Способ извлечения катионов самария (iii)


 


Владельцы патента RU 2481141:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" (RU)

Изобретение относится к области извлечения веществ органическими экстрагентами из водных растворов, в частности к способу получения катионов самария (III) из бедного или техногенного сырья с помощью метода жидкостной экстракции. Способ извлечения катионов самария (III) включает жидкостную экстракцию с использованием экстрагента - изооктилового спирта и органического разбавителя, в качестве которого используют додецилсульфат натрия в концентрации, соответствующей стехиометрии реакции. Экстракцию осуществляют при pH=3,0-6,0. Изобретение позволяет достигнуть 90% извлечения катионов самария (III) из водных растворов его солей. 1 ил.

 

Способ относится к области извлечения веществ органическими экстрагентами из водных растворов, в частности к способам получения редкоземельных металлов (РЗМ) из бедного или техногенного сырья с помощью жидкостной экстракции.

Известен способ экстракционного извлечения катионов тория (IV), в котором в качестве экстрагента использовали трибутилфосфат ТБФ (В.Г.Майоров, А.И.Николаев, В.К.Копков, Л.А.Сафонова, Г.В.Короткова Выделение тория (IV) при утилизации растворов солянокислотного вскрытия перовскита. Журнал прикладной химии. 2004. Т.77. Вып.5. С.715-719). Наиболее полно извлечение происходит при соотношении органической и водной фазы 3:1 и достигает величины 84%.

Недостатками способа являются не полное извлечение ионов металла из раствора и зависимость от соотношения органической и водной фаз.

Известен способ извлечения катионов тория (IV) с помощью жидкостной экстракции из раствора соляной кислоты концентрацией 1 моль/л с применением в качестве экстрагента трибутилфосфата ТБФ при добавлении хлорида кальция (3,5 моль/л), хлорида алюминия (2 моль/л) или хлорида натрия (4 моль/л) (В.Г.Майоров, А.И.Николаев К экстракции тория (IV) трибутилфосфатом из растворов хлоридов натрия, кальция и алюминия // Журнал прикладной химии. 2006. Т.79. Вып.7. С.1207-1209). Степень извлечения ионов тория в присутствии хлорид-ионов в ряду NaCl<CaCl2<AlCl3 составила 0,5%; 40%; 60%.

Недостатками способа являются низкая степень извлечения катионов металла из раствора и необходимость присутствия в растворе хлорид-ионов.

Известен способ извлечения ионов церия (III) методом жидкостной экстракции, где в качестве экстрагента и разбавителя использовали олеиновую кислоту (Д.Э.Чиркст, Т.Е.Литвинова, B.C.Старшинова, Г.С.Рощин Экстракция церия (III) олеиновой кислотой из нитратных сред // Журнал прикладной химии. 2007. Т.80. Вып.2. С.187-190), принятый за прототип. Концентрация экстрагента равнялась 0,5 М. Коэффициент распределения церия (III) при экстракции олеиновой кислотой в интервале pH 3-5 возрастает от 1 до 100, при рН=5,5 извлечение максимально и коэффициент распределения равен 235.

Недостатками способа являются низкое значение извлечения катионов церия (III) при pH<5 и большая зависимость от концентрации экстрагента.

Техническим результатом изобретения является увеличение степени извлечения катионов самария (III).

Технический результат достигается тем, что в способе извлечения катионов самария (III), включающий жидкостную экстракцию с использованием экстрагента и органического разбавителя, в качестве разбавителя используют изооктиловый спирт, а в качестве экстрагента используют додецилсульфат натрия в концентрации, соответствующей стехиометрии реакции:

Sm+3+3C12H25OSO3Na=Sm[C12H25OSO3]+3Na+,

где Sm+3 - катион самария (III), C12H25OSO3Na - додецилсульфат натрия, Sm[C12H25OSO3]3 - сольват, при этом жидкостную экстракцию осуществляют при pH=3,0-6,0.

Использование в качестве экстрагента ПАВ анионного типа додецилсульфата натрия обеспечивает значительное увеличение степени извлечения катионов самария (III) при жидкостной экстракции. Додецилсульфат натрия сочетает в себе свойства как собирателя, вспенивателя, так и экстрагента, легко регенерируется. В растворе катионы самария (III) образуют с додецилсульфатом натрия прочные сольваты, вследствие ориентации полярной группы к катиону и экранированием сольвата с внешней стороны неполярными радикалами. Перенос сольвата в органическую фазу обеспечен взаимодействием с ним изооктилового спирта, что подтверждают сдвиг частоты валентных колебаний νo-н, а также отсутствие растворения додецилсульфата натрия в неполярных растворителях.

