北京大学化学系徐光宪、李标国教授的串级萃取理论，对中国稀土工业的发展起着极大的推进作用，他们的这一研究成果，促使中国的稀土分离技术，处于世界领先水平。

实际生产甲，串级萃取理论计算流量与实际流量有一定的偏差。我们在实验基础上分析了造成这一偏差的重要原因，在于串级萃取理论在计算有机相流量时的一个“假定”。本文将围绕这一“假定”作一些初步的探讨。

1 一个“假定”

串级萃取理论计算有机相流量时有一个人为的“假定”，即有机相饱和稀土浓度=有机相皂化度/3。

事实上，有机相皂化度只是决定有机相饱和稀土浓度的一个重要因素，但不是唯一的因素。有机相饱和稀土浓度除与有机相皂化度有关外，还与槽体平衡酸度、槽体平衡稀土浓度、混合相比等有关。

串级萃取理论有机相流量的计算公式为：

式中：M_F为进料量；S为萃取量。当然，还必须对皂化有机相引进氨水量进行校正，限于编幅不续赘。

前一个等式不存在问题，但后一个等式由于人为引进了一个“假定”，使计算值与实际值产生了偏差。

2 测定数据和基本结论

我们曾对小龙稀土冶炼厂P507—HCl体系La/CePr/Nd槽体有机相稀土浓度进行了测定，结果如下：

其中，第2~78级有机相平均稀土浓度达0.197M, 这个值比“假定”值0.18M 大了许多。

有机相的皂化过程就是NH₄⁺取代有机相中H⁺的过程，皂化有机相实际上由(NH₄A + HA)两部分所组成。有机相被稀土饱和时，不仅其中的NH₄⁺被RE³⁺所取代，而且有一部分H⁺亦被RE³⁺所取代，产生“过饱和现象”。串级萃取理论的偏差也就在这里。

3 三组实验

我们在上述发现的基础上，对有机相饱和稀土的能力作了进一步的探讨。

a.空白有机相萃稀土能力与料液稀土浓度的关系：取空白有机相l0ml, 一定稀土浓度料液10ml, 充分振荡5分钟后，结果如图 1所示。从实验结果看，有机相中的稀土浓度随枓液稀土浓度的升高而升高。

b.空白有机相莘稀土能力与相比的关系：取空白有机相10ml，在料液稀土总量一定的条件下，改变料液体积和浓度（即改变水相与有机相相比），测得结果如图 2。

从实验结果看，体系偏离等相比体系(即混合相比等于1)越大，有机相中稀土浓度也越大。

c.有机相稀土浓度实际值和计算值的偏差（△)与皂化度的关系：取1.166M料液10ml，一定皂化度有机相10ml，充分振荡。

从实验结果看，有机相稀土浓度实际值和计算值的偏差，总体上随有机相皂化度的增大而减小。这是因为，皂化度越高，有机相稀土浓度也越高，这在一定程度上抑制了RE³⁺迸一步取代有机相中部分H⁺的反应。

4 结论

a.有机相饱和稀土浓度(CS)≠ 串级萃取理论计算流量时“假定” 有一定的局限性。

b.有机相萃取稀土的能力除与有机相的皂化度有关外，还与槽体稀土浓度、混合相比、槽体酸度等有关。

c.视具体情况，对串级萃取理论有机相流量计算这一“假定”，进行修正是必要的。从实验数据看，对于La/CePr/Nd轻稀土分离(P507—HCl体系，有机相皂化度为0.54N), 我们认为CS取0.197M是适宜的，有机相流量也作相应的调整。