CN114107705A - 一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种有机挥发物在稀土冶炼中的环保利用工艺。其中，稀土矿中冶炼稀土的整个工艺流程中，先通过磁选法选矿降低后续的分离难度，浸提液可把稀土元素从稀土矿中有效的提取出，同时其中的有效成分可减少在萃取过程中的乳化现象。萃取剂通过混合萃取提高溶液中所有稀土元素的萃取率，其中的络合剂成分可以提高稀土元素的萃取率。选用改性气体过滤膜过滤气体，实现了气体的循环利用。改性气体过滤膜选用改性壳聚糖纤维和改性气凝胶为原料，其中气凝胶耐高温耐酸，具有低密度和大空隙率，可有效过滤气体，并且气凝胶和壳聚糖纤维均属于可降解材料，不会对环境造成伤害。

Description

一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺
技术领域
本发明涉及稀土冶炼领域，尤其涉及一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
背景技术
稀土有“工业维生素”的美称，现如今已成为极其重要的战略资源。稀土元素氧化物是指元素周期表中原子序数为57到71的15种锏系元素氧化物，以及与锏系元素化学性质相似的铳和亿共17种元素的氧化物。稀土元素在石油、化工、冶金、纺织、陶瓷、玻璃和永磁材料等领域都得到了广泛的应用。近年来，我国新能源汽车即将进入智能化主导、多种能源和驱动方式并行的“2.0时代”，不仅锂钴镍资源需求不断增加，也大幅度拉动了稀土在磁性材料、储氢材料的消费。手机、电脑等电子设备正不停更新换代的同时也推动了稀土在高性能光学材料的消费。稀土作为我国高新技术发展的战略资源，正随着我国科学技术的进步变得越来越重要。
但目前从稀土矿中提取稀土的工艺中难免会对周围环境存在污染，尤其是在稀土浸提萃取过程中会产生大量的有机挥发性气体，这些气体排入空气中会对环境产生严重的危害甚至对人体产生严重的副作用。目前并没有有效处理方式，为解决上述问题，本发明提供了一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保应用工艺，可减少对环境的污染，同时实现资源的循环利用。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种用于稀土环保萃取剂的挥发性有机物的制备方法。在稀土冶炼中的环保利用工艺，减少环境污染。
本发明的第二目的是提供一种用于稀土环保萃取剂的挥发性有机物在稀土萃取冶炼过程中的环保利用。
本发明的第三目的是提供一种抗热耐酸的可降解气体过滤膜及其制备方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中，一种用于稀土环保萃取剂的挥发性有机物α的制备方法为：
1）磺化P50720-30份、P20425-30份、N23525-30份、添加剂3-5份在45℃下混合，备用；
2）将0.05mol/L的盐酸溶液和乙醇溶液按照体积比为1:1混合，备用；
3）将上述步骤1）和步骤2）的混合溶液按照体积比为3:1混合均匀即得。
其中，磺化P507的制备方法为：
取P50715-20份放入反应釜中，向其中加入发烟硫酸20-25份，升温至130℃，压力为1.2MPa，保温反应4-5h，即得。
添加剂的制备方法为：
1）将乙酰丙酮4-6份，（3,3-二乙氧基丙基）磷酸二乙酯5-7份放入反应器中，加入乙醇溶液，以2-4℃/min的速率升温至125-130℃，在升温时同时开启冷凝回流装置，保温反应3-4h，得产物a；
2）取产物a3-5份，4-甲氧基苯基磷酸二乙酯4-6份，加入丙酮溶液，以2-3℃/min的速率升温至90℃，在升温时同时开启冷凝回流装置，保温反应5-6h，即得产物b；
3）将产物b加入二氯甲烷溶液，升温至80℃，以15-18滴/min的速率滴加入2-碘酰基苯甲酸1-3份，升温至120℃，保温反应4h，即得产物c；
4）向产物c中加入饱和氢氟酸溶液1-2份，混合均匀即得。
其中稀土矿的萃取冶炼的环保工艺，包括以下步骤：
1）对稀土矿进行粉碎，粉碎后先采用磁选法选出铁精矿，再将剩下的稀土矿放入浸提池中进行浸提，向其中加入浸提液，在72-75℃下浸提24h，在浸提过程中同时加入微波振荡辅助浸提，浸提完成后对其进行过滤处理，收集滤液和滤渣，将滤渣晾干，备用；
2）向滤液中加入萃取剂进行萃取有效成分，在萃取的过程中，保证萃取的温度保持在25-35℃，对其进行3次萃取，将萃取三次后的萃取液进行合并，浓缩富集，得稀土富集液，其中，萃取剂与稀土富集液的体积比为3:1，在萃取过程中会产生无组织气体，收集无组织气体，将其通过滤膜过滤，通过滤膜的气体溶解至15℃下的饱和氯化钠水溶液，作为浸提液的酸性调节剂；将剩余气体干燥回收，将其和氧气共同通入1200℃的灼烧窑进行灼烧，其中气体停留时间3-4s；
3）向稀土富集液中加入草酸进行沉淀，过滤，洗涤，将其放入灼烧窑中进行灼烧，温度为1100℃，直至形成相应的氧化物，包装，即得相应的稀土产品；
4）同时对步骤1）中烘干的滤渣放入灼烧窑中进行灼烧，其中灼烧窑中的温度为1300℃，在灼烧过程中不断向窑中通入氧气，直至形成氧化物，再向其中加入浸提液进行浸提，与步骤1）中的浸提液混合，萃取，灼烧即得相应的稀土产品；其中氧化物与浸提液的体积之比为1:4；
浸提液为：浓盐酸30-35份，饱和氯化钠溶液15-18份，升温混合均匀，后加入高氯酸2-5份后，加入酸性调节剂调节pH为3.1-3.4，混合即得。
其中，萃取剂为有机物α。
其中，对无组织气体过滤的方法为：无组织气体通过的滤膜为改性气体过滤膜，选用改性壳聚糖纤维膜作为气体滤膜的支撑骨架，改性气凝胶作为气体过滤的主要过滤主体；其中改性气凝胶的厚度为1mm-2mm。
其中，改性壳聚糖纤维膜的制备方法为：
1）取正辛基三乙氧基硅烷3-5份放入反应器中，加入二甲基亚砜溶液，二甲苯乙酸硅2-3份，以3-4℃/min的速率升温至150℃，保温反应3h，得中间产物a；
2）向中间产物a中加入(三甲基硅基)乙酸乙酯5-7份放入反应器中，加入乙醇溶液，以2-4℃/min的速率升温至130℃，在升温时同时开启冷凝回流装置，保温反应4-5h，得中间产物b；
3）将壳聚糖纤维膜和中间产物b按照质量之比为4：3的比例放入改性池中，向其中加入乙酸乙酯溶液，以1℃/min的速率升温至35℃，保温浸泡6h，即得。
其中，气凝胶的改性工艺为：
1）对气凝胶进行切割，切割为厚度为1mm-2mm的气凝胶膜，清洗后备用；
2）将切割后的气凝胶和中间产物a按照质量之比为2：3的比例放入改性池中，向其中加入丙酮溶液，以1.5℃/min的速率升温至50℃，保温浸泡5h，即得。
