Способ очистки редкоземельных элементов от примесей

 

СПОСОБ ОЧИСТКИ РЕДКОЗЁМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ОТ ПРИМЕСЕЙ путем экстракции в присутствии роданида аммония и гомолога: диантипирилметана из кислых растворов, л и ч a юm и и с я тем, что, с целью повьшения степени очистки, в качестве гомо лога используют изобутилдиантипирилметан и экстракцию ведут из 4, М солянокислой среды при соотно;шении изобутнлдиантипирилметана и ;роданида 1:Сз,О-4,5 ). § ОС С тгт H.HCt 9 Ю

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

OtUIIINO

РЕСПУБЛИК ае (m

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ н. авто снам саидатиьстам

Рдв

tN

Ф

26

1 э

РФ Ю

0 . $51,0 4Я 2, Na Ю ЮНЮ

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3298874/23-26 (22) 10.06.81 (46) 23 ° 05.83 Бюл Р 19 (72) А.В.Долгорев, Н.A. Долгорева и Я.Г.-Лысан (53) 546.65:543 ° 056:542.61(088.8) (56) 1. Ахмедли М.К., Грановская П.Б

Меликова Э.Г. "Журнал аналитической химии", 1973, т. 28, В 7, с. 13041312.

2. Химия и химическая технология.Сборник научных трудов Пермского политехнического института 1970, т. 25, с. 71.

3 50 С 01 1 17/00, 6 03 и 1/28

В 01 0 .11/04 (54) (57) СПОСОБ. ОЧИСТКИ РЕДКОЭЕМЕЛЬ-

НЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 0Т ПРИМЕСЕИ путем экстракции в присутствии роданида аммония и гомолога диантипирилметана из кислым растворов, о т л к ч а юшийся тем, что, с целью повышения степени очистки, в качестве гомолога используют изобутилдиантнпирил метан и экстракцию ведут из 4,2,5,3 М солянокислой .среды при соотно;шенин изобутилдиантипирилметана и

,роданида 1:(3„0-4,5 ).

1018911

Способ

Отличительные особенности и показатели способа известный 1 3

Арсеназо и дифенилгуанидин

Изобутилдиантипирилметан и роданид

Диантипирилметан и роданид

Реагенты

Соотношение реагентов

От 1,0:10 до 1:20 и от 1:6 до 1:100

Or 1:3 до 1:4,5 (в мольных долях, 1:10-50

Изобретение относится к химической технологии, -конкретно к химии .. редкоземельных элементов, (РЗЭ ) и может быть использовано при анализе

РЗЭ в различных объектах.

B современной химии для отделения 5 и анализа РЗЭ используют экстракционные методы.

Известен способ выделения РЗЭ, заключающийся в экстракции тройных комплексов в системе: РЗЭ вЂ” арсеназо - 10 !!! — дифенилгуанидин 1 ).

Однако данный способ не дает полного отделения РЗЭ от ряда сопутствующих элементов в системе: РЗЭ - арсенаэо - III — дифенилгуанидин, в 15 органическую фазу экстрагируются многие элементы, такие как скандий, торий, алюминий, уран, железо (!II..) и другие, которые образуют цветные. комплексы с арсеназо-!!!.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ экстракции редкоземельных элементов хлороформом и диантипирилметаном в при25 сутствии электроотрицательных адден-.. дов, например иодида, бромида.или роданида, при невысокой кислотности в интервале от рН 4 до 0,05 по

НС .К 2 1.

Однако и звестному способу прису щи неравноценность экстракции лантана, европия, лютеция, диспрозия и гадолиния (соответственно 98,8В, 18%.р 28%, 3% и 71% в оптимальнйх условиях ), а также недостаточная очист-Ç5 ка редкоземельных элементов от титана, тория, скандия, которые извлекаются *ри кислотности 0,05 N по МСЙ и при соотношении роданида аммония и диантипирилметана 1:10 соответствен- 40 но на 76%, 70% и 87%, что создает необходимость в многоступенчатой (до 10 ступеней ) экстракции РЗЭ

„для отделения от укаэанных элементов».

СУммарное содержание титана, тория 45 и скандия в очищенном концентрате

РЗЭ достигает 6-10%.

Целью изобретения является повышение степени очистки редкоземельных элементов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу очистки

РЗЭ путем экстракции в присутствии роданида аммония и гомолога диантипирилметана, в качестве гомолога используют изобутилдиантипирилметан и экстракцию ведут из 4,2-5,3 M соляной среды при соотношении изобутилдиантипирилметана и роданида 1:(3,04,5 ).

Сущиость способа заключается в том, что определение сопутствующих элементов: титана, тория, скандия, Вольфрама, молибдена, ванадия, урана и других ведут экстракцией хлороформом, подавая перед экстракционной очисткой в водный раствор изобутилдиантипирилметан и роданид аммония в интервале соотношений 1:34,5 в мольных долях, причем изобутилдиантипирилметан берут в отношении

1:10 к весовому количеству сырья и процесс ведут при кислотности водной фазы в интервале 4,2-5,3 И по HCt при соотношении водной фазы и хлоро форма в интервале 1:1-2 ° РЗЭ остаются в водном растворе полностью, а примеси удаляются в экстракте, !

