Способ извлечения церия

Авторы патента:

Стоянова Ольга Федоровна (RU)

Шкутина Ирина Викторовна (RU)

Шихалиев Хидмет Сафарович (RU)

Потапов Андрей Юрьевич (RU)

Селеменев Владимир Федорович (RU)

C22B59/00 - Получение редкоземельных металлов

C22B3/26 - экстракцией жидкости жидкостью с использованием органических соединений

Владельцы патента RU 2530081:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ВГУ") (RU)

Изобретение относится к способам извлечения церия(IV) из сульфатных растворов методом экстракции и может быть использовано для концентрирования церия(IV) из руд, производственных растворов сложного солевого состава и в аналитических целях. Экстракцию ведут из 0,5-2,0 М сульфатного раствора 0,32%-ным раствором 2-метил-8,9-дигидро[1,2,4]триазоло[1,5-α]хиназолин-6(7H)-она, растворенного в метиленхлориде. Время контакта фаз составляет 15 мин. После расслоения органическую фазу отделяют и проводят реэкстракцию. Технический результат заключается в проведении процесса в более мягких условиях, не используя концентрированные растворы кислот, и увеличении выхода церия. 1 ил., 2 пр.

В качестве экстрагентов для извлечения церия применяют нафтеновые кислоты (RU 2320738, C22B 59/00), трибутилфосфат (RU 2293134, C22B 59/00).

При экстракции церия нафтеновой кислотой, растворенной в декане, выход металла составляет 73,5% (Девяткин П.М. Экстракция церия нафтеновыми кислотами // Вестник МГТУ, 2007. - Т.10, №4. - С.617-620).

Для извлечения церия трибутилфосфатом требуется предварительное окисление церия до четырехвалентного состояния для удовлетворительного отделения его от других лантаноидов. Недостатком применения трибутилфосфата в качестве экстрагента является дороговизна метода, использование агрессивных концентрированных растворов кислот, длительность и многостадийность процессов экстракции и реэкстракции (Скорик Н.А. Об экстракции четырехвалентного церия из азотнокислых растворов трибутилфосфатом/ Н.А. Скорик, А.Г. Сакович, И.В. Котлярова // Журн. неорг. химии, 1980. - Т.25, №10. - С.2775-2778).

Известен способ извлечения редкоземельных элементов (РЗЭ) из фосфогипса, включающий обработку фосфогипса раствором серной кислоты, фильтрацию и выделение из полученного раствора суммы РЗЭ (Пушкина Г.Я. и др. Применение ионообменника КМДФ для выделения РЗЭ из фосфатных и сульфатных растворов. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Химические проблемы ядерной энергетики, 1992, в.5, с.77-80). РЗЭ выделяют сорбцией на ионообменнике КМДФ. Степень извлечения не превышает 71%. Недостаток способа - низкая степень извлечения церия, высокая стоимость ионообменника и большая продолжительность процесса.

После обработки фосфогипса серной кислотой согласно способу, изложенному в патенте РФ (№2109686, 1998, C01F 17/00), редкоземельные элементы выделяют из полученного раствора в виде фторидов, для чего вводят фтористо-водородную кислоту. Степень извлечения РЗЭ из раствора - 76%.

Известен способ экстракция церия(IV) из 6-7 М растворов азотной кислоты и 1 М бромата калия 0,3 М раствором три-н-октиламина в хлороформе (Определение церия в сталях с предварительной экстракцией триоктиламином / Л.И. Харламова [и др.] // Завод. лаб., 1979. - N II. - С.988-990).

Недостатками этого способа является использование агрессивной среды 7 М HNO₃ в присутствии окислителя 1 М KBrO₃- Метод не обладает достаточной избирательностью и довольно длителен.

Заявляемое изобретение предназначено для расширения арсенала экстрагентов, используемых для извлечения церия.

Технический результат заключается в проведении процесса в более мягких условиях, не используя концентрированные растворы кислот, увеличении выхода церия при экстракции и повышении избирательности процесса.

Технический результат достигается тем, что процесс извлечения церия(IV) ведут из 0,5-2,0 М сульфатных растворов 0,32%-ным раствором 2-метил-8,9-дигидро[1,2,4]триазоло[1,5-α]хиназолин-6(7H)-она, растворенного в метиленхлориде, время контакта фаз составляет 15 мин, после расслоения органическую фазу отделяют и проводят реэкстракцию.

На фиг.1 представлена таблица, отражающая влияние концентрации H₂SO₄ на степень извлечения ионов Ce(IV).

Пример 1. В делительную воронку помещают 10 мл сульфатного раствора, содержащего 6 мг/мл церия(IV), и 10 мл 0,32%-ного раствора 2-метил-8,9-дигидро[1,2,4]триазоло[1,5-α]хиназолин-6(7H)-она, растворенного в метиленхлориде. Опыты проводились при различных значениях концентрации H₂SO₄ (0,50 М, 1,00 М, 2,00 М) (табл.), время контакта фаз составляло 15 минут.