其中，稀土富集液中包括Tm、Yb、Nd、Sm、Gd的一种或几种元素。
产生的稀土废料的回收工艺为：
1）取浸提后的废渣粉碎、向其中加入盐酸浸泡12h，过滤收集滤液；
2）向滤液中同时加入盐酸和石灰水调节pH为1.7-4.3于70℃沉淀，静置12h后过滤，回收滤液a和滤渣b；
3）洗涤上述步骤制成的滤渣b，放入灼烧窑中进行灼烧，温度为1100℃，直至形成相应的金属氧化物；
4）向滤液a中加入萃取剂P507萃取7次萃取其中的金属元素进行回收。
稀土废液中提取的金属离子包括Fe、Mg、Tm、Yb、Nd、Sm、Gd的一种或几种元素。
本发明具有如下优势：
在从稀土矿中冶炼稀土的整个工艺流程中，先通过磁选法选矿降低后续的分离难度，同时也降低了分离的成本；浸提液的整体浸提环境为酸性，同时其中的有效成分可有效减少在萃取时的乳化现象，降低后续萃取分离难度。其中添加的酸性调节剂使用挥发的氯化氢气体制成，实现了资源的循环利用。萃取剂并非是对水相中单一稀土元素的提取，而是通过混合萃取提高溶液中所有稀土元素的萃取率；其中存在的络合剂成分不仅可以进一步提高稀土元素的萃取率，同时也可以降低后续稀土元素的分离难度；稀盐酸溶液和乙醇的混合溶液在萃取过程中作为稀释剂存在，进一步提高稀土元素的萃取率，降低萃取的难度。通过对稀土废料的回收利用，提高了资源的回收利用率。
在稀土矿的萃取过程中，在萃取过程中由于温度的升高，浸提液和萃取剂在受热后极易挥发，产生大量的挥发性废气，同时其中还包括氯化氢等无机气体，这些气体按照国家标准无法直接排放到空气中，所以需要对其进行处理后才能进行排放。本发明将有机挥发物与甲烷和氧气共同混合，作为冶炼稀土工艺中灼烧窑的热量来源；氯化氢气体和有机气体在未达到1100℃下灼烧不仅会伤害窑炉，同时也会生成致癌物，所以必须将其分离后进行灼烧。在废气处理时先分离氯化氢气体，可将其通过处理得到酸性溶液，做为pH调节剂添加到浸提液中使用，实现了气体的循环再利用。因为普通的气体过滤膜在高温和酸性环境的影响下，易与气体中的有机有机物发生反应，造成滤孔的堵塞，在工业生产中容易发生事故。所以本发明选用改性气体过滤膜，使其可在高温酸性的条件下过滤气体，保证生产的安全性；同时改性气体过滤膜选用改性壳聚糖纤维和改性气凝胶为原料，其中的气凝胶耐高温耐酸，同时具有极低的密度的较大的空隙率可有效过滤气体，经过测试，气体过滤膜可将小分子气体氯化氢和有机气体有效分离；并且气凝胶和壳聚糖纤维均属于可降解材料，不会对环境造成伤害。
具体实施方式
实施例1
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
有机物α的制备方法为：
1）磺化P50725份、P20428份、N23528份、添加剂4份在45℃下混合，备用；
2）将0.05mol/L的盐酸溶液和乙醇溶液按照体积比为1:1混合，备用；
3）将上述步骤1）和步骤2）的混合溶液按照体积比为3:1混合均匀即得。
其中，磺化P507的制备方法为：
取P50718份放入反应釜中，向其中加入发烟硫酸23份，升温至130℃，压力为1.2MPa，保温反应4.5h，即得。
添加剂的制备方法为：
1）将乙酰丙酮5份，（3,3-二乙氧基丙基）磷酸二乙酯6份放入反应器中，加入乙醇溶液，以3℃/min的速率升温至128℃，在升温时同时开启冷凝回流装置，保温反应3.5h，得产物a；
2）取产物a4份，4-甲氧基苯基磷酸二乙酯5份，加入丙酮溶液，以2.5℃/min的速率升温至90℃，在升温时同时开启冷凝回流装置，保温反应5.5h，即得产物b；
3）将产物b加入二氯甲烷溶液，升温至80℃，以16滴/min的速率滴加入2-碘酰基苯甲酸2份，升温至120℃，保温反应4h，即得产物c；
4）向产物c中加入饱和氢氟酸溶液1.5份，混合均匀即得。
其中，浸提液为：
浓盐酸33份，饱和氯化钠溶液16份，升温混合均匀，后加入高氯酸4份后，加入酸性调节剂调节pH为3.3，混合即得。
其中稀土矿的萃取冶炼的环保工艺，包括以下步骤：
1）对稀土矿进行粉碎，粉碎后先采用磁选法选出铁精矿，再将剩下的稀土矿放入浸提池中进行浸提，向其中加入浸提液，在74℃下浸提24h，在浸提过程中同时加入微波振荡辅助浸提，浸提完成后对其进行过滤处理，收集滤液和滤渣，将滤渣烘干，备用；
2）向滤液中加入萃取剂进行萃取有效成分，在萃取的过程中，保证萃取的温度保持在30℃，对其进行3次萃取，将萃取三次后的萃取液进行合并，浓缩富集，得稀土富集液，其中，萃取剂与稀土富集液的体积比为3:1，在萃取过程中会产生无组织气体，收集无组织气体，将其通过滤膜过滤，通过滤膜的气体溶解至15℃下的饱和氯化钠水溶液，作为浸提液的酸性调节剂；将剩余气体干燥回收，将其和氧气共同通入1200℃的灼烧窑进行灼烧，其中气体停留时间3s；
3）向稀土富集液中加入草酸进行沉淀，过滤，洗涤，将其放入灼烧窑中进行灼烧，温度为1100℃，直至形成相应的氧化物，包装，即得相应的稀土产品；
4）同时对步骤1）中烘干的滤渣放入灼烧窑中进行灼烧，其中灼烧窑中的温度为1300℃，在灼烧过程中不断向窑中通入氧气，直至形成氧化物，再向其中加入浸提液进行浸提，与步骤1）中的浸提液混合，萃取，灼烧即得相应的稀土产品；其中氧化物与浸提液的体积之比为1:4；
其中，萃取剂为有机物α。
无组织气体通过的滤膜为改性气体过滤膜，选用改性壳聚糖纤维膜作为气体滤膜的支撑骨架，改性气凝胶作为气体过滤的主要过滤主体；其中改性气凝胶的厚度为1.5mm。
其中，改性壳聚糖纤维膜的制备方法为：
1）取正辛基三乙氧基硅烷4份放入反应器中，加入二甲基亚砜溶液，后加入二甲苯乙酸硅2.5份，以3.5℃/min的速率升温至150℃，保温反应3h，得中间产物a；
2）向中间产物a中加入(三甲基硅基)乙酸乙酯6份放入反应器中，加入乙醇溶液，以3℃/min的速率升温至130℃，在升温时同时开启冷凝回流装置，保温反应4.5h，得中间产物b；
3）将壳聚糖纤维膜和中间产物b按照质量之比为4：3的比例放入改性池中，向其中加入乙酸乙酯溶液，以1℃/min的速率升温至35℃，保温浸泡6h，即得。
其中，气凝胶的改性工艺为：
1）对气凝胶进行切割，切割为厚度为1.5mm的气凝胶膜，清洗后备用；
2）将切割后的气凝胶和中间产物a按照质量之比为2：3的比例放入改性池中，向其中加入丙酮溶液，以1.5℃/min的速率升温至50℃，保温浸泡5h，即得。
经过滤后的无组织气体的回收处理工艺为：将通过滤膜的气体溶解至15℃下的饱和氯化钠水溶液，作为浸提液中的酸性调节剂；对剩余气体干燥回收，将其和氧气共同通入1200℃的灼烧窑进行灼烧，其中气体停留时间4s。
