氣液液微分散萃取強化低濃度稀土離子富集回收

陳卓，王運東，徐建鴻

（清華大學化工系，化學工程聯合國家重點實驗室，北京100084）

元素周期表中鑭系的15 個元素，即鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥，與鈧、釔兩種元素稱為稀土元素[1]。稀土化合物由于獨特的化學性質和電子結構，具備優異的光、電、磁等性能，故而廣泛應用于超導、儲氫、催化等多個行業和領域。值得一提的是稀土材料還是一種重要的戰略資源，在航空航天及國防軍工領域有著重要的應用[2]。我國稀土礦產資源分布廣泛，且種類豐富齊全，稀土總儲量占世界儲量的80%[3-4]。雖然我國稀土資源豐富且占據世界稀土資源的巨大市場與份額，但過量的開采消耗付出了很沉重的環境代價。稀土開采過程中的酸沉、浸出等流程會產生大量富含低濃度稀土離子等污染物的廢水，該部分廢水若排放進入地下水體或河流，會對生態環境和人民的身體健康造成嚴重的影響[5-8]。且稀土屬于不可再生資源，因此對浸出、酸沉等流程產生的廢水中的稀土離子進行富集回收既有利于環境保護又能實現資源的循環使用。

沉淀法[9]是回收廢水中稀土離子的重要手段，目前應用最為普遍和廣泛。但該方法處理水體量較大的低濃度稀土浸出液時需要消耗大量沉淀劑，因此回收成本高，且該法處理周期長、選擇性差。相比于沉淀法，溶劑萃取法由于處理通量大、效率高、操作簡單等特點具備萃取回收低濃度稀土離子的潛在優勢。近年來萃取設備無論是在模型化還是在實際應用領域均發展迅速，混合澄清槽[10-12]、萃取塔[13-14]、離心萃取器[15]等是工業上廣泛關注和使用的萃取設備。……