Использование в качестве органической фазы изооктилового спирта C8H18O обеспечивает возможность извлечения катионов самария (III) в составе сольватов с додецилсульфатом натрия.

Концентрация додецилсульфата натрия, соответствующая стехиометрии реакции:

Sm+3+3C12H25OSO3Na=Sm[C12H25OSO3]3+3Na+,

где Sm+3 - катион самария, C12H25OSO3Na - додецилсульфат натрия, Sm[C12H25OSO3]3 - сольват, позволяет увеличить степень извлечения катионов самария (III) при жидкостной экстракции и уменьшить затраты додецилсульфата натрия. Параметром извлечения катионов самария (III) является коэффициент распределения Кр. Величину Кр извлекаемого иона между водной и органической фазами рассчитывали по отношению концентрации катиона самария (III) - [Sm+3] в органической фазе к концентрации [Sm+3] в водной фазе соответственно формуле: K=[Sm+3]org/[Sm+3]aq.

Величина коэффициента распределения катионов самария (III) между водной и органической фазами достигает величины 300-400. Осуществление жидкостной экстракции при pH=3,0-6,0 обеспечивает увеличение степени извлечения самария до 90% и уменьшение затрат додецилсульфата натрия (установлено экспериментально).

Способ осуществляют следующим образом. Использовали 200 мл водного раствора нитрата самария (III) с концентрацией катионов самария (III) 0,001 моль/л. В качестве экстрагента использовали ПАВ анионного типа додецилсульфат натрия в виде порошка массой 0, 1728 г, концентрация которого в растворе нитрата самария (III) соответствовала стехиометрии реакции, а в качестве разбавителя - изооктиловый спирт C8H18O - 5 мл. Процесс жидкостной экстракции осуществляли в лабораторной модели экстрактора с мешалкой марки ES-8300 D со скоростью около 700 об/мин. Порошок додецилсульфата натрия добавляют в раствор нитрата самария (III), перемешивают, затем добавляют изооктиловый спирт и осуществляют процесс жидкостной экстракции в течение 30 мин при значении pH 3-6. В процессе жидкостной экстракции происходит образование сольвата и его растворение в изооктиловом спирте. Экстракт переливают в делительные воронки объемом 0,25 л и оставляют при комнатной температуре для расслаивания фаз в течение 3-5 суток. Затем, после разделения фаз, водную фазу анализировали фотометрическим методом на содержание катионов самария (III). Методом инфракрасной спектроскопии определяли форму экстрагируемых солей в органической фазе - изооктиловом спирте.

На Фиг. 1 представлена зависимость коэффициентов распределения катионов самария (III) от pH водной фазы растворов солей.

Таким образом, способ позволяет получить 90% извлечения катионов самария (III) из водного раствора его солей.

Способ извлечения катионов самария (III), включающий жидкостную экстракцию с использованием экстрагента и органического разбавителя, отличающийся тем, что в качестве разбавителя используют изооктиловый спирт, а в качестве экстрагента используют додецилсульфат натрия в концентрации, соответствующей стехиометрии реакции:
Sm+3+3C12H25OSO3Na=Sm[C12H25OSO3]3+3Na+,
где Sm+3 - катион самария,
C12H25OSO3Na - додецилсульфат натрия,
Sm[C12H25OSO3]3 - сольват,
при этом жидкостную экстракцию осуществляют при pH 3,0-6,0.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к извлечению оксида скандия из бедного скандиевого концентрата. .

Изобретение относится к люминесцентным в видимой области спектра комплексным соединениям лантаноидов с органическими лигандами, применяемым в электролюминесцентных устройствах, средствах защиты ценных бумаг и документов от фальсификации и др.

Изобретение относится к электролитическим способам получения чистого гексаборида лантана. .
Изобретение относится к способам получения новых соединений двухвалентных лантанидов Ln(II), более конкретно к способу получения соединений LnCl2·0.5H2 O·(0.04-0.07)Bui 4Al2O.
Изобретение относится к способу получения спиртового сольвата хлорида неодима, который может быть использован в качестве компонента для получения катализатора полимеризации диеновых углеводородов.
Изобретение относится к электролитическим способам получения чистого гексаборида гадолиния. .

Изобретение относится к области переработки отходов различных смесей, в частности неорганических отходов, и может быть использовано для регенерации отходов порошкообразного оксида гадолиния.
Изобретение относится к электролитическим способам получения чистого гексаборида церия. .