其中，稀土富集液中包括Tm、Yb、Nd、Sm、Gd元素。
产生的稀土废料的回收工艺为：
1）取浸提后的废渣粉碎、向其中加入盐酸浸泡12h，过滤收集滤液；
2）向滤液中同时加入盐酸和石灰水调节pH为3.0于70℃沉淀，静置12h后过滤，回收滤液a和滤渣b；
3）洗涤上述步骤制成的滤渣b，放入灼烧窑中进行灼烧，温度为1100℃，直至形成相应的金属氧化物；
4）向滤液a中加入萃取剂P507萃取7次萃取其中的金属元素进行回收。
稀土废液中提取的金属离子包括Fe、Mg、Tm、Yb、Nd、Sm、Gd元素。
实施例2
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
有机物α的制备方法为：
1）磺化P50720份、P20430份、N23525份、添加剂5份，将其在45℃下制成混合溶液，即为混合溶液a；
2）将0.05mol/L的盐酸溶液和乙醇溶液按照体积比为1:1的制成混合溶液，即为混合溶液b；
3）将上述步骤1）和步骤2）的混合溶液按照体积比为3:1混合均匀即得。
其中，磺化P507的制备方法为：
取P50720份放入反应釜中，向其中加入发烟硫酸20份，升温至130℃，压力为1.2MPa，保温反应5h，即得。
添加剂的制备方法为：
1）将乙酰丙酮6份，（3,3-二乙氧基丙基）磷酸二乙酯5份放入反应器中，加入乙醇溶液，以4℃/min的速率升温至125℃，在升温时同时开启冷凝回流装置，保温反应4h，得产物a；
2）取产物a3份，4-甲氧基苯基磷酸二乙酯6份，加入丙酮溶液，以2℃/min的速率升温至90℃，在升温时同时开启冷凝回流装置，保温反应6h，即得产物b；
3）将产物b加入二氯甲烷溶液，升温至80℃，以15滴/min的速率滴加入2-碘酰基苯甲酸3份，升温至120℃，保温反应4h，即得产物c；
4）向产物c中加入饱和氢氟酸溶液1份，混合均匀即得。
其中，浸提液为：
浓盐酸35份，饱和氯化钠溶液15份，升温混合均匀，后加入高氯酸5份后，加入酸性调节剂调节pH为3.1，混合即得。
其中稀土矿的萃取冶炼的环保工艺，包括以下步骤：
1）对稀土矿进行粉碎，粉碎后先采用磁选法选出铁精矿，再将剩下的稀土矿放入浸提池中进行浸提，向其中加入浸提液，在75℃下浸提24h，在浸提过程中同时加入微波振荡辅助浸提，浸提完成后对其进行过滤处理，收集滤液和滤渣，将滤渣烘干，备用；
2）向滤液中加入萃取剂进行萃取有效成分，在萃取的过程中，保证萃取的温度保持在35℃，对其进行3次萃取，将萃取三次后的萃取液进行合并，浓缩富集，得稀土富集液，其中，萃取剂与稀土富集液的体积比为3:1，在萃取过程中会产生无组织气体，收集无组织气体，将其通过滤膜过滤，通过滤膜的气体溶解至15℃下的饱和氯化钠水溶液，作为浸提液的酸性调节剂；将剩余气体干燥回收，将其和氧气共同通入1200℃的灼烧窑进行灼烧，其中气体停留时间4s；
3）向稀土富集液中加入草酸进行沉淀，过滤，洗涤，将其放入灼烧窑中进行灼烧，温度为1100℃，直至形成相应的氧化物，包装，即得相应的稀土产品；
4）同时对步骤1）中烘干的滤渣放入灼烧窑中进行灼烧，其中灼烧窑中的温度为1300℃，在灼烧过程中不断向窑中通入氧气，直至形成氧化物，再向其中加入浸提液进行浸提，与步骤1）中的浸提液混合，萃取，灼烧即得相应的稀土产品；其中氧化物与浸提液的体积之比为1:4；
其中，萃取剂为有机物α。
其中，对无组织气体过滤的方法为：无组织气体通过的滤膜为改性气体过滤膜，选用改性壳聚糖纤维膜作为气体滤膜的支撑骨架，改性气凝胶作为气体过滤的主要过滤主体；其中改性气凝胶的厚度为2mm。
其中，改性壳聚糖纤维膜的制备方法为：
1）取正辛基三乙氧基硅烷5份放入反应器中，加入二甲基亚砜溶液，后加入二甲苯乙酸硅3份，以3℃/min的速率升温至150℃，保温反应3h，得中间产物a；
2）向中间产物a中加入(三甲基硅基)乙酸乙酯7份放入反应器中，加入乙醇溶液，以2℃/min的速率升温至130℃，在升温时同时开启冷凝回流装置，保温反应5h，得中间产物b；
3）将壳聚糖纤维膜和中间产物b按照质量之比为4：3的比例放入改性池中，向其中加入乙酸乙酯溶液，以1℃/min的速率升温至35℃，保温浸泡6h，即得。
其中，气凝胶的改性工艺为：
1）对气凝胶进行切割，切割为厚度为2mm的气凝胶膜，清洗后备用；
2）将切割后的气凝胶和中间产物a按照质量之比为2：3的比例放入改性池中，向其中加入丙酮溶液，以1.5℃/min的速率升温至50℃，保温浸泡5h，即得。
经过滤后的无组织气体的回收处理工艺为：将通过滤膜的气体溶解至15℃下的饱和氯化钠水溶液，作为浸提液中的酸性调节剂；对剩余气体干燥回收，将其和氧气共同通入1200℃的灼烧窑进行灼烧，其中气体停留时间3s。
其中，稀土富集液中包括Tm、Yb、Nd、Sm、Gd元素。
产生的稀土废料的回收工艺为：
1）取浸提后的废渣粉碎、向其中加入盐酸浸泡12h，过滤收集滤液；
2）向滤液中同时加入盐酸和石灰水调节pH为4.3于70℃沉淀，静置12h后过滤，回收滤液a和滤渣b；
3）洗涤上述步骤制成的滤渣b，放入灼烧窑中进行灼烧，温度为1100℃，直至形成相应的金属氧化物；
4）向滤液a中加入萃取剂P507萃取7次萃取其中的金属元素进行回收。
稀土废液中提取的金属离子包括Fe、Mg、Tm、Yb、Nd、Sm、Gd元素。
实施例3
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
有机物α的制备方法为：
1）磺化P50730份、P20425份、N23530份、添加剂3份，将其在45℃下制成混合溶液，即为混合溶液a；
2）将0.05mol/L的盐酸溶液和乙醇溶液按照体积比为1:1的制成混合溶液，即为混合溶液b；
3）将上述步骤1）和步骤2）的混合溶液按照体积比为3:1混合均匀即得。
其中，磺化P507的制备方法为：
取P50715份放入反应釜中，向其中加入发烟硫酸25份，升温至130℃，压力为1.2MPa，保温反应4h，即得。
添加剂的制备方法为：
1）将乙酰丙酮4份，（3,3-二乙氧基丙基）磷酸二乙酯7份放入反应器中，加入乙醇溶液，以2℃/min的速率升温至130℃，在升温时同时开启冷凝回流装置，保温反应3h，得产物a；
2）取产物a5份，4-甲氧基苯基磷酸二乙酯4份，加入丙酮溶液，以3℃/min的速率升温至90℃，在升温时同时开启冷凝回流装置，保温反应5h，即得产物b；
3）将产物b加入二氯甲烷溶液，升温至80℃，以18滴/min的速率滴加入2-碘酰基苯甲酸1份，升温至120℃，保温反应4h，即得产物c；
4）向产物c中加入饱和氢氟酸溶液2份，混合均匀即得。
其中，浸提液为：
