[发明专利]一种二苯氨基氧代羧酸萃取剂、其制备方法及应用

说明书

本发明涉及稀土资源回收技术领域，尤其涉及一种二苯氨基氧代羧酸萃取剂、其制备方法及应用。所述二苯氨基氧代羧酸萃取剂具有式(Ⅰ)所示结构；式(I)中，R₁和R₂独立的选自H或C1～C9的烷基，n为1～6的自然数。本发明提供的二苯氨基氧代羧酸萃取剂能有效地将钇与镧系元素分离，与工业应用的环烷酸萃取剂相比，该萃取剂组分单一，化学结构稳定，萃取有机相浓度不降低，萃取性能稳定；并且，所述二苯氨基氧代羧酸类萃取剂对轻稀土元素和钇分离系数明显高于环烷酸，对重稀土元素和钇分离系数同样高于环烷酸，在分离能效上能完全取代环烷酸，具有十分良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及稀土资源回收技术领域，尤其涉及一种二苯氨基氧代羧酸萃取剂、其制备方法及应用。

背景技术

在稀土元素离子分离领域，工业上主要采用环烷酸作为萃取剂从稀土元素混合物中萃取分离钇元素。环烷酸是石油化工工业的副产物，来源受限，并且其组分复杂，需要在较高的pH条件下才能萃取稀土，长期使用后其成分容易发生变化，导致有机相浓度降低，影响分离工艺的稳定性。目前，研究者迫切寻找新型的羧酸萃取剂以代替环烷酸，例如：中国专利CN1084574A公开了一种分离稀土元素用的羧酸型萃取剂，分子式为ROCH₂COOH，式中R为C8～C20的直链或支链的烷基或为C4～C16的直链或支链烷基的取代苯基，推荐用仲辛基苯氧基取代乙酸，这类新萃取剂可在稀土元素萃取分离工艺中，有效地将钇与全部镧系元素分离，并可克服环烷酸萃取分离钇时有机相浓度降低的问题，此外，新萃取剂也适用于镧系元素间的分离。

虽然分子式为ROCH₂COOH的烷基苯氧羧酸可以将钇与镧系元素分离，萃取性能稳定，但萃取体系中重稀土与钇的分离系数显著低于环烷酸体系，这导致重稀土元素与钇难以分离，从而需要设计更多级数的萃取槽来达到分离效果。

因此，需要对羧酸萃取剂分子结构进行调控，开发一种既能够克服萃取有机相浓度降低问题，并且对重稀土元素和钇分离系数较高的萃取剂。

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二苯氨基氧代羧酸萃取剂、其制备方法及应用，本发明提供的二苯氨基氧代羧酸萃取剂能够有效地将钇与镧系元素分离。

本发明提供了一种二苯氨基氧代羧酸萃取剂，具有式(I)所示结构：

式(I)中，R₁和R₂独立的选自H或C1～C9的烷基，n为1～6的自然数。

优选的，R₁和R₂独立的选自H、甲基或正辛基；

n为1或2或3。

本发明还提供了一种二苯氨基氧代羧酸萃取剂的制备方法，包括以下步骤：

A)将二烷基苯胺、烷基二酸单乙酯酰氯、有机溶剂和有机碱混合后，进行反应，得到反应液；

B)将所述反应液与水混合，得到油相和水相；

C)将所述油相减压蒸馏，得到二苯氨基氧代羧酸单乙酯；

D)将所述二苯氨基氧代羧酸单乙酯在氢氧化钠溶液中加热回流，经酸化、减压蒸馏后，得到二苯氨基氧代羧酸萃取剂。

优选的，步骤A)中，所述二烷基苯胺选自二苯胺、4,4'-二甲基二苯胺、4,4'-二乙基二苯胺、4,4'-二丁基二苯胺、4,4'-二辛基二苯胺和4,4'-二壬基二苯胺中的一种或几种。

优选的，步骤A)中，所述烷基二酸单乙酯酰氯选自丙二酸单乙酯酰氯、丁二酸单乙酯酰氯、戊二酸单乙酯酰氯、己二酸单乙酯酰氯、庚二酸单乙酯酰氯和辛二酸单乙酯酰氯中的一种。