Способ разделения иттрия и церия

Изобретение относится к металлургии, а именно к технологии переработки руд и концентратов, содержащих редкоземельные металлы. Изобретение может быть использовано в технологии получения редкоземельных металлов из эвдиалитовых и лопаритовых концентратов, например, при разделении редкоземельных металлов. Способ разделения иттрия и церия (3+) из кислых растворов включает экстракцию катионов этих металлов раствором нафтеновой кислоты в о-ксилоле. При этом экстракцию проводят с введением в исходный раствор хлорида калия до его концентрации 0,1-0,2 моль/л. Техническим результатом является повышение коэффициента разделения. 3 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к технологии переработки руд и концентратов, содержащих редкоземельные металлы. Изобретение может быть использовано в технологии получения редкоземельных металлов из эвдиалитовых и лопаритовых концентратов.

Известные способы разделения редкоземельных металлов (по патенту РФ №2145980) (в том числе иттрия и церия) жидкостной экстракцией предусматривают использование дорогостоящих реагентов: экстрагентов и высаливателей, и, тем не менее, не дают достаточно высоких коэффициентов разделения.

За прототип нами принят способ экстрагирования редкоземельных металлов, описанный в книге Михайличенко А.И. и др. Редкоземельные металлы, М.: Металлургия, 1987, c.68-71, в котором описано извлечение редкоземельных металлов карбоновыми кислотами и указывается о разделения иттрия (III) и церия (III).

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности разделения иттрия (III) и церия (III). Предлагается способ разделения иттрия и церия (3+) из кислых растворов, включающий экстракцию катионов этих металлов раствором карбоновой кислоты, отличающийся тем, что в качестве раствора карбоновой кислоты используют раствор нафтеновой кислоты в о-ксилоле, и экстракцию проводят с введением в исходный раствор хлорида калия до его концентрации 0,1-0,2 моль/л.

Предложенный способ дает более высокий коэффициент разделения иттрия и церия, что позволяет снизить материальные затраты, с одной стороны, и улучшить технологические показатели процесса, с другой стороны.

Способ поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема экстракции иттрия и церия, на фиг.2 - зависимость коэффициента разделения от концентрации хлорида калия (растворитель - о-ксилол), на фиг.3 - то же, что и на фиг.2, но с использованием додекана в качестве растворителя органической фазы.

Способ осуществляется следующим образом.

При рН 5±0,2 проводится жидкостная экстракция. В качестве экстрагента используется 0,5 н. раствор дистиллированной нафтеновой кислоты в о-ксилоле. Нафтеновая кислота получена перегонкой технического асидола-1. Средняя молярная масса исследованной фракции нафтеновой кислоты составила 226 г/моль, концентрация 4,4 моль/л. Элементарным анализом установлена средняя формула кислоты С13Н27СООН. Средняя константа диссоциации характеризовалась величиной pKd=5.1.

Водная фаза содержит иттрий и церий в количествах от 10-3 до 1 моль/л. В данный раствор перед экстракцией вводится добавка KCl до концентрации 0,1-0,3 моль/л.

Фазы перемешивались на магнитной мешалке в течение 2-2,5 часов. Разделение фаз выполнялось на делительной воронке; продолжительность расслаивания составляла 2-3 часа. Величину рН регулировали гидроксидом натрия или соляной кислотой. Суммарную концентрацию металлов (как церия и иттрия) в равновесной водной фазе и в исходном растворе определяли фотометрическим методом на фотоколориметре КФК-3 с индикатором арсеназо III в ацетатном буферном растворе с рН 3 при длине волны 660 нм. Концентрацию иттрия и церия в отдельности определяли с помощью рентгенофлюорисцентного спектрометра "Spectroscan U", а затем сверяли баланс. Содержание хлорид-иона определяли методом титрования раствором нитрата ртути.

Таблица 1.
Зависимость коэффициента разделения от концентрации вводимого KCl (растворитель-додекан) при рН 4,98±0,06
СKCl, МDCeDYKY/Ce
1051,0581,81,602351
20,003717,1336,52,130765
30,0073210,4130,52,929875
40,0142917,2337,52,176436
50,0209323,2444,91,932014
60,0333326,41511,931087
70,0391335,66581,626472
80,0538,5171,21,84887
90,07323,8548,312,54545
100,20932,2124,711,17647
110,39131129,52,681818
120,620,237,61,861386

Экспериментальное значение коэффициента распределения D вычислялось по обычной формуле: причем где Сorg - равновесная концентрация иттрия в органической фазе, моль/кг; Caq - концентрация РЗМ в равновесной водной фазе, моль/кг; С0 - исходное содержание РЗМ в водной фазе, моль/кг; maq/morg - соотношение масс водной и органической фаз, которое составляло в опытах 40:2,6 при плотности органической фазы 0,86±0,01 г/см3.

