Способ выделения европия из смеси редкоземельных элементов

 

Использование: неорганическая химия, технология производства солей РЗЭ. Сущность изобретения: сернокислый раствор, содержащий редкоземельные элементы, обрабатывают фторидом натрия и металлическим алюминием. Образовавшийся осадок отделяют от раствора. Извлечение европия в осадок 98,5%.

Изобретение относится к химической технологии редкоземельных элементов и может быть использовано в производстве продуктов европия.

Известны способы выделения европия, основанные на восстановлении его до двухвалентного состояния в растворах солей смеси РЗЭ и последующем отделении в виде труднорастворимого осадка [1,2] Недостатками используемых химических методов выделения европия из смеси РЗЭ являются необходимость применения дорогостоящих и токсичных реагентов (ртуть, свинец, цинк, соляная и уксусная кислоты), сложность оборудования, проблема утилизации жидких сбросов, содержащих хлор, цинк и др.

Из металлов-восстановителей относительно дешев и нетоксичен алюминий.

Метод с использованием алюминия для перевода европия в двухвалентное состояние [2] прост в осуществлении.

Однако алюминий (в виде амальгамы) восстанавливает европий только в соляно-уксуснокислых растворах. Это ухудшает санитарные условия проведения процесса.

Предлагаемый способ позволяет избежать перечисленных недостатков известных химических методов выделения европия из смеси РЗЭ.

Сущность предлагаемого способа состоит в том, что европий восстанавливают металлическим алюминием (пыль, порошок, гранулы) в сернокислом растворе РЗЭ в присутствии фтор-ионов, вносимых в виде водорастворимых соединений, например NaF, NH₄HF₂, HF и др. На ход и показатели процесса влияют температура и рН среды, продолжительность агитации пульпы и соотношение вводимых алюминия и фтора.

Предлагаемый метод дает возможность извлекать из суммы РЗЭ до 98,5% европия и получать продукт, содержащий до 99,9% европия. В зависимости от требований к качеству конечного продукта европия параметры процесса могут изменяться в следующих пределах: рН среды 0,1-5,0 Температура пульпы, ^оС 5-50 Количество вводимого алюминия, от стехио- метрически необходимого 100-300 Количество вводимого фтора от массы вводимого алюминия 0,045-0,45 Время агитации пульпы,ч 0,5-3,5 П р и м е р 1. В сернокислый раствор с концентрацией Н₂SO₄ 24,5 г/дм³, РЗ₂О₃ 100 г (в том числе 9,8 г европия) вносили 15 г алюминия (порошок, марка ПА-4) и 10 г NaF, затем перемешивали в течение 90 мин при комнатной температуре. Выход европия в отфильтрованный и отмытый осадок 98,1% содержание европия в сумме РЗ₂O₃ осадка 94,2% П р и м е р 2. В аналогичный первому сернокислый раствор вносили 20 г алюминия и 10 г NaF, затем перемешивали в течение 1,5 ч при температуре 40^оС. Выход европия в отфильтрованный и отмытый осадок составил 98,3% содержание европия в сумме РЗ₂О₃ осадка 98,5% Полученные фильтраты использованы при изготовлении исходных растворов.

Таким образом, предлагаемый способ выделения европия из РЗЭ по сравнению с известными химическими методами позволяет повысить извлечение и качество европия, использовать более дешевые и менее токсичные реагенты, решить проблему утилизации жидких сбросов.

Формула изобретения

Способ выделения европия из смеси редкоземельных элементов, включающий восстановление европия (III) до европия (II) в кислом растворе металлическим алюминием, осаждение концентрата европия и отделение его от раствора солей редкоземельных элементов, отличающийся тем, что восстановление европия проводят в сернокислой среде в присутствии фтор-ионов.