После расслоения органическую фазу отделяют и проводят реэкстракцию. Содержание церия определяют в реэкстракте спектрофотометрическим методом при λ=310 нм.

Как следует из таблицы (фиг.1), наибольшая степень экстракции наблюдается при применении 0,50 М раствора серной кислоты и составляет 89,28%.

Пример 2. В делительную воронку помещают 10 мл 0,5 М сульфатного раствора, содержащего 0,5 мг/мл церия(IV). Добавляют железо, кальций, цинк, марганец, медь, иттрий. Прибавляют 10 мл 0,32%-ного раствора 2-метил-8,9-дигидро[1,2,4]триазоло[1,5-α]хиназолин-6(7H)-она, растворенного в метиленхлориде. Раствор тщательно перемешивают. Время контакта фаз составляет 15 минут.

После расслоения органическую фазу отделяют и проводят реэкстракцию. Атомно-абсорбционным методом установлено, что в реэкстракте содержится 92,7% церия, 1,6% железа, 1,5% кальция, 0,8% цинка, 0,2% марганца, 0,1% меди, 3,1% иттрия.

Способ извлечения церия, заключающийся в том, что ведут процесс экстракции из 0,5-2,0 М сульфатного раствора 0,32%-ным раствором 2-метил-8,9-дигидро[1,2,4]триазоло[1,5-α]хиназолин-6(7H)-она, растворенного в метиленхлориде, при времени контакта фаз, составляющем 15 мин, при этом после расслоения фаз органическую фазу отделяют и проводят реэкстракцию.

Изобретение относится к способу извлечения редкоземельных элементов из фосфорной кислоты при переработке хибинских апатитовых концентратов на удобрения. Способ включает сорбцию с помощью сильно-кислотного макропористого катионита Purolite С-150, осуществляемую в диапазоне температур 40-80°C, промывку насыщенного суммой редкоземельных элементов сорбента водой, десорбцию раствором нитрата аммония с получением товарного десорбата и дополнительную экстракционную очистку полученного десорбата 100% трибутилфосфатом.

Способ извлечения редкоземельных металлов и получения строительного гипса из фосфогипса полугидрата // 2528576

Изобретение относится к способу комплексной переработки апатита с извлечением и получением концентрата редкоземельных металлов (РЗМ) и строительного гипса из фосфогипса - отхода сернокислотной технологии получения фосфорной кислоты из апатита.

Способ извлечения редкоземельных металлов и получения строительного гипса из фосфогипса полугидрата // 2528573

Изобретение относится к способу извлечения редкоземельных металлов (РЗМ) и строительного гипса из фосфогипса - отхода сернокислотной технологии получения фосфорной кислоты из апатита.

Способ извлечения редкоземельных металлов из фосфогипса // 2526907

Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса включает сернокислотное выщелачивание РЗМ из пульпы фосфогипса с наложением ультразвуковых колебаний, разделение пульпы выщелачивания на продуктивный раствор РЗМ и кек, осаждение коллективного концентрата РЗМ из продуктивного раствора с получением водной фазы.

Способ переработки лопаритового концентрата // 2525951

Изобретение относится к переработке лопаритового концентрата. Способ включает измельчение концентрата и пирометаллургическое вскрытие концентрата в два этапа.

Способ извлечения редкоземельных элементов из экстракционной фосфорной кислоты // 2525947

Изобретение относится к способу извлечения концентрата редкоземельных элементов (РЗЭ) из экстракционной фосфорной кислоты. Экстракционную фосфорную кислоту с концентрацией 27-45 мас.%, содержащую РЗЭ и торий, пропускают через сульфоксидный катионит с образованием обедненного по РЗЭ торийсодержащего фосфорнокислого раствора и катионита, насыщенного РЗЭ.

Способ переработки фосфогипса // 2525877

Изобретение относится к технологии переработки фосфогипса - отхода предприятий, производящих фосфорные удобрения. Способ включает вскрытие фосфогипса серной кислотой, последующее извлечение редкоземельных элементов (РЗЭ) и обработку очищенного фосфогипса оксидом кальция.

Способ вскрытия перовскитовых концентратов // 2525025

Изобретение относится к способу вскрытия перовскитовых концентратов. Способ включает предварительную механообработку перовскитовых концентратов и последующую обработку активированных концентратов раствором азотной кислоты HNO3.

Способ извлечения редкоземельных элементов из гидратно-фосфатных осадков переработки апатита // 2524966

Изобретение относится к способу извлечения редкоземельных (РЗЭ) из азотно-фосфорнокислых растворов переработки апатита. Способ включает растворение апатита в азотной кислоте, вымораживание нитрата кальция(стронция), осаждение гидрато-фосфатов РЗЭ и кальция(стронция), растворение осадка в азотной кислоте, введение в раствор нагретого до 40-50°С полученного на стадии вымораживания нитрата кальция(стронция) с концентрацией 800-1000 г/л, при этом содержание РЗЭ (в расчете на оксиды) поддерживают равной 40-60 г/л, а избыточной азотной кислоты 1-2 моль/л, последующую экстракцию РЗЭ трибутилфосфатом в присутствии нитрата кальция, промывку и реэкстракцию, причем промывку экстракта осуществляют упаренным реэкстрактом до концентрации по РЗЭ 250-300 г/л.

