Способ выделения церия из нитратных растворов, содержащих сумму редкоземельных элементов



Способ выделения церия из нитратных растворов, содержащих сумму редкоземельных элементов
Способ выделения церия из нитратных растворов, содержащих сумму редкоземельных элементов
Способ выделения церия из нитратных растворов, содержащих сумму редкоземельных элементов
Способ выделения церия из нитратных растворов, содержащих сумму редкоземельных элементов
Способ выделения церия из нитратных растворов, содержащих сумму редкоземельных элементов

 


Владельцы патента RU 2563015:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "Русредмет"(ООО НПК"Русредмет") (RU)

Изобретение может быть использовано при переработке концентратов редкоземельных металлов. Для выделения церия из нитратного раствора, содержащего сумму редкоземельных элементов, церий окисляют до четырехвалентного состояния пероксидом водорода и осаждают аммиаком путем одновременного введения их отдельными порциями при постоянном перемешивании пульпы. Осуществляют контроль полноты протекания реакций. Пульпу нагревают и проводят фильтрацию, промывку осадка и сушку полученного гидроксида церия. Операции окисления и осаждения проводят при температуре раствора 40-50°C при pH 5,8-6,0. Пульпу нагревают до температуры 75-85°C и выдерживают при pH 5,8 в течение 30-60 минут с последующим введением в пульпу азотной кислоты до значения pH 4,5. Перед фильтрацией осуществляют выдержку пульпы для стабилизации pH. Полученный осадок гидроксида церия промывают дистиллированной водой методом репульпации-фильтрации. Изобретение позволяет повысить степень выделения церия из раствора и чистоту гидроксида церия при меньшем количестве операций. 3 з.п. ф-лы, 3 табл.

 

Изобретение относится к технологии переработки концентратов редкоземельных металлов, выделяемых из любых видов природного и техногенного сырья и содержащих церий в значительных количествах, и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

В современном мире в соответствии с требованиями научно-технического прогресса сохраняется устойчивый рост потребления и производства редкоземельных металлов (РЗМ). Уровни производства и потребления РЗМ в промышленно развитых странах мира уже на протяжении нескольких десятков лет служат четкими индикаторами экономического развития и национальной безопасности.

По меткому выражению академика А.Е. Ферсмана, РЗМ являются «витаминами промышленности» и ее важным стратегическим потенциалом.

По оценкам Industrial Mineral Company of Australia, спрос на редкоземельные оксиды (РЗО) в 2014 г. должен достигнуть 200 тыс. тонн в год, существенно превысив показатели предыдущих лет.

Переходные металлы группы лантана, а также скандий и иттрий используют в самых разных областях современной техники: в радиоэлектронике, приборостроении, атомной технике, машиностроении, химической промышленности, в металлургии и т.д.

По мере развития и расширения областей применения редкоземельных металлов, церий, в том числе в виде соединений достаточно высокой степени чистоты, приобретает растущее самостоятельное значение. Кроме того, значительное содержание этого элемента в большинстве перерабатываемых концентратов определяет преимущества его выделения из группы остальных РЗЭ на ранних стадиях технологического процесса. Такой подход существенно уменьшает объемы перерабатываемого вещества, что влечет за собой уменьшение потоков, объемов применяемой технологической аппаратуры и повышает экономическую эффективность производства.

Обычно для выделения церия используют отличия в свойствах его трех- и четырехвалентных соединений. Для этого церий окисляют химическими или электрохимическими методами, а затем отделяют от трехвалентных РЗЭ, используя низкую растворимость гидроксида Ce(IV) в минеральных кислотах (C.K. Gupta, N. Krishnamurthy Extractive Metallurgy of Rare Earths. L, NY, W.: CRC Press, 2005, 522 p.).

Большинство методов получения чистого церия основаны на предварительном переводе его в четырехвалентное состояние с последующим отделением от остальных редкоземельных элементов осадительным, ионнообменным или экстракционным способами. Однако известные способы выделения церия не позволяют удовлетворительно решить поставленную задачу, поскольку либо не позволяют достаточно полно извлекать церий, либо не обеспечивают его достаточную чистоту, либо требуют организации многостадийных, сложных в аппаратурном отношении и энергозатратных процессов.

