[发明专利]一种在溶液中萃取氟离子的方法

说明书

本发明公开了一种在溶液中萃取氟离子的方法，包括如下步骤：1）将待萃取溶液预处理，得A品；2）将磷酸酯类有机溶剂和含硅有机溶剂混合，得B品；3）将B品加入A品中进行萃取反应即可。本发明不仅具有分离提取效果好，选择性好，更加清洁和廉价的特点，还具有萃取效率高、操作简单的特点。

技术领域

本发明涉及一种萃取氟离子的方法，特别是一种在溶液中萃取氟离子的方法。

背景技术

氟是一种卤族化学元素，它的化学符号是F，它的原子序数是9，分子式F₂。由于原子小而挤下了9个互相排斥的电子，所以它是单质非金属元素中活性最强的，是强氧化剂、氟化剂，有极强的腐蚀性，剧毒，还是卤族中腐蚀性和毒性最强的。但其化合物稳定且用处广泛，如耐腐蚀的“塑料之王”聚四氟乙烯。氟是人体内不可缺少的微量元素，但由于氟及其一些化合物都有毒和较强的腐蚀性，所以一旦摄入过量就会给人体健康带来严重伤害。氟及其化合物能抑制酶的催化功能，此外，还能使血清钙下降，抑制凝血机制。过量吸入氟化氢或内服氟化钠，会引起急性中毒，导致咳嗽、发热、咳嗽、胸部紧迫感、血压下降等，使心脏和呼吸受到抑制，甚至导致死亡。饮用水中氟含量超过1 mg/L，能够使居民患“氟斑牙”的症状，浓度达到4-6mg/L，小儿将全部都患“氟斑牙”，更高的氟浓度还能导致严重的佝偻病。氟及其可溶性化合物等对植物也有极大危害。针对以上情况，我国规定地表水中氟含量限值为10 mg/L。所以对含氟溶液中氟离子的净化处理就显得格外迫切和重要。

目前对含氟溶液主要采用沉淀法、浓缩法、汽提法、结晶法、溶剂萃取法除氟，而前四种方法是我国主要应用的方法。溶剂萃取法在国外研究和应用的较多，而我国目前对其研究和应用较少。我国对含氟溶液处理大都是采用二氧化硅或碳酸钠等沉淀氟，其分离提取效果较差。目前我国对含氟溶液中氟的深度脱除、净化处理等研究与国外先进国家相对比，仍有相当大的差距。为了能高效的提取含氟溶液中的氟，必须寻求低成本高效的分离技术。溶剂萃取的高选择性、简捷性、清洁性、廉价性等是其分离提取的最大优势。

溶剂萃取含氟溶液的原料一般为含氟废水或矿物浸出液等，其中氟含量一般在100mg/L-2000mg/L。由于含氟溶液中还含有氯、稀土、镁、铝、铁等阴阳离子成分，因此加入的沉淀剂因选择性低会受到很大干扰，从而对净化脱氟非常不利。由于萃取剂的高选择性、高单一性，所以溶剂萃取法特别适合用于提取含氟溶液中的氟离子。

我国清华大学教授王军民对溶剂法提氟做了相关研究，她通过比较胺类和酚类作为萃取剂的效果，最终指出胺类萃取效果最好。但经一级萃取，萃取率也只有30%左右，经三级萃取才达到了80%左右。综上可知，胺类和酚类作为萃取剂不能高效的提取氟离子，所以在提取时需要多级萃取，增加了操作流程，提高了生产成本。因此，针对含氟溶液中成分复杂、酸碱性各异等特点，有必要探索在含氟溶液体系中高效提取氟的工艺。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种在溶液中萃取氟离子的方法。本发明不仅具有分离提取效果好，选择性好，更加清洁和廉价的特点，还具有萃取效率高、操作简单的特点。

本发明的技术方案：一种在溶液中萃取氟离子的方法，包括如下步骤：

1）将待萃取溶液预处理，得A品；

2）将磷酸酯类有机溶剂和含硅有机溶剂混合，得B品；

3）将B品加入A品中进行萃取反应即可。

前述的在溶液中萃取氟离子的方法，所述步骤1）中，待萃取溶液预处理是将含氟离子的溶液进行澄清处理，取澄清后的清液作为萃取溶液。

前述的在溶液中萃取氟离子的方法，所述步骤2）中，磷酸酯类有机溶剂为磷酸一酯、磷酸二酯或磷酸三酯中的一种或多种；含硅有机溶剂为硅酸酯或聚有机硅氧烷中的一种或多种。

前述的在溶液中萃取氟离子的方法，所述步骤2）中，B品中磷酸酯类有机溶剂的体积分数为10%-80%，余量为含硅有机溶剂。