Способ очистки фосфатно-фторидного концентрата рзэ // 2523319

Изобретение относится к очистке фосфатно-фторидного концентрата редкоземельных элементов (РЗЭ), получаемого при комплексной переработке апатита. Способ очистки фосфатно-фторидного концентрата РЗЭ, содержащего примеси кальция и тория, включает обработку концентрата раствором серной кислоты концентрацией 4-6 мас.% в присутствии сульфоксидного катионита, при этом РЗЭ, примеси тория и кальция сорбируются сульфоксидным катионитом, перевод фтора наряду с фосфором в сернокислый раствор, отделение сернокислотного раствора от сульфоксидного катионита, десорбцию из катионита РЗЭ и примеси тория и кальция раствором соли аммония с получением десорбата и его нейтрализацию аммонийным соединением в три стадии, при этом на первой стадии нейтрализацию ведут до обеспечения pH 4,2-5,0 с образованием и отделением торийсодержащего осадка, на второй стадии - до обеспечения pH 7,0-7,5 с образованием и отделением концентрата РЗЭ, а на третьей стадии - до рН не менее 8,5 с образованием и отделением кальцийсодержащего осадка.

Способ извлечения редкоземельных элементов из гидратно-фосфатных осадков переработки апатита // 2524966

Реагенты для экстрации металлоb, обладающие повышенной стойкостью к деградации // 2518872

Изобретение относится к экстракции металлов из водного раствора. Описаны композиция для экстракции растворителем, содержащая ортогидроксиарилоксимовый экстрагент, предотвращающий деградацию агент и несмешивающийся с водой органический растворитель.

Способ выделения гадолиния экстракцией фосфорорганическими соединениями // 2518619

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. На первой стадии извлечения гадолиния из смеси редкоземельных элементов в органическую фазу извлекают тербий, диспрозий и более тяжелые РЗЭ.

Способ очистки висмута // 2514766

Изобретение относится к области металлургии редких элементов, а именно к способам глубокой очистки висмута от радиоактивных загрязнений 210Ро при использовании солянокислых растворов.

Способ определения олова (iv) // 2509167

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к способам определения ионов олова (IV). Способ определения олова (IV) в водном растворе включает экстракцию ионов олова (IV).

Экстракция ионов свинца из водных растворов растительными маслами // 2501868

Изобретение относится к способу экстракции ионов свинца из водных растворов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков.

Экстракция ионов цинка из водных растворов растительными маслами // 2499063

Изобретение относится к способу экстракции цинка из водного раствора. Способ включает контактирование экстрагента и раствора, перемешивание смеси, отстаивание и разделение органической и водной фаз.

Способ извлечения ванадия из кислых растворов // 2492254

Изобретение относится к способам извлечения ванадия из кислых растворов и может быть использовано для экстракционного извлечения ванадия из сернокислых, солянокислых и азотнокислых растворов, образующихся при переработке различных видов ванадийсодержащего сырья и при рафинировании солей ванадия.

Способ количественного определения церия в стали и сплавах // 2491361

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к способу количественного определения церия в стали и сплавах. .

Твердый экстрагент для извлечения скандия и способ его получения // 2487184

Изобретение относится к составу и способу получения твердого экстрагента для извлечения скандия из сернокислых растворов. .

Способ переработки фосфатного редкоземельного концентрата // 2532773

Изобретение относится к переработке фосфатного редкоземельного концентрата (ФРЗК), полученного при азотно-кислотной переработке апатита. Способ переработки ФРЗК, выделенного при нейтрализации азотно-фосфорнокислого раствора, полученного после вскрытия апатита азотной кислотой, включает обработку ФРЗК азотной кислотой и отделение нерастворимого остатка из полученного нитратно-фосфатного раствора редкоземельных элементов (РЗЭ). После обработки ведут промывку нерастворимого остатка и экстракцию редкоземельных элементов из раствора РЗЭ. При этом промывку нерастворимого остатка проводят раствором нитрата аммония концентрацией 40-70% мас. с расходом 2-5 мас.ч. на 1 мас.ч. нерастворимого остатка. Промывной раствор объединяют с раствором РЗЭ, подаваемым на экстракцию, а нерастворимый осадок направляют в производство сложных удобрений. Технический результат изобретения заключается в достижении степени извлечения РЗЭ из ФРЗК до 99% при снижении расхода аммиака на стадии нейтрализации азотно-фосфорнокислого раствора, расхода азотной кислоты и перекиси водорода на растворение ФРЗК на 10%. 2 з.п. ф-лы, 3 табл., 4 пр.