Способ хроматографического концентрирования примесей редкоземельных элементов

 

СПОСОБ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЮ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ПРИМЕСЕЙ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ преимзшхественно Для тк последующего .аналитического определения, включающий обработку пробы смесью минеральных ;квслот, содержащей фтористоводородную кислоту, отделение осадка и его офабо ку , отличаюшийса тем, что, с целью сокращения времени прояесса, для обработки осадка используют смесь, состоящую из 1,3-1,7 М раствора нитрата алюминия в 1,О-3,О М азотной кислоте и 3,0-3,5 М врднса о раствора нитрата лития, взятых в объемном соотношении 1:3,5-4,5, к-полученному раствору до-. бавляют винную кислоту н насыщенный (Л раствор гвдрооквсн лития в 3,0-3,5 М растворе нитрата лития до рН 1,5-2,5, затем пртускают черва колонку, запотн ненную инертным насителем с нанесенным Ъа него трибугилфосфатом.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1057799 А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,, :" -,;:/

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 3423826/23-26 (22) 15.Ь4.82 (46) 30.11.83. Бюл. % 44 (72) Г. И. Шманенкова, В. П. Шелкова и Е. А. Рошмаюва (71) Государственный ордена Октябрьсюй

Революции научно исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности (53) 543 544.4(088.8) (56) 1. Рябчиков Д. И., Рябухин В. А.

Аналитическая химия редюземельных елвментов и иттрия. М.,: Наука", 1966, с. 63-78.

2. Журнал аналитической химии, 1878, т. 33, вью, 8, с. 1558-1565.

3. Edge R.A. and Ahrens L.H.

Ana1. chem. acta. 1962, V. 26, р. 355-362. (54) (57) СПОСОБ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЮ KOHUEHTPHPOBAHHH ПРИМЕСЕЙ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ преимущественно для юс последукацего . аналитического определения, включающий обработку пробы смесью минеральных

,кислот, содержащей фторис товодородную кнслоту, отделение осадка н его обработ

1ку, отличающийсятем,что, с целью сокращения времени apoaeccs, для обработш осадка используют смесь, состоящую из 1,3-1,7 М раствора нитрата алюминия в 1;0-3,0 М азотной кислоте и 3,0-3,5 М водного раствора ннтрата лития, взятьк в объемном соотношении

1:3,5-4,5, к полученному pacrsepy до- а !

Щ бавляют винную кислоту и насыщенный раствор гндрооижн лития в 3,0-3,5 М растворе нитрата лития до рН 1,5-2,5. затем пропускают через колонку. заполненную инертным насителем с нанесенным на него трибутнлфосфаи ом.

7ciq 2

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту явл.летсл способ хроматографического коппентрирования примесей РЗЭ на катионообменной смоле Доспех 50 8 ХЯ согласно этому способу навеску пробы горной породы обрабатывают смесью минеральных кислот, содержащих фтористоводородную кислоту. Осадок растворяют в соляной кислоте, раствор декантируют, обработку нерастворившегося остатка повторяют. Операцию растворения пробы повторяют 3-4 раза. Солянокислые растворы объединяют и пропускают через колонку, заполненную катионообменной смолой

Доспех 50 8 Х со скоростью 10 мл/ч.

Для элюирования нередкоэемельных примесей колонку промывают 330 мл 3 н. соляной кислоты со скоростью 15 мл/ч.

Примеси РЗЭ элюируют 500 мл 6 н. соляной кислоты со скоростью 20 мл/ч.

Недостатком такого способа является длительность предварительной подготовки хРоматогРафиРУемого РаствоРа, обуслоа ленная необходимостью многократной обработки нерастворившегося ocrarza, низкая скорость хроматографирования раст вора (не более 20 мл/ч), в результате чего весь цикл хроматографического конценгрирования РЗЭ на катионообменн-Л смоле занимает ъ 50 ч.

Цель изобретения — сокращение времени процесса.

Поставленная пель достигается тем, что согласно способу кроматографического концентрирования примесей редкоземельных элементов преимущественно для их пос-. ледующего аналитического определения, включающему обработку пробы смесью минеральных кислот, содержащей фтористс водородную кислоту, отделение осадка и егЬ обработку, для обработки исполь зуют смесь, состоящую из 1,3-1,7 М раствора нитрата алюминия в 1,0-3,0 М азотной кислоте и 3,0-3,5 М водного раствора нитрата лития, взятых в объемном соотношении 1:3,5-4,5,к полученному раствору добавляют винную кислоту и насыщенный раствор гидроокиси лития в

3,0-3,5 М растворе нитрата лития до рН 1,5-2,5, затем пропускают через колонку, заполненную инертным носителем с нанесенным на него трибутилфосфатом.

При соотношении нитрата алюминия (1,7 М) в азотной кислоте (ЗМ) и водного раствора нитрата лития (3,5 М) выше

1:4,5 осадок фторидов растворяется не полностью, при соотношении ниже 1:3,5 примеси P3Э не полностью вьщеляются

1 I 057

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам хроматографического концентрирования редкоземных элементов, и может быть использовано

@ля осуществления аналитического контроля процессов переработки природных объектов.

Известны способы концентрирования примесей редкоземельных элементов (РЗЭ) иэ природных объектов, основанные на 10 нх осаждении в виде оксалатов, гидроокисей нли фторидов (l) .