Изобретение относится к нанотехнологии и может быть использовано для нанесения ультратонких люминесцентных покрытий и для получения маркеров. .
Изобретение относится к способам выделения концентрата редкоземельных элементов (РЗЭ) из экстракционной фосфорной кислоты, получаемой в дигидратном процессе переработки апатитового концентрата, и может быть использовано в химической и сопутствующих отраслях промышленности.

Изобретение относится к экстрактору противоточных потоков фаз, который может быть использован в гидрометаллургическом, химическом, нефтяном и пищевом производстве.

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к способу получения гуминовых кислот из низкоминерализованных иловых сульфидных грязей. .
Изобретение относится к фармации, а именно к фармацевтической химии, и может быть использовано для количественного определения фармакологически активных веществ - флавоноидов в лекарственном растительном сырье.
Изобретение относится к косметической и фармацевтической отраслям промышленности, в частности к способу получения водного экстракта из растительного сырья. .

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения акриловой кислоты, в соответствии с которым путем осуществляемого при повышенной температуре гетерогенно катализируемого газофазного частичного окисления молекулярным кислородом по меньшей мере одного соответствующего исходного соединения с тремя атомами углерода на находящихся в твердом агрегатном состоянии катализаторах получают газовую смесь продуктов, содержащую акриловую кислоту, водяной пар и побочные компоненты, температуру указанной смеси при необходимости снижают путем прямого и/или косвенного охлаждения, после чего указанную смесь направляют в оснащенную эффективно разделяющими элементами конденсационную колонну, вдоль которой она самостоятельно поднимается при одновременном протекании фракционной конденсации, причем через первый боковой отбор, находящийся выше места подачи газовой смеси реакционных продуктов в конденсационную колонну, из конденсационной колонны выводят обедненную водой и побочными компонентами сырую акриловую кислоту в качестве целевого продукта, через находящийся выше первого бокового отбора второй отбор жидкой фазы из конденсационной колонны выводят содержащую акриловую кислоту и побочные компоненты кислую воду, из верхней части конденсационной колонны выводят остаточную газовую смесь, содержащую побочные компоненты, кипящие при более низкой температуре, чем вода, из куба конденсационной колонны выводят кубовую жидкость, содержащую акриловую кислоту, а также побочные продукты и побочные компоненты, кипящие при более высокой температуре, чем акриловая кислота, частичное количество отбираемой кислой воды как таковое и/или после охлаждения возвращают в конденсационную колонну в качестве флегмы, и сырую акриловую кислоту при необходимости подвергают дополнительной очистке по меньшей мере одним другим методом термического разделения, и при необходимости в сырую акриловую кислоту перед дополнительной кристаллизационной очисткой добавляют частичное количество отбираемой кислой воды, где акриловую кислоту, содержащуюся по меньшей мере в частичном количестве невозвращаемой в конденсационную колонну кислой воды, переводят из кислой воды в органический растворитель путем выполняемой этим растворителем экстракции, сопровождаемой образованием содержащего акриловую кислоту органического экстракта, из которого акриловую кислоту в дальнейшем выделяют путем его отпаривания первым отпаривающим газом, причем первый отпаривающий газ, содержащий акриловую кислоту, возвращают в конденсационную колонну, и/или акриловую кислоту, содержащуюся в первом отпаривающем газе, переводят в водный раствор гидроксида металла или образующийся первый отпаривающий газ, содержащий акриловую кислоту, используют в качестве второго отпаривающего газа с целью отпаривания акриловой кислоты, содержащейся в выводимой из конденсационной колонны кубовой жидкости, и причем образующийся при этом второй отпаривающий газ, содержащий акриловую кислоту, возвращают в конденсационную колонну и/или акриловую кислоту, содержащуюся во втором отпаривающем газе, переводят в водный раствор гидроксида металла.
Изобретение относится к фармацевтической промышленности, в частности к способу извлечения экдистероидов. .

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, в частности к сухому экстракту из плодов Piper cubeba L. .
Изобретение относится к фармацевтической промышленности, в частности к способу получения каротиноидного комплекса из морских звезд. .

Изобретение относится к области аналитической химии, в частности к анализу воздуха на содержание бензапирена. .

Изобретение относится к способу автоматического управления процессом жидкостной экстракции в экстракционных колоннах, преимущественно вибрационных, и может быть использовано в гидрометаллургических, нефтехимических, радиохимических и других производствах
Наверх