浓盐酸30份，饱和氯化钠溶液18份，升温混合均匀，后加入高氯酸2份后，加入酸性调节剂调节pH为3.4，混合即得。
其中稀土矿的萃取冶炼的环保工艺，包括以下步骤：
1）对稀土矿进行粉碎，粉碎后先采用磁选法选出铁精矿，再将剩下的稀土矿放入浸提池中进行浸提，向其中加入浸提液，在75℃下浸提24h，在浸提过程中同时加入微波振荡辅助浸提，浸提完成后对其进行过滤处理，收集滤液和滤渣，将滤渣烘干，备用；
2）向滤液中加入萃取剂进行萃取有效成分，在萃取的过程中，保证萃取的温度保持在25℃，对其进行3次萃取，将萃取三次后的萃取液进行合并，浓缩富集，得稀土富集液，其中，萃取剂与稀土富集液的体积比为3:1，在萃取过程中会产生无组织气体，收集无组织气体，将其通过滤膜过滤，通过滤膜的气体溶解至15℃下的饱和氯化钠水溶液，作为浸提液的酸性调节剂；将剩余气体干燥回收，将其和氧气共同通入1200℃的灼烧窑进行灼烧，其中气体停留时间3s；
3）向稀土富集液中加入草酸进行沉淀，过滤，洗涤，将其放入灼烧窑中进行灼烧，温度为1100℃，直至形成相应的氧化物，包装，即得相应的稀土产品；
4）同时对步骤1）中烘干的滤渣放入灼烧窑中进行灼烧，其中灼烧窑中的温度为1300℃，在灼烧过程中不断向窑中通入氧气，直至形成氧化物，再向其中加入浸提液进行浸提，与步骤1）中的浸提液混合，萃取，灼烧即得相应的稀土产品；其中氧化物与浸提液的体积之比为1:4；
其中，萃取剂为有机物α。
其中，对无组织气体过滤的方法为：无组织气体通过的滤膜为改性气体过滤膜，选用改性壳聚糖纤维膜作为气体滤膜的支撑骨架，改性气凝胶作为气体过滤的主要过滤主体；其中改性气凝胶的厚度为1mm。
其中，改性壳聚糖纤维膜的制备方法为：
1）取正辛基三乙氧基硅烷3份放入反应器中，加入二甲基亚砜溶液，后加入二甲苯乙酸硅2份，以4℃/min的速率升温至150℃，保温反应3h，得中间产物a；
2）向中间产物a中加入(三甲基硅基)乙酸乙酯5份放入反应器中，加入乙醇溶液，以4℃/min的速率升温至130℃，在升温时同时开启冷凝回流装置，保温反应4h，得中间产物b；
3）将壳聚糖纤维膜和中间产物b按照质量之比为4：3的比例放入改性池中，向其中加入乙酸乙酯溶液，以1℃/min的速率升温至35℃，保温浸泡6h，即得。
其中，气凝胶的改性工艺为：
1）对气凝胶进行切割，切割为厚度为1mm的气凝胶膜，清洗后备用；
2）将切割后的气凝胶和中间产物a按照质量之比为2：3的比例放入改性池中，向其中加入丙酮溶液，以1.5℃/min的速率升温至50℃，保温浸泡5h，即得。
经过滤后的无组织气体的回收处理工艺为：将通过滤膜的气体溶解至15℃下的饱和氯化钠水溶液，作为浸提液中的酸性调节剂；对剩余气体干燥回收，将其和氧气共同通入1200℃的灼烧窑进行灼烧，其中气体停留时间4s。
其中，稀土富集液中包括Tm、Yb、Nd、Sm、Gd元素。
产生的稀土废料的回收工艺为：
1）取浸提后的废渣粉碎、向其中加入盐酸浸泡12h，过滤收集滤液；
2）向滤液中同时加入盐酸和石灰水调节pH为1.7于70℃沉淀，静置12h后过滤，回收滤液a和滤渣b；
3）洗涤上述步骤制成的滤渣b，放入灼烧窑中进行灼烧，温度为1100℃，直至形成相应的金属氧化物；
4）向滤液a中加入萃取剂P507萃取7次萃取其中的金属元素进行回收。
稀土废液中提取的金属离子包括Fe、Mg、Tm、Yb、Nd、Sm、Gd元素。
对比例1
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中，有机物α的制备方法为：
1）P50725份、P20428份、N23528份、添加剂4份在45℃下混合，备用；
2）将0.05mol/L的盐酸溶液和乙醇溶液按照体积比为1:1混合，备用；
3）将上述步骤1）和步骤2）的混合溶液按照体积比为3:1混合均匀即得。
其余同实施例1。
对比例2
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中，有机物α的制备方法为：
1）磺化P50733份、P20428份、N23528份、添加剂4份在45℃下混合，备用；
2）将0.05mol/L的盐酸溶液和乙醇溶液按照体积比为1:1混合，备用；
3）将上述步骤1）和步骤2）的混合溶液按照体积比为3:1混合均匀即得。
其余同实施例1。
对比例3
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中，有机物α的制备方法为：
1）磺化P50725份、P20428份、N23528份在45℃下混合，备用；
2）将0.05mol/L的盐酸溶液和乙醇溶液按照体积比为1:1混合，备用；
3）将上述步骤1）和步骤2）的混合溶液按照体积比为3:1混合均匀即得。
其余同实施例1。
对比例4
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中，有机物α的制备方法为：
1）磺化P50725份、P20428份、N23528份、添加剂2份在45℃下混合，备用；
2）将0.05mol/L的盐酸溶液和乙醇溶液按照体积比为1:1混合，备用；
3）将上述步骤1）和步骤2）的混合溶液按照体积比为3:1混合均匀即得。
其余同实施例1。
对比例5
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中，有机物α的制备方法为：
1）磺化P50725份、P20428份、N23528份、添加剂4份在45℃下混合，备用；
2）将0.05mol/L的盐酸溶液和乙醇溶液按照体积比为1:1混合，备用；
3）将上述步骤1）和步骤2）的混合溶液按照体积比为1:1混合均匀即得。
其余同实施例1。
对比例6
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中，磺化P507的制备方法为：
取P50718份放入反应釜中，向其中加入发烟硫酸23份，升温至110℃，压力为1.2MPa，保温反应4.5h，即得。
其余同实施例1。
对比例7
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中，磺化P507的制备方法为：
取P50718份放入反应釜中，向其中加入发烟硫酸23份，升温至130℃，压力为0.9MPa，保温反应4.5h，即得。
其余同实施例1。
对比例8
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中，添加剂的制备方法为：
