R₁₀、R₁₁独立的选自氢或C₁~C₆的烷烃。

优选的，R₁、R₂、R₃、R₄选自氢；R₅、R₆、R₇、R₈独立的选自C₁~C₅的烷烃。

本发明提供了一种分离纯化钍的方法，包括以下步骤：

将含杯芳烃的有机溶液与含钍和稀土的水相溶液混合、萃取得到含钍元素的有机相；所述杯芳烃为上述技术方案所述的杯芳烃。

优选的，所述含杯芳烃的有机溶液，其有机溶剂选自三氯甲烷、二氯甲烷和甲苯中的任意一种或几种。

优选的，所述含钍和稀土的水相溶液，其水相选自盐酸、硫酸和硝酸中的任意一种或几种。

优选的，所述水相溶液的pH值为0.5~3.0。

本发明提供了一种分离纯化钍的方法，包括以下步骤：

将含杯芳烃的吸附材料与含钍和稀土的水相溶液混合、吸附得到含钍元素的溶液；所述杯芳烃为上述技术方案所述的杯芳烃。