Способ разделения редкоземельных элементов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 1) 3834639/23-26 (22) 29.12.84 (46) 07.09.86. Бюл. У 33 (72) Б.Н.Ласкорин, Л.И.Водолазов, Б.Н.Шарапов, Н.А.Шарапова, Н.Г.Жукова, О.П.Полякова и С,А.Акулина (53) 661.183.3(088 ° 8) (56) Лебедев K.Á. и др. Иониты в цветной металлургии. — М.: Металлургия, 1975, с. 100-114 °

Шахно И.3. Химия и технология редких и рассеянных элементов. — М,: Высшая школа, 1976, ч. 2, с. 117-127.

„„SU„„f255201 А1 (бд 4 В 01 J 47/00 С 01 F 17/ОО (54) (57) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ РЕДКОЗЕ—

MEJIbHbIX ЭЛЕМЕНТОВ из кислых раство-, ров, включающий сорбцию, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью осуществления процесса разделения на стадии сорбции, увеличения коэффициента разделения, снижения стоимости процесса разделения, сорбцию проводят при рН 2-6 обработанными кислотой при рН l,8-2,4 мицелиальными отходами производства антибиотиков, отношение характеристического размера циклических структур молекул антибиотиков которых к диаметру катиона выделяемого редкоземельного элемента равно

1, 48-1, 53.

55201 2 трукция мицелиальных отходов, при значениях рН больших 6, О, возможно выпадение гидроокисей РЗЭ.

Повышение рН кислотной обработки

5 выше 2,4 приводит к снижению емкости мицелиальных отходов. Нижняя граница значений рН обработки (pH 1,8) обусловлена химической устойчивостью мицелиальных отходов.

I0

Пример 1. Химическую устойчивость мицелиальных откодов производства эритромчцина в сернокислых растворах в зависимости от рН среды опреде- ляют при следующих условиях: масса образца 0,5 г, объем раствора 200 мл, продолжительность контакта при постоянном перемешивании 2 ч, Влияние рН раствора на химическую

20 устойчивость мицелиальных отходов.

1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,2 2,4 2,6 рН

Относительная

0,43 0,64 0,95 0,97 1,0 0,98 0,96 0,7

При значениях отношения характеристического размера циклической структуры молекул антибиотика к диаметру катиона P33., отличных от 1,48 -1,53, 35 по-видимому, нарушается стереоспецифичность взаимодействия циклических структур молекул антибиотика и ионов

РЗЭ.

Таблица 1

Обработка Относительная

Минеральные отхбды производства антибиотика емкость, от. ед., при рН кислотой

1,8 2,0

?,2 2,4 4,0 6,0 с

Феноксиметилпенициллин Соляная

1,12 1,15 1,15 1,13 1,10 1,05 l,21 1,27 1 25 1 23 1, 19 1,13

1,,17 1,23 1,21 1,18 1,15 1,09

Серная

Аэотная

Окситетрациклин Соляная

1,,16 1,18 1,17 1,15 1,11

1 23 1,29 1,27 1 25 1,01

1,04

Серная

1,0

12

Изобретение относится к бионеорганической химии .и может быть использовано для разделения редкоземельных элементов (РЗЭ), например, в аналитической химии.

Целью изобретения является осуществление процесса разделения на стадии сорбции, увеличение коэффициента разделения РЗЭ, снижение стоимости процесса разделения, Сорбционное разделение РЗЭ проводят при рН 2-6 на обработанных минеральной кислотой при рН 1,8-2,4 мицелиальных отходах производства антибиотиков, отношение характеристического размера циклической структуры молекул антибиотика которых к диаметру катиона РЗЭ равно 1,48-1,53.

При значениях рН равновесных растворов, меньших 2,0, наблюдается десХимическая устойчивость в диапазоне рН 1,8-2,4 имеет оптимальную величину. При значениях рН < 1,8 мицелиальные отходы подвергаются значительной химической деструкции.

Пример 2, В статическом режиме при соотношении 1 г мицелиальных отходов к 0 33 л раствора определено ( влияние рН обработки растворами минеральных кислот на емкость мицелиальных отходов по РЗЭ (табл. 1). Продолжительность контакта 2 ч, Сорбция проведена при рН 6 иэ сернокислого раствора.