1）将乙酰丙酮8份，（3,3-二乙氧基丙基）磷酸二乙酯6份放入反应器中，加入乙醇溶液，以3℃/min的速率升温至128℃，在升温时同时开启冷凝回流装置，保温反应3.5h，得产物a；
2）取产物a4份，4-甲氧基苯基磷酸二乙酯5份，加入丙酮溶液，以2.5℃/min的速率升温至90℃，在升温时同时开启冷凝回流装置，保温反应5.5h，即得产物b；
3）将产物b加入二氯甲烷溶液，升温至80℃，以16滴/min的速率滴加入2-碘酰基苯甲酸2份，升温至120℃，保温反应4h，即得产物c；
4）向产物c中加入饱和氢氟酸溶液1.5份，混合均匀即得。
其余同实施例1。
对比例9
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中，添加剂的制备方法为：
1）将乙酰丙酮5份，（3,3-二乙氧基丙基）磷酸二乙酯6份放入反应器中，加入乙醇溶液，以6℃/min的速率升温至128℃，在升温时同时开启冷凝回流装置，保温反应3.5h，得产物a；
2）取产物a4份，4-甲氧基苯基磷酸二乙酯5份，加入丙酮溶液，以2.5℃/min的速率升温至90℃，在升温时同时开启冷凝回流装置，保温反应5.5h，即得产物b；
3）将产物b加入二氯甲烷溶液，升温至80℃，以16滴/min的速率滴加入2-碘酰基苯甲酸2份，升温至120℃，保温反应4h，即得产物c；
4）向产物c中加入饱和氢氟酸溶液1.5份，混合均匀即得。
其余同实施例1。
对比例10
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中，添加剂的制备方法为：
1）将乙酰丙酮5份，（3,3-二乙氧基丙基）磷酸二乙酯6份放入反应器中，加入乙醇溶液，以3℃/min的速率升温至128℃，在升温时同时开启冷凝回流装置，保温反应3.5h，得产物a；
2）取产物a2份，4-甲氧基苯基磷酸二乙酯5份，加入丙酮溶液，以2.5℃/min的速率升温至90℃，在升温时同时开启冷凝回流装置，保温反应5.5h，即得产物b；
3）将产物b加入二氯甲烷溶液，升温至80℃，以16滴/min的速率滴加入2-碘酰基苯甲酸2份，升温至120℃，保温反应4h，即得产物c；
4）向产物c中加入饱和氢氟酸溶液1.5份，混合均匀即得。
其余同实施例1。
对比例11
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中，添加剂的制备方法为：
1）将乙酰丙酮5份，（3,3-二乙氧基丙基）磷酸二乙酯6份放入反应器中，加入乙醇溶液，以3℃/min的速率升温至128℃，在升温时同时开启冷凝回流装置，保温反应3.5h，得产物a；
2）取产物a4份，4-甲氧基苯基磷酸二乙酯8份，加入丙酮溶液，以2.5℃/min的速率升温至90℃，在升温时同时开启冷凝回流装置，保温反应5.5h，即得产物b；
3）将产物b加入二氯甲烷溶液，升温至80℃，以16滴/min的速率滴加入2-碘酰基苯甲酸2份，升温至120℃，保温反应4h，即得产物c；
4）向产物c中加入饱和氢氟酸溶液1.5份，混合均匀即得。
其余同实施例1。
对比例12
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中，添加剂的制备方法为：
1）将乙酰丙酮5份，（3,3-二乙氧基丙基）磷酸二乙酯6份放入反应器中，加入乙醇溶液，以3℃/min的速率升温至128℃，在升温时同时开启冷凝回流装置，保温反应3.5h，得产物a；
2）取产物a4份，4-甲氧基苯基磷酸二乙酯5份，加入丙酮溶液，以2.5℃/min的速率升温至100℃，在升温时同时开启冷凝回流装置，保温反应5.5h，即得产物b；
3）将产物b加入二氯甲烷溶液，升温至80℃，以16滴/min的速率滴加入2-碘酰基苯甲酸2份，升温至120℃，保温反应4h，即得产物c；
4）向产物c中加入饱和氢氟酸溶液1.5份，混合均匀即得。
其余同实施例1。
对比例13
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中，添加剂的制备方法为：
1）将乙酰丙酮5份，（3,3-二乙氧基丙基）磷酸二乙酯6份放入反应器中，加入乙醇溶液，以3℃/min的速率升温至128℃，在升温时同时开启冷凝回流装置，保温反应3.5h，得产物a；
2）取产物a4份，4-甲氧基苯基磷酸二乙酯5份，加入丙酮溶液，以2.5℃/min的速率升温至90℃，在升温时同时开启冷凝回流装置，保温反应5.5h，即得产物b；
3）将产物b加入二氯甲烷溶液，加入2-碘酰基苯甲酸2份，升温至120℃，保温反应4h，即得产物c；
4）向产物c中加入饱和氢氟酸溶液1.5份，混合均匀即得。
其余同实施例1。
对比例14
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中，添加剂的制备方法为：
1）将乙酰丙酮5份放入反应器中，加入（3,3-二乙氧基丙基）磷酸二乙酯6份，4-甲氧基苯基磷酸二乙酯5份，2-碘酰基苯甲酸2份，饱和氢氟酸溶液1.5份，加入乙醇溶液，以3℃/min的速率升温至128℃，在升温时同时开启冷凝回流装置，保温反应12h，即得。
其余同实施例1。
对比例15
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中稀土矿的萃取冶炼的环保工艺中的步骤1）为：
1）对稀土矿进行粉碎，粉碎后先采用磁选法选出铁精矿，再将剩下的稀土矿放入浸提池中进行浸提，向其中加入浸提液，在常温下浸提24h，在浸提过程中同时加入微波振荡辅助浸提，浸提完成后对其进行过滤处理，收集滤液和滤渣，将滤渣烘干，备用；
其余同实施例1。
对比例16
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中稀土矿的萃取冶炼的环保工艺中的步骤2）为：
2）向滤液中加入萃取剂进行萃取有效成分，在萃取的过程中，保证萃取的温度保持在30℃，对其进行3次萃取，将萃取三次后的萃取液进行合并，浓缩富集，得稀土富集液，其中，萃取剂与稀土富集液的体积比为2:1，在萃取过程中会产生无组织气体，收集无组织气体，将其通过滤膜过滤，通过滤膜的气体溶解至15℃下的饱和氯化钠水溶液，作为浸提液的酸性调节剂；将剩余气体干燥回收，将其和氧气共同通入1200℃的灼烧窑进行灼烧，其中气体停留时间3s；
其余同实施例1。
对比例17
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中稀土矿的萃取冶炼的环保工艺中的步骤3）为：
3）向稀土富集液中加入草酸进行沉淀，过滤，洗涤，将其放入灼烧窑中进行灼烧，温度为850℃，直至形成相应的氧化物，包装，即得相应的稀土产品；
