膜技術分離稀土金屬元素的研究進展

張逸，劉東昊，丁一剛

（武漢工程大學化工與制藥學院，綠色 化工過程教育部重點實驗室，新型 反應器與綠色化工湖北省重點實驗室，湖北武漢 430073）

稀土金屬元素是15 種鑭系元素和鈧、釔兩種元素的統稱，被稱為“工業維生素”，在電子、光學、永磁、催化、軍工、冶金、能源等領域應用廣泛。生活中，人們常用的手機、電腦、充電寶和熒光燈中均有稀土金屬的影子，由于稀土金屬無可取代，工業生產對其需求與日俱增，尤其是高純度的稀土金屬。中國擁有世界范圍內最大最全的稀土資源，已形成“采礦-浸取-分離”的完整產業鏈，而稀土金屬的分離技術則是稀土工業的核心。目前最常見的稀土分離技術是溶劑萃取法和吸附法，其中多級溶劑萃取法最為常見，主要是利用富含O、N、P、S 等元素的有機溶劑，如磷酸三丁酯、二(2-乙基己基)次膦酸、伯胺N1923 等萃取劑，根據稀土金屬在兩種非相溶性溶劑中的溶解度差異進行分離。但酸性萃取劑通常需皂化后再用于萃取稀土金屬，將消耗大量液氨，不僅使萃取成本增加，而且將產生大量氨氮廢水，對水體造成嚴重污染。吸附法主要是利用稀土金屬在吸附劑表面聚集后，因吸附劑對稀土金屬親和力的差異實現分離提純，常用的吸附劑為硅膠、活性炭、分子篩、納米材料等。無論是溶劑萃取法還是吸附法，均會引入大量的酸堿溶液、有機溶劑、吸附劑等質量分離媒介，這會對環境造成明顯負面影響。因此，探索新型分離方法有助于降低稀土工業帶來的環境污染，確保稀土工業的可持續發展。……