Увеличение емкости мицелиальных отходов в зависимости от рН обработки приведено в табл. 1 (эа единицу принята емкость беэ кислотной обработки)„

125520) Продолжение табл.1

Относительная емкость, от. ед., при рН

Обработка кислотой

Минеральные отходы производства антибиотика

1,8 2,0 2,2 2,4 4,0

6,0

1,01

1,19 1,25 1,23 1,20 1,04

1,99 2,09 2,06 2,01 1,63

Азотная

1,18

Линкомицин Соляная

Серная 2,03 2,13 2,10 2,03 1,66

1,20

Азотная 2,06 2,16 2,14 2,09 1,69

Эритромицин Соляная 3,24 3,40 3,35 2,27 2,31

Серная 3 32 3 49 3 43 3 35 2 37

Азотная 3,29 3,45 3,40 3,32 2,35

1,22

1,07

1,09

Таблица 2

Коэффициенты разделенна РЗЭ

Х/гт

Иицелнальные отходы производства антибиотиков

Gd /Се Gd/Er Ce/Er

2 1 Ь 2

Г

Х, А са

Се

Фен охсике тилле ннцнллнн

4i7 6@5 3m 9 5>2 0 82 0,8 2,60-2 ° 782

1, 27-1, 36

1 ° 4В

1,53

Окснтетрапнклнн

3,8 11,1 !0,5 13

2,782

1,48

2,8 1,2

1,36

1,64

Линк оынцин

57 72 0,33 1,0 2,781-2,883

17,! 72

l,36-1,41

1, 48-1, 53 1,64-1, 70

1,64

040 088 1,1 1,1 2 7 12 3,0В

1,51

1,Â1

Эрнтромнцнн

Для мицелиальных отходов всех рассмотренных типов обнаружено повышение емкости после кислотной обработки тем большее, чем меньше значение рН обрабатывающего раствора. Однако нижняя граница значений рН обработки (pH 1,8) обусловлена химической устойчивостью мицелиальных отходов.

Пример 3. В статических условиях в одну стадию проведено разделение церия, гадолиния и эрбия мицелиальными отходами различного типа, обработанными раствором серной кислоты при рН 2, Концентрация РЗЭ в исходных сернокислых растворах равняется

5 г/л. Соотношение массы мицелиальных

25 отходов и объема раствора составляет3 r: 1000 мл, продолжительность сорбции 2 ч.

В табл. 2 представлены значения характеристических размеров Х полостей циклических структур молекул антибиотиков, при производстве которых получены указанные типы мицелиальных отходов и отношения характеристических

35 размеров Х к диаметрам ионов церия, гадолиния и эрбия 2 r, Составитель С. Серебряков

Техрец А.Кравчук Корректор С.Черни

Редактор Г.Волкова

Заказ 4743/7 Тираж 527 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предпрятие, г. Ужгород, ул . Проектная, 4

Результаты, представленные ь табл. 2, показывают, что наибольшей селективностью по отношеник к конкретному представителю ряда редкоземельных элементов обладают мицелиальные отходы, полученные при производстве антибиотика, характеристический размер циклической структуры молекулы которого относится к диаметру иона редкоземельного элемента как (1,481,53):1. Так например, отходы производства линкомицина весьма селективно сорбируют гадолиний на фоне равных концентраций церия и эрбия (коэффициенты разделения в зависимости от рН среды составляют 17-72 и 57-7? соответственно), отходы производства эритромицина заметно избирательнее по сравнению с гадолинием и эрбием сорбируют церий (коэффициенты разделения соответственно 2,5-1,1, и 2,7-1,2), отходы производства феноксиметилпенициллина селективны по отношению к га55201 6 долинию и эрбию и отделяют эти эле менты от церия с коэффициентом разделения 4,7-6,5 и 1,2-1,25 соответствен но.

В известном способе значения коэффициентов разделения в многоступенчатом процессе сорбции-десорбции составляют 1,5-4,2, Предлагаемый способ за одну ступень сорбции позволяет дос10 .тичь величин коэффициента разделения

РЗЭ 50-70.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет провести процесс разделения РЗЭ на

1 стадии сорбции и повысить коэффициент разделения РЗЭ в 12-18 раз, исключить использование дорогостоящих и дейицитных реагентов, решить проблему использования отходов многотоннажного щ производства антибиотиков и снизить предел чувствительности хроматографического метода разделения РЗЭ, применяемого в аналитической химии.