其中，萃取剂为有机物α。
其余同实施例1。
对比例18
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中稀土矿的萃取冶炼的环保工艺中的步骤4）为：
4）同时对步骤1）中烘干的滤渣放入灼烧窑中进行灼烧，其中灼烧窑中的温度为1300℃，在灼烧过程中不断向窑中通入氧气，直至形成氧化物，再向其中加入浸提液进行浸提，与步骤1）中的浸提液混合，萃取，灼烧即得相应的稀土产品；其中氧化物与浸提液的体积之比为1:2；
其中，萃取剂为有机物α。
其余同实施例1。
对比例19
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中，浸提液为：
浓盐酸25份，饱和氯化钠溶液17份，升温混合均匀，后加入高氯酸4份后，加入酸性调节剂调节pH为3.2，混合即得。
其余同实施例1。
对比例20
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中，浸提液为:
浓盐酸33份，饱和氯化钠溶液13份，升温混合均匀，后加入高氯酸4份后，加入酸性调节剂调节pH为3.2，混合即得。
其余同实施例1。
对比例21
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中，浸提液为：
浓盐酸33份，饱和氯化钠溶液17份，升温混合均匀，后加入高氯酸4份后，加入酸性调节剂调节pH为4.2，混合即得。
其余同实施例1。
对比例22
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中，浸提液为：
浓盐酸33份，饱和氯化钠溶液17份，加入酸性调节剂调节pH为3.2，混合即得。
其余同实施例1。
对比例23
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中，浸提液为：
浓盐酸33份，饱和氯化钠溶液17份，后加入高氯酸4份后，升温混合均匀即得。
其余同实施例1。
对比例24
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中，滤膜的制备方法：选用壳聚糖纤维膜作为气体滤膜的支撑骨架，改性气凝胶作为气体过滤的主要过滤主体；其中气凝胶的厚度为1.5mm。
其余同实施例1。
对比例25
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中，滤膜的制备方法：选用改性壳聚糖纤维膜作为气体滤膜的支撑骨架，同时气凝胶作为气体过滤的主要过滤主体；其中气凝胶的厚度为1.5mm。
其余同实施例1。
对比例26
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中，改性壳聚糖纤维膜的制备方法为：
1）取正辛基三乙氧基硅烷2份放入反应器中，加入二甲基亚砜溶液，后加入二甲苯乙酸硅2.5份，以3.5℃/min的速率升温至150℃，保温反应3h，得中间产物a；
2）向中间产物a中加入(三甲基硅基)乙酸乙酯6份放入反应器中，加入乙醇溶液，以3℃/min的速率升温至130℃，在升温时同时开启冷凝回流装置，保温反应4.5h，得中间产物b；
3）将壳聚糖纤维膜和中间产物b按照质量之比为4：3的比例放入改性池中，向其中加入乙酸乙酯溶液，以1℃/min的速率升温至35℃，保温浸泡6h，即得。
其余同实施例1。
对比例27
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中，改性壳聚糖纤维膜的制备方法为：
1）取正辛基三乙氧基硅烷4份放入反应器中，加入二甲基亚砜溶液，后加入二甲苯乙酸硅2.5份，以5℃/min的速率升温至150℃，保温反应3h，得中间产物a；
2）向中间产物a中加入(三甲基硅基)乙酸乙酯6份放入反应器中，加入乙醇溶液，以3℃/min的速率升温至130℃，在升温时同时开启冷凝回流装置，保温反应4.5h，得中间产物b；
3）将壳聚糖纤维膜和中间产物b按照质量之比为4：3的比例放入改性池中，向其中加入乙酸乙酯溶液，以1℃/min的速率升温至35℃，保温浸泡6h，即得。
其余同实施例1。
对比例28
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中，改性壳聚糖纤维膜的制备方法为：
1）取正辛基三乙氧基硅烷4份放入反应器中，加入二甲基亚砜溶液，后加入二甲苯乙酸硅2.5份，以3.5℃/min的速率升温至150℃，保温反应3h，得中间产物a；
2）向中间产物a中加入(三甲基硅基)乙酸乙酯4份放入反应器中，加入乙醇溶液，以3℃/min的速率升温至130℃，在升温时同时开启冷凝回流装置，保温反应4.5h，得中间产物b；
3）将壳聚糖纤维膜和中间产物b按照质量之比为4：3的比例放入改性池中，向其中加入乙酸乙酯溶液，以1℃/min的速率升温至35℃，保温浸泡6h，即得。
其余同实施例1。
对比例29
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中，改性壳聚糖纤维膜的制备方法为：
1）取正辛基三乙氧基硅烷4份放入反应器中，加入二甲基亚砜溶液，后加入二甲苯乙酸硅2.5份，以3.5℃/min的速率升温至150℃，保温反应3h，得中间产物a；
2）向中间产物a中加入(三甲基硅基)乙酸乙酯6份放入反应器中，加入乙醇溶液，以3℃/min的速率升温至110℃，在升温时同时开启冷凝回流装置，保温反应4.5h，得中间产物b；
3）将壳聚糖纤维膜和中间产物b按照质量之比为4：3的比例放入改性池中，向其中加入乙酸乙酯溶液，以1℃/min的速率升温至35℃，保温浸泡6h，即得。
其余同实施例1。
对比例30
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中，改性壳聚糖纤维膜的制备方法为：
1）取正辛基三乙氧基硅烷4份放入反应器中，加入二甲基亚砜溶液，后加入二甲苯乙酸硅2.5份，以3.5℃/min的速率升温至150℃，保温反应3h，得中间产物a；
2）向中间产物a中加入(三甲基硅基)乙酸乙酯6份放入反应器中，加入乙醇溶液，以3℃/min的速率升温至130℃，在升温时同时开启冷凝回流装置，保温反应4.5h，得中间产物b；
3）将壳聚糖纤维膜和中间产物b按照质量之比为4：3的比例放入改性池中，向其中加入乙酸乙酯溶液，在20℃的溶液中保温浸泡6h，即得。
其余同实施例1。
对比例31
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中，气凝胶的改性工艺为：