Коэффициент разделения металлов рассчитывался по формуле:

Таблица 2.
Зависимость коэффициента разделения от концентрации вводимого KCl (растворитель-о-ксилол) при рН 4,98±0,06
С (KCl), МD (Ce)D (Y)K (Y/Ce)
1060,992,81,52381
20,003721,448,92,285047
30,0073214,2382,676056
40,0142917,440,12,304598
50,020932753,11,966667
60,039133174,52,403226
70,0539,380,82,05598
80,07327,165,79,253521
90,2093439,99,975
100,39139,845,24,612245
110,624,759,12,392713

Добавка 0,1-0,3 моль/л хлорида калия в качестве высаливателя приводит к снижению коэффициента распределения у Y в меньшей степени, чем у Се. Что значительно увеличивает, как видно из приведенной таблицы, коэффициент их разделения. Добавка большего или меньшего количества KCl не приводит к увеличению коэффициента разделения.

Таким образом, в заявляемом способе достигается высокий коэффициент разделения, что способствует повышению производительности процесса за счет уменьшения числа экстракционных циклов.

Способ разделения иттрия и церия (3+) из кислых растворов, включающий экстракцию катионов этих металлов раствором карбоновой кислоты, отличающийся тем, что в качестве раствора карбоновой кислоты используют раствор нафтеновой кислоты в о-ксилоле, и экстракцию проводят с введением в исходный раствор хлорида калия до его концентрации 0,1-0,2 моль/л.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к новым агентам экстракции иона редкоземельного металла, содержащим фосфонамидное соединение, представленное общей формулой [1] (где R1 является арильной группой, аралкильной группой, при условии, что каждая группа может иметь заместитель, выбранный из алкоксигрупп; R 2 является алкильной группой, алкенильной группой, арильной группой, аралкильной группой, при условии, что каждая группа может иметь заместитель, выбранный из алкильных групп, алкоксигрупп; R3 является атомом водорода, арильной группой, аралкильной группой, при условии, что каждая группа может иметь заместитель, выбранный из алкильных групп, алкоксигрупп, атомов галогенов; и два R3 могут быть объединены с образованием алкиленовой группы).

Изобретение относится к технологии извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса, получаемого при сернокислотной переработке апатитового концентрата на минеральные удобрения.

Изобретение относится к области гидрометаллургии, в частности к технологии извлечения редких и редкоземельных металлов из природного органического сырья - углей и продуктов его сжигания - золошлаковых отходов.

Изобретение относится к технологии выделения редкоземельных элементов (РЗЭ) при комплексной переработке минерального сырья, преимущественно гидрохлоридной технологии эвдиалитового концентрата.

Изобретение относится к гидрометаллургической переработке рудных концентратов. .

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов. .

Изобретение относится к области металлургии и, в частности, к применяемым в цветной металлургии гидрохимическим способам комплексной переработки многокомпонентных, полиметаллических отходов с извлечением ценных компонентов и получением различных товарных продуктов.
Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к извлечению оксида скандия из отходов производства при переработке бокситов на глинозем. .

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано для обезвреживания и дезактивации радиоактивных промпродуктов и/или отходов производства, содержащих Th-232 и дочерние продукты его распада (Ra-228, Ra-224), а также РЗЭ, Fe, Сг, Mn, Al, Ti, Zr, Nb, Та, Са, Mg, Na, К и др.

Изобретение относится к металлургии, а именно к переработке отходов глиноземного производства. .
Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано для извлечения, очистки и концентрирования индия при переработке растворов выщелачивания индийсодержащих отходов и концентратов, например из цинковых сульфатных растворов.

Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов и процессам получения солей кобальта и может быть использовано для экстракционной переработки различных кобальтсодержащих продуктов.
Изобретение относится к технологии редких и радиоактивных элементов; решает техническую задачу разложения монацита

Изобретение относится к области металлургии, в частности гидрометаллургическим способам переработки и дезактивации радиоактивных отходов редкометального производства

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может применяться для получения концентратов редких и редкоземельных элементов из зольных уносов тепловых электростанций
Изобретение относится к способам выделения редкоземельных элементов (РЗЭ) из фосфатных концентратов, полученных, например, при азотно-кислотной переработке апатита

Изобретение относится к металлургии редких металлов, а именно к способам получения микрокристаллических высокочистых порошков иттрия
Наверх