Недостатком способа, основанното HB осаждении РЗЭ в виде оксалатов является неполное выделение РЗЭ иэ-за повышенной растворимости иттриевой группы, а способы, основанные на осаждении РЗЭ в виде гидроокисей или фторидов, характеризуются недостаточной селективностью по отношению к железу, алюминию и 20 другим элементам. Это обусловливает необходимость проведения ряда дополнительных операций по доочистке РЗЭ, что значительно повышает трудоемкость с тадии концентрирования. 25

Известен способ концентрирования при- . месей РЗЭ, включающий их экстракционное извлечение диактипирилметаном (ДАМ) иэ соляиокислъж растворов. Согласно этоmycnoco6y g н ег рн" р д д рр бавляют растворы носителей лактана и скандня, обрабатывают смесью минеральных кислот, содержащих фтористоводородную кислоту, упаривают. Обработку фторис-, товодородной кислотой повторяют, добавляя серную кислоту,и раствор снова упаривают досуха. Остаток обрабатывают концентрированной соляной кислотой, добавляют воду и упаривают до влажнмх солей, которые растворяют в разбавленной соляной кислоте, добавляют раствор хлорного

40 железа и осаждают гидроокиси. Осадок отфильтровывают, промывают расвсром гидроокиси натрия и растворяют в соляной кислоте. Солянокислый раствор переносят в делитепьную воронку, до45 бавляют . 10 -алый раствор ДАМ в о хлороформе, выдерживают 20-30 мин, добавляют раствор 8 Н4 SCй и встряхивают в течение 1 мин. Органический слой отбрасывают и экстракцню пов50 торяют. Затем водную фазу промывают 1-.

2 раза хлорформом и фильтруют в кювету для последуклцего определения . примесей РЗЭЫ3.

Недостаток указанного способа состоит 55 в применении длительных и трудоемких операций. Время выделения суммы РЗЭ составляет 5 ч.

Составитель E. Данилин

Редактор H. Безродны Техред И.Метелева Корректор B.Бутяга

Заказ 9574/44 Тираж 873 П одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскы наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 1057 в концентрат. При концентрации расгаоров нитрата алюминия менее 1,3 и азотной кислоты менее 1 М осадок фторидов растворяется не полностью. При концентрации раствора нитрата лития менее 3 М и значении рН менее 1,5 РЗЭ выделяют ся в концентрат не полностью. Применение растворов нитрата алюминия более

$,7 М, нитрата лития более 3,5 М, азотной кислоты более 3 N возможно, но не- ð целесообразно, так KBK при этoM увеличивается расход реагентов без улучшения результатов. При значении рН более 2,5 хроматографирование затрудняется иэ-за гидролиэа алюминия.

Пример 1. Навеску анализируе-. мого апатита массой 0,1 г помещают

Во фторопластовую чашку, добавляют 5 мл концентрированной соляной кислоты и 10 мл смеси фтористоводородной кислоты, азотной кислоты и перекиси водорода в соотношении 1:1:0,1 и упаривают до влажных солей, добавляют 5 мл концентрированной фтористоводородной кислоты и вновь упирают до влажных солей, добавляют 10 мл 10/-ной фтористоводородной кислоты и осадок фильтруют через фильтр белая лента". Осадок на фильтре промывают 50 мл 10 /0-ной фтористоводородной кислоты и переносят в стеклянный стакан

15 мл смеси, состоящей из 1,7 М раствора нитрата алюминия в 3 N азотной кислоте и

3,5 М водного .раствора нитрата лития, взятъсс в объемном соотношении l:4,5.

Содержимое стакана нагревают до пол ного растворения осадка.Раствор обрабаты35 вают винной кислотой в количестве

0,020 r на 1 мл смеси. После растворе- ° ния винной кислоты раствор нейтрализуют насыщенным раствором гидроокиси лития в

3 5 М водном растворе нитрата лития до

t б рН 2. Контроль проводят по универсаль799 4 ной индикаторной бумаге. Получен ный раствор пропускают через стеклян ную хроматографическую колонку диаме1 ром 15 мм, заполненную сорбентом 6,0 г силиконизированного крупнопористого силикагеля с размером зерна 0,1 мм +

+ 3,5 мл трибутилфосфата (высота слоя сорбента 12,0 см), со скоростью

2 мл/см - мин. Перед началом работы на колонке ее промывают 40 мл 3,5 М водного раствора нитрата лития. После пропускания раствора пробы колонку промывают 50 мл 3,5 М водного раствора нитрата лития. Элк.аты отбрасывают.

Qanee через колонку пропускают 40 мл

0,1 М соляной кислоты, элюат (концем

par РЗЭ) собирают в стеклянный стакан.

В концентрат выделяется более 99,0% РЗЭ.

После выделения концентрата РЗЭ через колонку пропускают 40 мл 1,5 М азотной кислоты и 40 мл дистиллированвой воды. Элюаты отбрасывают.

Пример 2. Навеска анализируемого апатита массой 0,1, последовательность всех операций аналогична примеру 1.

Осадок фторидов обрабатывают 1 5 мл смеси, состоящей из 1,3 М раствора нитрата алюминия в 1 М азотной кислоте и 3 М раствора нитрата лития, взяти в объемном соотношении 1:4,5. Раствор нейтрализуют до рН 1,5 насыщенным раствором гидроокиси лития в 3 М pacr воре нитрата лития. Хроматографированив проводят так, K&K B примере 1.

В приведенных примерах продолжительность концентрирования, примесей РЗЭ составляет 2-2,5 ч.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известными позволяет B

20 раз сократить время -npoaecca концентрирования примесей редкоземельных элементов.