1）对气凝胶进行切割，切割为厚度为1.5mm的气凝胶膜，清洗后备用；
2）将切割后的气凝胶和中间产物a按照质量之比为2：3的比例放入改性池中，向其中加入丙酮溶液，常温下浸泡5h，即得。
其余同实施例1。
对比例32
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中，气凝胶的改性工艺为：
1）对气凝胶进行切割，切割为厚度为1.5mm的气凝胶膜，清洗后备用；
2）将切割后的气凝胶和中间产物a按照质量之比为2：1的比例放入改性池中，向其中加入丙酮溶液，以1.5℃/min的速率升温至50℃，保温浸泡5h，即得。
其余同实施例1。
对比例33
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中，过滤膜为普通气体过滤膜，材质为聚酰亚胺。
其余同实施例1。
对比例34
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中，萃取剂为P507试剂。
其余同实施例1。
对比例35
一种挥发性有机物在稀土冶炼中的环保利用工艺。
其中，浸提液为0.5mol/L的稀硫酸。
其余同实施例1。
实验例1稀土元素的浸提率和萃取率
本实验取江西省赣州市龙南县地区产出的龙南县稀土矿，稀土足洞矿区具体位置为龙南县城至汶龙镇237县道中部，向东延伸区域，其中含有SiO2、K2O、Na2O、Fe2O3、MgO、TiO2以及稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y元素。
取同一天开采的稀土矿，按照每种实施例和对比例测试3份等量的稀土，计算得到三次数据，将三次得到的数据进行平均，得到相应的浸提率和萃取率，分别记录于表1和表2，具体检测方法如下：
其中，浸提率的测试方法为：
通过国家标准GB/T18114-2010《稀土精矿化学分析方法》得到稀土矿中稀土元素的总量以及十五个稀土元素氧化物中Sm、Nd、Gd的配分量的质量分数，将通过实施例和对比例得到的稀土富集液通过EDTA滴定检测方法检测富集液中稀土元素的总量；
通过EDTA滴定法测试分析溶液中的稀土元素的浓度，具体计算公式如下：
C=CEDTAV/V样品
式中，C为水相中待测稀土离子浓度/mol•L-1
CEDTA为EDTA标准溶液的浓度/mol•L-1
V为EDTA滴定终点消耗体积/L
V样品为移取待测液的体积/L
得到稀土富集液中总稀土浓度后，通过电感耦合等离子体质谱法检测溶液中Sm、Nd、Gd的元素配分，得到稀土富集液中单一元素的浓度；
所以相关元素浸出率的计算方式为：
ρx（%）=100%×Ci×Cx×Mx×V1/Wx×m0
式中，为x号元素的浸出率/%
Ci为EDTA法测试得到的稀土富集液的稀土浓度/mol•L-1
Cx为稀土富集液中x号元素的质量分数/wt（%）
Mx为第x号元素的摩尔质量/g•mol-1
V1为稀土富集液的体积/L
Wx为稀土矿中第x号元素的质量分数/wt（%）
m0为稀土质量/g
根据上述公式测试出稀土矿中元素的浸出率；
表1稀土元素的浸提率
Figure 796514DEST_PATH_IMAGE001
本实验选取稀土元素中钐、钕、钆三种稀土元素的浸出率进行测试分析。其中实施例1-3的三种元素浸提率远高于其他对比例。对比例15、对比例17-18是对稀土矿的冶炼工艺中做出改变，对比例15降低浸提的温度，对比例17降低灼烧的温度，对比例18改变浸提液与氧化物的体积比，这些导致元素的浸提率降低，三种元素的浸提率在70%左右。对比例19-23是对浸提液的相关配制原料比例做出改变，浸提液中相关成分含量的变化导致稀土元素无法有效从稀土矿中分离出来，所以浸提率降低，三种元素的浸提率仅为80%左右，远低于实施例1-3；对比例35选用0.5mol/L的稀硫酸作为浸提液，稀土元素无法有效与其接触反应浸提出，所以三种元素的浸提率最高仅为64.87%。
其中，萃取率通过如下计算方法得到：
用差减法计算有机相中的稀土浓度，并计算萃取率；
萃取率的具体计算方法为：
E（%）=（P0-Pt）×100%/P0
其中，P0是稀土富集液中稀土元素的初始浓度；
Pt是萃余液中稀土元素的剩余浓度；
溶液中的稀土总浓度通过EDTA滴定法检测得到；
表2稀土萃取率
Figure 716410DEST_PATH_IMAGE002
从表2的数据中可以看出，实施例1-3的萃取率均高于其他对比例；对比例1-14均是对萃取剂的制备工艺做出改变，其中对比例1-5是对萃取剂的配方做出改变，所以稀土元素的萃取率下降，尤其是对比例3因为加入添加剂导致稀土的萃取率大大降低，稀土总量的萃取率分别仅为40.32%。对比例6-7改变了磺化P507的磺化工艺，稀土的萃取率分别为42.36%和43.94%。对比例8-14针对制备添加剂过程中的原料配方和工艺进行改变，导致添加剂的结构成分改变，稀土元素的萃取率低于实施例1-3。对比例16对从稀土矿中提取冶炼稀土元素的工艺中的条件做出改变，所以稀土元素的浸出率或萃取率均有所变化，稀土元素的萃取率仅为38.26%。对比例34选用常见的萃取剂，对比例35选用常见的浸提液，但是无法与本发明中所述的萃取剂和浸提液相配合，导致稀土元素的最高萃取率仅为31.58%，远低于实施例1-3。
实验例2萃取过程中的乳化现象
按照实施例和对比例制备的相关试剂在实验室中取小份进行试验，观察在萃取过程中的现象，按照表3中所划分的相关标准并对其进行评价，具体评价结果记录于表4；
表3萃取过程出现的现象等级评价表
Figure 852993DEST_PATH_IMAGE003
表4萃取现象分离难易
Figure 912085DEST_PATH_IMAGE004
从表3中可以看出，实施例1-3在萃取过程中可快速的分层萃取，无乳化现象，便于萃取，结果评价等级为Ⅰ。对比例1-7是对萃取剂的配方和相关制备工艺做出改变，其中对比例3中未加入添加剂，导致在萃取的过程中发生乳化，增大了萃取的难度。对比例1-2，对比例4-5对萃取液中的配方比例做出改变，萃取剂中的有效成分减少，所以萃取的评价等级降低。对比例6-7对磺化P507试剂的制备工艺做出改变，所以萃取的评价等级仅为Ⅲ。
对比例8-14是对添加剂的制备工艺做出改变，其中，对比例8、对比例10-11、对比例13调整了原料的配方比例，对比例9、对比例12、对比例14改变了相关制备工艺，这些改变导致了添加剂的空间结构发生改变，增大了萃取分离难度。对比例19-23是对浸提液的相关配制工艺改变，导致浸提液中的有效成分变少，同时在萃取过程中极易发生乳化现象，萃取的难度变大。对比例37选用常见的萃取剂，对比例38选用常见的浸提液，但是无法与本发明中所述的萃取剂和浸提液相配合，导致在萃取过程中发生乳化现象且难以分离。
