Способ концентрирования тантала

 

(11) 559902

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистииеских

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.05,74 (21) 2029501/26 (51) М. Кл.- С OIG35/00

В 0 1Р 11/04 с присоединением заявки Ме 2303794/26

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.05.77. Бюллетень X 20

Дата опубликования описания 27.06.77 (53) УДК 546.883:66. .061.52(088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

В. П. Живописцев, Б. И. Петров и М. И., Дегтев

Пермский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. А. М. Горького (54) СПОСОБ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ТАНТАЛА

Изобретение относится к области аналитической химии, радиохимии и другим областям, где возникает потребность максимального и селективного концентрирования тантала из больших объемов водных растворов.

Известна экстр акция ниобия и тантала триоктиламином из растворов плавиковой кислоты в толуол или дихлорэтан. Извлекаются соединения состава (RH) НТаЕт и (RH) НХЬ (ОН) 6F6.

Известна экстракция ниобия и тантала растворами триоктиламина и другими аминами в хлороформ из растворов минеральных кислот, содержащих 0,2 моль/л плавиковой кислоты.

Коэффициент распределения тантала 10—

50 и снижается при замене серной кислоты на соляную кислоту или азотную.

Недостатками известных способов являются низкая степень концентрирования и невозможность проведения процесса из больших объемов водных растворов.

Ближайшим к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ выделения фторидного ацидокомплекса тантала с диантипирилметаном. Основной недостаток известного метода — низкая степень концентрирования.

11елью изобретения является повышение селектпвностп и степени концентрирования тантала.

Это достигается совокупным изменением состава водной фазы, растворителя и заменой

5 реагента по сравнению с прототипом. Для этого тантал извлекают из фторидных растворов октилдиантипирилметаном с использованием смеси хлороформа с неполярным растворителем, например керосином. Экстракцию

10 проводят из растворов с кислотностью 2—

3 н. по фтористоводородной кислоте и 4—

6 н. по серной кислоте.

В качестве экстракционной системы исполь15 зуют фторидную, поскольку в ней в отличие от хлорндной, бромидной, иодндной, роданидной систем можно достигнуть наибольшей селективности концентрирования элемента.

Кроме того, из перечисленных систем тантал

20 практически не извлекается диантипнрилметанами вследствие его гидролиза. Для выяснения общих закономерностей экстракции тантала изучено влияние кислотности среды, концентрации фторид-ионов и реагентов на распределение тантала в двухфазной системе

При увеличении концентрации фторид-ионов экстракция тантала заметно падает за счет образования высокозарядных неизвлекающихся комплексных форм тантала. Серная кисло30 та способствует извлечению элемента, а азот559902 ная — подавляет экстракцию тантала за счет конкуренции кислоты за реагент.

Степень абсолютного концентрирования можно повысить за счет использования трехфазной экстракционной системы, поэтому найдены условия перехода от двухфазной к трехфазной системе. Экстракцию проводят встряхиванием растворов тантала с кислотностью

4 — б н. по сернои кислоте и 2 — 3 н. по фтористоводородной с 0,125 М растворами реагентов в хлороформе.

При использовании диантипирилметапа и его низших гомологов третья фаза не устойчива и со временем кристаллизуется. Кроме того, известно, что образование третьей фазы происходит в присутствии простых солеи реагентов. Если же реагент не образует такой соли и находится в виде основания, то при добавлении g хлороформным экстрактам неполярного растворителя наблюдается кристаллизация третьей фазы. Эта закономерность подтверждается и в случае тантала, если в качестве реагентов использовать диантипирилметан и его низшие гомологи.

Максимальное концентрирование тантала в третьей фазе (98%) обеспечивает октилдиантипирилметан. В качестве растворителя сле,дует использовать смесь хлороформа с неполярным растворителем, в частности керосином.

Пример. К 0,1 л раствора, содержащего

2 мкг тантала, с кислотностью 4 — б н. чо серной кислоте и 2 — 3 н. по фто ристоводородной приливают 10 мл 15%-ного раствора реагента в хлороформе и встряхивают 10 мин.

Затем к экстракту приливают 35 мл керосина и после перемешивания отбирают донную фазу ((1 мл) для анализа известными методами, например спектральным.

Предлагаемый метод экстракционного концентрирования тантала позволяет значительно повысить фактор разделения тантала с другими элементами, что может быть использовано в различных областях аналитической химии. Чувствительность определения тантала в третьей фазе зависит от выбранного способа анализа, но при каком-либо выбранном способе определения в случае трехфазных систем можно достичь значительно большего предельного разбавления в водной фазе, так как в малом обьеме третьей фазы концент1тация тантала будет выше по сравнению с концентрацией тантала в большом объеме экстракта в случае двухфазной системы. Степень же концентрирования тантала в третьей фазе высока () 90% ) в очень широком концентрационном интервале (от мг до нг) и естественно не зависит от последующего метода его определения.

По описывамому методу тантал можно выделять из разбавленных растворов, содержащих большие количества ниобия, циркония, тантала, марганца, железа, тория, алюминия и др. Для подтверждения эффективности предлагаемого метода концентрирования тантала с помощью трехфазных экстракционных систем приводим результаты его выделения из различных основ (см. таблицу).

Выделение тантала из различных основ октилдиантипирилметаном. Та 2 мкг. Объем раствора 200 мл. Та в концентрате определяют спектральным методом.

Ошибка опреаеления

Та, %

Посторонний элемент

Ме:тантал

20

30

Тантал концентрируется в объеме третьей фазы -0,5 мл, что составляет от объема водной фазы 200, При необходимости это соотношение может быть доведено до 1000 и более, при этом тантал можно выделять из различных основ, в том числе ниобия, титана, циркония, железа, марганца, тория, алюминия и др.

Формула изооретения

1. Способ концентрирования тантала экстракцией его из фторидного раствора органическим растворителем в присутствии реагента из группы производных антипирина, о тл ич ающи и ся тем, что, с цель|о повышения степени концентрирования, в качестве реагента используют октилдиантипирилметан, в качестве растворителя — смесь хлороформа и неполярного растворителя и экстракцию проводят из растворов с кислотностью 2 — 3 н, по фтористоводородной кислоте и 4 — 6 н. по серной кислоте.

2. Способ по п. 1, от л и ч а ю щи и с я тем, что в качестве неполярного растворителя используют керосин.

Fe

Со

М1

А1

Be

Ti

Th

UO

Zr

Sn

Mll

Pb

Sb

10 : 1

10 . l

10 . 1

10п:1

10п: 1

10п:1

106:1

10". 1

105: 1

I0 . 1

10т: 1

10п: 1

lP4 1

10з 1

5,0

7,0

4,0

7,0

4,0

5,0

5,0

3,0

3,0

5,0

3,0

5,0

7,0

8,0