Способ очистки скандия от тория

Авторы патента:

Джардималиева Гульжиан Искаковна (RU)

C22B60/02 - получение тория, урана или других актиноидов

C22B59/00 - Получение редкоземельных металлов

C22B3/24 - адсорбцией на твердых веществах, например экстракцией твердыми смолами

Владельцы патента RU 2567167:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова" (МИТХТ им. М.В. Ломоносова) (RU)

Изобретение относится к способу очистки скандия от тория. Способ включает сорбцию тория из растворов ионитом. Сорбцию тория проводят с использованием в качестве ионита сополимера акрилата скандия со стиролом и дивинилбензолом. Техническим результатом является повышение степени очистки скандия от тория. 2 пр.

Изобретение относится к гидрометаллургии скандия и тория и может быть использовано для очистки скандия от тория, например, при извлечении скандия из продуктов производства титана.

Известен способ разделения скандия и тория [Авторское свидетельство СССР №778302, МПК⁶ C22B 59/00, 1999], включающий сорбцию их из растворов ионитом, содержащим сульфокатионит, с последующей промывкой ионита водой и десорбцией скандия и тория, отличающийся тем, что с целью повышения производительности процесса и чистоты получаемых продуктов, сорбцию проводят при 60-95°C и при pH 2.8-3.5 смесью сульфокатионита с 10-70% высокоосновного анионита, перед сорбцией ионит обрабатывают раствором гидроксида щелочного металла или аммония и промывают водой, десорбцию скандия проводят раствором аммония, а десорбцию тория - карбонатсодержащим раствором. Известный способ дает возможность увеличить сорбционную нагрузку на колонну и повысить чистоту получаемых продуктов.

Недостатком известного способа является невысокая степень очистки скандия от тория: содержание тория в скандиевом продукте составляет 0.3%.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ переработки концентратов скандия и тория [Авторское свидетельство СССР №1464492, МПК⁷ C22B 59/00, 2000], включающий выщелачивание с получением скандий- и торийсодержащего раствора, сорбцию из раствора при pH, равном 1.8-3.5, и температуре 60-95°C смесью сульфокатионита с 10-70% анионита, обработанной растворами щелочи и водой, с получением раствора после сорбции и отработанной смеси ионитов, последовательную десорбцию скандия и тория из отработанной смеси ионитов хлорид- и карбонатсодержащими растворами, отличающийся тем, что с целью повышения степени очистки скандия от тория, сорбцию проводят с использованием в смеси низкоосновного анионита в присутствии ионов кальция при мольном отношении кальция к скандию, равном 7.5-15.0, в раствор после сорбции последовательно вводят иодат щелочного металла, хлорид бария и сульфат щелочного металла с получением пульпы, с последующей фильтрацией пульпы, с отделением раствора и осаждением из раствора гидроксида скандия. Известный способ позволяет повысить степень очистки скандия от тория.

Недостатком известного способа является сложность и многоступенчатость процесса, а также недостаточная степень очистки скандия от тория: остаточное содержание тория в скандийсодержащем растворе составляет 0.3 мг/л, что соответствует содержанию тория в скандиевом продукте 0.018%.

Технический результат изобретения - повышение чистоты скандийсодержащего продукта по торию.

Технический результат достигается тем, что сорбцию тория из скандийсодержащего раствора проводят ионитом, полученным в результате полимеризации акрилата скандия в присутствии стирола и дивинилбензола.

Акрилат скандия получали следующим путем. 2 г нитрата скандия (III) растворяли в 20 мл дистиллированной воды. В полученный раствор при непрерывном перемешивании приливали 5% раствор аммиака. Количество гидроокиси аммония брали в 10%-ном избытке от стехиометрии нижеприведенной реакции. Непосредственно при смешении растворов происходило образование гидроокиси скандия по реакции Sc(NO₃)₃+3NH₄OH→Sc(OH)₃+3NH₄NO₃. Выпавший осадок гидроокиси скандия промывали водой до нейтральной реакции промывных вод, отфильтровывали. Затем к свежеполученной гидроокиси скандия добавляли 10 мл этанола и при непрерывном перемешивании приливали в 3-кратном избытке от стехиометрии раствор акриловой кислоты. При этом одновременно происходило растворение гидроокиси скандия и затем образование осадка акрилата скандия по реакции Sc(OH)₃+3CH₂=CHCOOH→(CH₂=CHCOO)₃Sc+3H₂O. Полученный осадок фильтровали, промывали этанолом и сушили.