实验例3气体过滤膜的耐酸性
对实施例和对比例制备的气体过滤膜进行耐酸性试验，分别将其放入1mol/L的盐酸溶液、浓盐酸溶液中浸泡3h、100℃下1mol/L盐酸中浸泡2h。经上述处理后对气体滤膜的孔隙率进行测试，同时在测试前测试并记录气体过滤膜的孔隙率；其中气孔损失率的计算方法为：（试验前的气孔率-试验后的气孔率）×100%/试验前的气孔率；将得到的数据记录于表5；
表5气体过滤膜处理后的气孔损失率
Figure 92400DEST_PATH_IMAGE005
从表4中可看出，实施例1-3制备的气体过滤膜在经过1mol/L的盐酸溶液、浓盐酸溶液中浸泡3h、100℃下1mol/L盐酸中浸泡2h等过程处理后，气体过滤膜的孔隙损失率最高仅为7.9%，远低于对比例33。对比例24中甲壳素纤维膜未改性，对比例25中气凝胶未改性，未改性的气体过滤膜无法在酸性的环境下工作，所以气体过滤膜的气孔损失率高达47.1%。对比例26-33是对甲壳素纤维膜的改性工艺和气凝胶的改性工艺和配料比例做出调整改变，导致气体过滤膜的抗酸性下降，气孔损失率的远高于实施例1-3。

Claims (10)

1.一种用于稀土环保萃取剂的挥发性有机物，其特征在于：有机物α的制备方法为：
1）将磺化P50720-30份、P20425-30份、N23525-30份、添加剂3-5份在45℃下混合，备用；
2）将0.05mol/L的盐酸溶液和乙醇溶液按照体积比为1:1的混合备用；
3）将上述步骤1）和步骤2）的混合溶液按照体积比为3:1混合均匀即得。
2.如权利要求1所述的一种用于稀土环保萃取剂的挥发性有机物，其特征在于：磺化P507的制备方法为：
取P50715-20份放入反应釜中，向其中加入发烟硫酸20-25份，升温至130℃，压力为1.2MPa，保温反应4-5h，即得。
3.如权利要求1所述一种用于稀土环保萃取剂的挥发性有机物，其特征在于：添加剂的制备方法为：
1）将乙酰丙酮4-6份，（3,3-二乙氧基丙基）磷酸二乙酯5-7份放入反应器中，加入乙醇溶液，以2-4℃/min的速率升温至125-130℃，在升温时同时开启冷凝回流装置，保温反应3-4h，得产物a；
2）取产物a3-5份，4-甲氧基苯基磷酸二乙酯4-6份，加入丙酮溶液，以2-3℃/min的速率升温至90℃，在升温时同时开启冷凝回流装置，保温反应5-6h，即得产物b；
3）将产物b加入二氯甲烷溶液，升温至80℃，以15-18滴/min的速率滴加入2-碘酰基苯甲酸1-3份，升温至120℃，保温反应4h，即得产物c；
4）向产物c中加入饱和氢氟酸溶液1-2份，混合均匀即得。
4.一种稀土矿的萃取冶炼环保工艺，其特征在于：包括以下步骤：
1）对稀土矿进行粉碎，粉碎后先采用磁选法选出铁精矿，再将剩下的稀土矿放入浸提池中进行浸提，向其中加入浸提液，在72-75℃下浸提24h，在浸提过程中同时加入微波振荡辅助浸提，浸提完成后对其进行过滤处理，收集滤液和滤渣，将滤渣晾干，备用；
2）向滤液中加入萃取剂进行萃取有效成分，在萃取的过程中，保证萃取的温度保持在25-35℃，对其进行3次萃取，将萃取三次后的萃取液进行合并，浓缩富集，得稀土富集液，其中，萃取剂与稀土富集液的体积比为3:1，在萃取过程中会产生无组织气体，收集无组织气体，将其通过滤膜过滤，通过滤膜的气体溶解至15℃下的饱和氯化钠水溶液，作为浸提液的酸性调节剂；将剩余气体干燥回收，将其和氧气共同通入1200℃的灼烧窑进行灼烧，其中气体停留时间3-4s；
3）向稀土富集液中加入草酸进行沉淀，过滤，洗涤，将其放入灼烧窑中进行灼烧，温度为1100℃，直至形成相应的氧化物，包装，即得相应的稀土产品；
4）同时对步骤1）中烘干的滤渣放入灼烧窑中进行灼烧，其中灼烧窑中的温度为1300℃，在灼烧过程中不断向窑中通入氧气，直至形成氧化物，再向其中加入浸提液进行浸提，与步骤1）中的浸提液混合，萃取，灼烧即得相应的稀土产品；其中氧化物与浸提液的体积之比为1:4；
其中，浸提液为：浓盐酸30-35份，饱和氯化钠溶液15-18份，升温混合均匀，后加入高氯酸2-5份后，加入酸性调节剂调节pH为3.1-3.4，混合即得；
其中，萃取剂为有机物α。
5.如权利要求4所述的一种稀土矿的萃取冶炼环保工艺，其特征在于：无组织气体通过的滤膜为改性气体过滤膜，选用改性壳聚糖纤维膜作为气体滤膜的支撑骨架，改性气凝胶作为气体过滤的主要过滤主体；其中改性气凝胶的厚度为1mm-2mm。
6.如权利要求5所述的一种稀土矿的萃取冶炼环保工艺，其特征在于：改性壳聚糖纤维膜的制备方法为：
1）取正辛基三乙氧基硅烷3-5份放入反应器中，加入二甲基亚砜溶液，后加入二甲苯乙酸硅2-3份，以3-4℃/min的速率升温至150℃，保温反应3h，得中间产物a；
2）向中间产物a中加入(三甲基硅基)乙酸乙酯5-7份放入反应器中，加入乙醇溶液，以2-4℃/min的速率升温至130℃，在升温时同时开启冷凝回流装置，保温反应4-5h，得中间产物b；
3）将壳聚糖纤维膜和中间产物b按照质量之比为4：3的比例放入改性池中，向其中加入乙酸乙酯溶液，以1℃/min的速率升温至35℃，保温浸泡6h，即得。
7.如权利要求5或6所述的一种稀土矿的萃取冶炼环保工艺，其特征在于：其中，气凝胶的改性工艺为：
1）对气凝胶进行切割，切割为厚度为1mm-2mm的气凝胶膜，清洗后备用；
2）将切割后的气凝胶和中间产物a按照质量之比为2：3的比例放入改性池中，向其中加入丙酮溶液，以1.5℃/min的速率升温至50℃，保温浸泡5h，即得。
8.如权利要求4所述的一种稀土矿的萃取冶炼环保工艺，其特征在于：稀土富集液中包括Tm、Yb、Nd、Sm、Gd的一种或几种元素。
9.如权利要求4所述的一种稀土矿的萃取冶炼环保工艺，其特征在于：产生的稀土废料的回收工艺为：
1）取浸提后的废渣粉碎、向其中加入盐酸80℃下浸泡12h，过滤收集滤液；
2）向稀土废液和步骤1）的滤液中同时加入盐酸和石灰水调节pH为1.7-4.3于70℃沉淀静置12h后过滤，回收滤液a和滤渣b；
3）洗涤上述步骤制成的滤渣b，放入灼烧窑中进行灼烧，温度为1100℃，直至形成相应的金属氧化物；
4）向滤液a中加入萃取剂P507萃取7次萃取回收其中的金属元素。
10.如权利要求12中所述的一种稀土矿的萃取冶炼环保工艺，其特征在于：稀土废液中提取的金属离子包括Fe、Mg、Tm、Yb、Nd、Sm、Gd的一种或几种元素。
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