В кислых растворах, как показали систематические исследования процесса очистки РЗЭ, в интервале конденсаций НС1 от 4,2 до 5,3 И изобутилдиантипирилметан и роданид аммония образуют нерастворимые в воде комплексные соединения, которые полностью экстрагируются хлороформом .. или дихлорэтаном. Найдены оптималь-.. ные условия, в которых происходит наибольшее разделение РЗЭ от ионов металлов: титана, тория, урана, ванадия, молибдена, вольфрама, ниобия, железа цинка, кадмия, ртути, олова, "платиноидов, тантала, меди, золота, бериллия, кобальта, никеля.

Йа чертеже представлены результаты испытаний, из которых следует, что оптимальными условиями для глубокой экстракционной очистки редкоземельных элементов, концентрируемых затем из водного раствора на гидроокиси алюминия, являются интервалы соотношений изобутилдиантипирилметана с роданидом аммония (б ) и кислотности (а ), соответственно равные 1:34,5 и 4,2-5,3 M no HCt.

Данные сравнительного анализа приведены в таблице.

1 из ве ст ный (2 1 предлагаемый

1018911

Продолжение таблицы

Способ

1 1

Отличительные особенности и показатели способа

1 известный 2 предпагаемый (I из вестный

КислОтнОсть, M no HCi рН 6,3

От 4,2 до 5,3

От 0,0001 до 0,05

Фаэа, в которой очищенные

РЗЭ

Органическая Органическая

Водная

Отделение РЗЭ от примесей, %

95,8

99,9

94,6

Глубина очистки РЗЭ

83,0

88,0

99,99 от элементов, %

99,99

99,99

76,0

26,5 титан.. торий

7-0, 0

89,7 скбндий

99,99

87,0

45,0 уран

99,99

63,6

75,0

Потери Р33, 1,2 лантан

82 О.европий

14,2

1,2

Нст потерь

Еи

72,0 лютеций

97,0 диспрэзий

29,0 гадолиний

6,0

° I

33,0

Примеси в РЗЭ, %

6,0 1исло ступеней очистки

10.

Пример 1. К 1 м технологи- 50

Э ческого раствора, полученного после вскрытия 500 кг сырья, содержащего редкоземельные элементы и сопутствующие им металлы, приливают HCI (1:"1), создавая кислотность в растворе 4,2 N55 .по соляной кислоте, добавляют изобутилдиантипирилметан (ИБДМ1) в количестве 50 кг. После растворения реагента технологический раствор подают в экстрактор, в который приливают 1 м хлороформа и насыщенный раствор рода- 60 нида аммония иэ расчета поддержания соотношения ИНДАМ и роданида 1:3 (в мольных долях ). Экстрагнруют сопутствующие элементы. Экстракт подают на регенерацию ИБДАМ. С водным.концен-65!

12, 5 (суммарно ). О, 01-10 тратом экстракцию повторяют в последовательности, описанной выше. Из водного остатка концентрируют РЗЭ извест.ным способом. Выход РЗЭ вЂ” 99,6Ъ.

Пример 2. К 1 м технологического раствора, содержащего редкоземельные элементы, приливают раствор

НС1 (1:1) в количестве из расчета создания кислотности 5,0 М по соляной кислоте и 50 кг ИБДАИ в количестве

50 кг. После растворения реагента к раствору приливают дихлорэтан в количестве 1 м Зи 100 кг 34%-ного раствора роданида аммония. Проводят экстракцию примесей, оставляя РЗЭ в водной фазе. Далее поступают как описано выше. Выход РЗЭ - 99,8%.

1018911

Составитель A.Øåð

Редактор О.Вугир Техред Л.Пекарь КорректорВ.Гирняк

Заказ 3622/17 Тираж 471 Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раущская наб.,д.4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,ул.Проектная,4

II р и м е р 3. К 1 и технологи-. ческого раствора, содержащего РЗЭ приливают НСЙ (1:1 ),из расчета, чтобы кислотность раствора стала 5,3 N no соляной кислоте и 50 кг ИБДАИ. После растворения реагента в экстрактор,. в который переливают раствор, подают

50 кг 79,5%-ного раствора роданида аммония, экстракцию ведут 1 м. дихлорэтана. Экстрагируют сопутствую.". щие элементы дважды. Экстракт, содер- 10

1 жащий сопутствующие элементы н примеси, подают на регенерацию реагента известным способом, возвращая реагент в дихлорэтан.в производственный цикл. В оставшейся водной фазе концентрируют РЗЭ известным способом.

Выход РЗЭ - 99,7%.

ИздЬретение,,позволяет отделить

РЗЭ от более 38 элементов примесей и увеличить степень очистки РЗЭ от сопутствующих элементов в 100-1000 раз !