Сополимер акрилата скандия со стиролом и дивинилбензолом получали следующим способом. 0,2 г акрилата скандия растворяли в 40 мл этанола при нагревании. Охлаждали до комнатной температуры. К полученному раствору добавляли 0,18 мл стирола, 10% масс. дивинилбензола и 1% масс. 2,2-азо-бис-изобутиронитрила. Реакционную массу переносили в ампулу. Проводили дегазацию в вакууме и затем запаивали ее. Ампулу помещали в термостат при t=70°C. Выдерживали в течение 11 часов. Охлаждали до комнатной температуры. Полученный спиртовой раствор сополимера переносили на фильтр. Промывали свежими порциями этанола, фильтровали. Сополимер сушили в вакууме.

Для получения ионита десорбировали ионы скандия из сополимера обработкой его раствором 6 моль/л HCl. В колбу помещали 200 мг сополимера, добавляли 20 мл раствора HCl и перемешивали 10 часов. Затем раствор сливали, добавляли 20 мл кислоты и перемешивали 8 часов. Раствор с ионитом переносили на фильтр, промывали свежими порциями соляной кислоты, потом этанолом и сушили в вакууме.

Пример 1.

Сорбцию тория из раствора, содержащего 84 мг/л скандия и 0.89 мг/л тория, проводили ионитом, полученным в результате полимеризации акрилата скандия в присутствии стирола и дивинилбензола. В результате был получен раствор, содержащий 40 мг/л скандия и 0.11 мг/л тория. Содержание тория в скандийсодержащем продукте составляет 2.8·10^-4%.

Пример 2.

Сорбцию тория из раствора, содержащего 78 мг/л скандия, 213 мг/л алюминия, 617 мг/л кальция, 346 мг/л железа и 2.57 мг/л тория, проводили ионитом, использованным в примере 1. В результате был получен раствор, содержащий 31 мг/л скандия, 91 мг/л алюминия, 265 мг/л кальция, 117 мг/л железа и 0.57 мг/л тория. Содержание тория в скандийсодержащем продукте составляет 1.8·10^-3%.

Таким образом, приведенные примеры показывают, что способ очистки скандия от тория с использованием ионита, полученного в результате полимеризации акрилата скандия в присутствии стирола и дивинилбензола, позволяет повысить степень очистки скандия от тория по сравнению с известными способами и уменьшить содержание тория в скандийсодержащем продукте в 10÷64 раза в зависимости от состава исходного водного раствора.

Способ очистки скандия от тория, включающий сорбцию тория из растворов ионитом, отличающийся тем, что в качестве ионита используют сополимер акрилата скандия со стиролом и дивинилбензолом.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для извлечения урана и молибдена из ураномолибденовых руд на горно-химических предприятиях.

Способ экстракционного аффинажа урана // 2562604

Изобретение относится к экстракционной технологии аффинажа природного урана. Способ экстракционного аффинажа урана включает предварительную очистку азотнокислого раствора нитрата уранила путем контактирования его с ТБФ в разбавителе.

Способ конверсии отвального гексафторида урана в металлический уран // 2562288

Изобретение относится к области экологии и направлено на предупреждение возможности загрязнения окружающей среды и отравления населения радиоактивными веществами.

Повышение коэффициента разделения америция и кюрия и/или лантанидов в процедуре экстракции жидкости жидкостью с применением дигликольмида и другого экстрагирующего вещества // 2560603

Изобретение относится к применению дигликольамида в кислой водной фазе, содержащей америций, кюрий и/или лантаниды, в качестве повышающего коэффициент их разделения комплексообразователя при экстракции.

Способ экстракционного аффинажа урана // 2554830

Изобретение относится к способу экстракционного аффинажа урана и может быть использовано в технологии переработки регенерированного из облученного ядерного топлива урана (регенерированного урана) и химических концентратов природного урана (ХКПУ).

Способ селективного извлечения америция из азотнокислой водной фазы // 2544716

Изобретение может быть использовано при переработке и утилизации облученного ядерного топлива. Способ включает экстрагирование америция из азотнокислой водной фазы посредством циркуляции ее в первом экстракторе, промывание полученной органической фазы во втором экстракторе и селективную реэкстракцию америция в третьем экстракторе.

Способ переработки упорных урановых руд, содержащих браннерит // 2543122

Изобретение относится к способу переработки труднообогатимых упорных урановых руд, содержащих браннерит. Способ заключается в том, что измельченную до крупности минус 0,3 мм руду обрабатывают 1-40% раствором бифторида аммония при соотношении Т:Ж=1:(1-5) и температуре 50-80°C в течение 1-4 часов.

Способ очистки урана из природного уранового концентрата // 2542868

Изобретение относится к способу, с помощью которого можно очищать уран из природного уранового концентрата. Этот способ включает экстракцию урана, присутствующего в виде нитрата уранила в водной фазе А1, полученной в результате растворения природного уранового концентрата в азотной кислоте, с помощью органической фазы, которая содержит экстрагирующее средство в органическом растворителе.

