用于稀土元素回收的膜辅助溶剂萃取.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107851471A(43)申请公布日2018.03.27(21)申请号201680044436.8(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司720(22)申请日2016.04.1901代理人李志强黄念(30)优先权数据14/7249852015.05.29US(51)Int.Cl.G21F9/12(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日B01D39/16(2006.01)2018.01.29B01D63/02(2006.01)(86)PCT国际申请的申请数据PCT/US2016/0282232016.04.19(87)PCT国际申请的公布数据WO2016/195831EN2016.12.08(71)申请人UT-巴特勒有限公司地址美国田纳西州(72)发明人R.R.巴夫D.金E.S.彼得森权利要求书2页说明书7页附图8页(54)发明名称用于稀土元素回收的膜辅助溶剂萃取(57)摘要提供用于回收稀土元素的系统和方法。这种系统和方法通常包括使用在中空纤维的孔内具有固定化有机相的渗透性中空纤维的膜辅助溶剂萃取。渗透性中空纤维通常在其一侧与酸性含水进料接触，和在其另一侧与反萃取溶液接触。这种系统和方法通常包括作为连续回收过程的同时萃取和反萃取稀土元素，该连续回收过程非常适合于消费后产品、报废产品及其他稀土元素回收来源。CN107851471ACN107851471A权利要求书1/2页1.一种用于回收稀土元素的方法，该方法包括：提供包括内腔侧和外壳侧和包含在其孔内的固定化有机相的多根中空纤维；沿着所述多根中空纤维的内腔侧或外壳侧中的一侧引导连续流量的包含稀土元素的含水进料溶液；沿着所述多根中空纤维的内腔侧或外壳侧中的另一侧引导连续流量的反萃取溶液；其中所述有机相包含萃取剂和有机溶剂，和稀土元素以连续过程自进料溶液萃取和自有机相反萃取，使得所述有机相中稀土元素的浓度跨中空纤维的厚度减小。2.权利要求1的方法，进一步包括向所述进料溶液添加萃取剂，以保持所述有机相中期望的萃取剂浓度。3.权利要求1的方法，其中所述萃取剂选自四辛基二甘醇酰胺、三烷基氧化膦、2-乙基己基膦酸单-2-乙基己酯、氨基甲酰基磷酰氧化物或仲辛基苯氧基乙酸。4.权利要求1的方法，其中所述有机溶剂包括磷酸三丁酯、异链烷烃、二甲苯、己烷、辛醇或煤油。5.权利要求1的方法，其中所述有机相包含分别以比率3:4:3存在的四辛基二甘醇酰胺、磷酸三丁酯和异链烷烃。6.权利要求1的方法，其中多根渗透性纤维自亲水性材料形成。7.权利要求1的方法，其中所述进料溶液包含相对于所述反萃取溶液的压力差。8.一种纤维束组件，其包含：包括限定其间膜厚度的进料界面和反萃取界面的多根中空纤维，所述多根中空纤维用包含萃取剂和有机溶剂的有机相润湿，其中所述有机相适合于在所述进料界面自移动的进料溶液萃取稀土元素，所述稀土元素用于通过在所述反萃取界面移动的反萃取溶液进行反萃取，使得所述稀土元素的浓度从所述进料界面到所述反萃取界面减小。9.权利要求8的纤维束组件，其中所述多根中空纤维选自聚丙烯、聚乙烯、聚偏二氟乙烯、聚砜、聚醚砜和聚醚醚酮。10.权利要求8的纤维束组件，其中所述多根中空纤维包含约0.01微米-1.0微米之间的平均孔径。11.权利要求8的纤维束组件，其中所述多根中空纤维限定平均内径在.25mm-1mm之间，包括端值。12.权利要求8的纤维束组件，其中所述多根中空纤维限定平均外径在0.1mm-1.0mm之间，包括端值。13.权利要求8的纤维束组件，其中多根中空渗透性纤维在其相应末端连接于第一和第二管板。14.一种用于膜辅助溶剂萃取的系统，其包含：含有进料溶液的进料储液器；含有反萃取溶液的反萃取储液器；和与所述进料储液器和所述反萃取储液器流体连通的模块，所述模块包含多根中空纤维，所述多根中空纤维中的每一根包括进料界面、反萃取界面和其间的固定化有机相，其中所述固定化有机相适合于在所述进料界面自进料溶液连续萃取稀土元素，所述稀土元素用于转移至反萃取界面并通过反萃取溶液进行反萃取。2CN107851471A权利要求书2/2页15.权利要求14的系统，其中所述进料溶液包含添加的萃取剂，以抵消损失到所述反萃取溶液的任何萃取剂。16.权利要求14的系统，其中所述萃取剂选自四辛基二甘醇酰胺、三烷基氧化膦、2-乙基己基膦酸单-2-乙基己酯、氨基甲酰基磷酰氧化物和仲辛基苯氧基乙酸。17.权利要求14的系统，其中所述有机溶剂选自磷酸三丁酯、异链烷烃、二甲苯、己烷、辛醇或煤油。18.一种用于自进料溶液向反萃取溶液转移稀土元素的模块，所述模块包含：包括疏水性纤维和亲水性纤维的多根中空纤维，其中所述疏水性纤维限定所述进料溶液的通道和所述亲水