Способ переработки огарков фторирования // 2537581

Изобретение относится к способам переработки уран-фторсодержащих растворов, полученных от растворения огарков фторирования в производстве гексафторида урана. Способ включает растворение огарков в растворе азотной кислоты, извлечение урана из фторсодержащего азотнокислого раствора путем восстановления его гидразином на платиновом катализаторе, при постоянной очистке поверхности катализатора от осадка тетрафторида урана, отделение катализатора от азотнокислого раствора и осадка тетрафторида урана, обеспечение эквимолярного отношения фторид-ионов к урану (IV) в полученном растворе и разделение осадка тетрафторида урана и азотнокислотного раствора, при этом азотнокислотный раствор повторно используют для растворения огарков фторирования, предварительно доукрепив по азотной кислоте.

Способ извлечения урана из фосфорнокислых растворов // 2536312

Изобретение относится к области гидрометаллургии, в частности к способу извлечения урана из отработанных фосфорнокислых растворов. Способ заключается в том, что в исходный раствор предварительно вводят окислитель, который выбирают из ряда: KMnO4, K2Cr2O7, HNO3, H2O2, KClO3.

Способ извлечения солей празеодима (iii) // 2566790

Изобретение может быть использовано при получении редкоземельных металлов (РЗМ) из бедного или техногенного сырья с помощью ионной флотации. Способ извлечения солей празеодима (III) из нитратных растворов включает введение в раствор собирателя - додецилсульфата натрия.

Способ получения скандиевого концентрата из красного шлама // 2562183

Изобретение относится к области металлургии редких металлов, в частности к способу извлечения скандия из красных шламов - отходов глиноземного производства. Способ включает многократное последовательное выщелачивание красного шлама карбонатным раствором при пропускании через пульпу газовоздушной смеси, содержащей СО2.

Способ переработки природного фосфата для извлечения редкоземельных элементов // 2560802

Изобретение относится к извлечению редкоземельных элементов из природного фосфата. Способ включает сернокислотное разложение фосфата на минеральные удобрения с получением фосфогипса.

Способ выщелачивания ценных компонентов и редкоземельных элементов из зольно-шлакового материала // 2560627

Изобретение относится к области биогидрометаллургии, в частности к биотехнологии извлечения ценных компонентов и редкоземельных элементов из продуктов сжигания угля - зольно-шлакового материала.

Способ извлечения редкоземельных металлов из нитрофосфатного раствора при азотнокислотной переработке апатитового концентрата // 2559476

Изобретение относится к области переработки фосфатного сырья, в частности к способам извлечения редкоземельных металлов из апатитового концентрата при азотнокислотной переработке концентрата на комплексные удобрения и может быть использовано в химической и сопутствующих отраслях промышленности.

Способ переработки фосфогипса // 2552602

Изобретение относится к способу переработки фосфогипса. Способ включает водную обработку, выщелачивание фосфогипса раствором серной кислоты с концентрацией 3-6 мас.% с переводом РЗЭ, кальция и тория в раствор выщелачивания и с получением гипсового продукта, извлечение РЗЭ, кальция и тория из раствора выщелачивания сорбцией сульфоксидным катионитом.

Способ переработки железистых редкоземельных фосфатных руд // 2551332

Изобретение относится к технологии редких и радиоактивных элементов и может быть использовано при переработке железосодержащего и другого фосфатного редкоземельного сырья.

Способ переработки монацитового концентрата // 2549412

Изобретение относится к технологии редких и радиоактивных элементов и может быть использовано для получения концентратов редких и редкоземельных элементов из монацита.

Способ извлечения катионов самария (iii) из водных фаз // 2548836

Изобретение относится к способу извлечения самария (III) из бедного или техногенного сырья, в частности флотоэкстракцией из водных фаз. В процессе флотоэкстракции самария (III) в качестве органической фазы используют изооктиловый спирт, а в качестве собирателя - ПАВ анионного типа додецилсульфат натрия в концентрации, соответствующей стехиометрии реакции: Sm+3+3NaDS=Sm(DS)3+3Na+,где Sm+3 - катион самария (III), DS- - додецилсульфат-ион.

Способ извлечения катионов еu3+ из водно-солевых растворов // 2548353

Изобретение относится к способу извлечения катионов европия (III) из бедного или техногенного сырья с помощью жидкостной экстракции. Способ извлечения катионов европия (III) включает жидкостную экстракцию из водно-солевых растворов с использованием в качестве экстрагента изооктилового спирта.

Способ извлечения золота из щелочных цианидных растворов // 2557866

Изобретение относится к способу извлечения золота, в частности сорбции золота из водных цианидных растворов. Способ извлечения золота из щелочных цианидных растворов включает контактирование водного раствора цианида золота с анионитом, имеющим в своем составе аминогруппы.