Известен способ выделения церия (патент РФ №2085493, опубл. 27.07.1997 г.), сущность которого заключается в том, что в раствор хлоридов редкоземельных элементов добавляют порциями либо непрерывно раствор гипохлорита натрия, калия или кальция (20-115 г/л) и 40-115 г/л гидроксида натрия, калия или кальция, интенсивно перемешивая реакционную массу, процесс ведут при 20-100°С и рН 1,7-5,5. Затем фильтрацией отделяют осадок гидроксида церия.

Недостатками способа являются загрязнение конечного продукта сопутствующими редкоземельными элементами (от двух до нескольких процентов) и невысокое извлечение церия (95%) в тех случаях, когда содержание примесей находится у нижнего из приведенных диапазонов значений. При этом до 5% церия остается в фильтрате и либо бесцельно теряется с отделяемым впоследствии лантаном, либо требует дополнительной стадии экстракционного отделения от последнего.

Известен способ выделения церия (+4) из азотнокислого раствора редкоземельных элементов, включающий разбавление редкоземельного раствора водой, гидролитическое осаждение церийсодержащего осадка при 70-100°С, отделение и промывку осадка от маточного раствора, причем воду для разбавления РЗЭ берут в количестве, отвечающем соотношению: [Н]исх+3[Се(+4)]исх<(Vдоб+Vисх)/Vисх<10[Се(+4)]исх, где [Н]исх, [Се(+4)]исх - численные значения концентраций свободной кислоты и церия (+4) в исходном растворе, выраженных в моль/л; Vисх, Vдоб - численные значения объемов исходного раствора и введенной воды, выраженных в л, причем осаждение проводят из полученного раствора в течение не менее 30 мин (патент РФ №2162821 опубл. 10.02.2001 г.).

По окончании процесса образовавшийся осадок основной соли церия (+4) отделяют от раствора трехвалентных РЗЭ фильтрованием. Осадок промывают 0,3 М раствором нитрата аммония. Промытый осадок сушат и прокаливают при температуре 900°С.

Предложенный способ позволяет получить высокочистый (>99,9%) цериевый продукт путем гидролитического осаждения церия (+4) из раствора суммы РЗЭ в течение 30 минут, в то время как при использовании известного способа для завершения процесса требуется 3 часа.

Недостатком процесса является то, что извлечение церия из раствора достаточно невелико (94,5%).

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является промышленный способ окисления - осаждения церия с помощью пероксида водорода (А.И. Михайличенко, Е.Б. Михлин, Ю.Б. Патрикеев. Редкоземельные металлы. М.: Металлургия, 1987, с.120-121). Процесс осуществляют следующим образом: в слабокислый раствор нитратов РЗМ при комнатной температуре прибавляют 30%-ный раствор пероксида водорода и 25%-ный раствор аммиака. Окисление церия происходит по следующим реакциям:

2Се(NO3)3+H2O2+6NH4OH=2Се(ОН)4+6NH4NO3

2Се(NO3)3+7H2O2+6NH4OH=2CeO2(ОН)4+6NH4NO3+8H2O

Пероксид водорода берут в 50%-ном избытке, процесс ведут с постоянным перемешиванием при рН 5-6. Затем пульпу нагревают до 90°С (до полного перехода красно-бурого осадка пероксида церия в бледно-желтый гидроксид четырехвалентного церия) и фильтруют. Дальнейшее выделение церия осуществляют экстракцией трибутилфосфатом. Для этого осадок гидроксида Се (IV) обрабатывают трибутилфосфатом (ТБФ), равновесным с 12М HNO3. При этом происходит экстракция четырехвалентного церия, а трехвалентные РЗМ переходят в рафинат. Органическую фазу четырежды промывают 2-4 М HNO3 для отмывки от трехвалентных РЗМ и реэкстрагируют из нее церий раствором кислоты с добавлением пероксида водорода. Таким образом получают достаточно чистый гидроксид церия.

Процессу также свойственны недостатки: периодичность и длительность процесса, большой расход реагентов, трудоемкость, низкое извлечение церия в готовую продукцию, образование пероксидных соединений церия, затрудняющее дальнейшее растворение гидроксида церия. Добавим, что достижение приемлемой чистоты не достигается на стадии окисления - осаждения церия и требует последующей экстракционной очистки.

Техническая задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в получении гидроксида церия с относительным содержанием в сумме РЗЭ не менее 96% и извлечением не менее 99,9% (остаточным содержанием церия в фильтрате, где сосредоточены остальные редкоземельные элементы не более 0,05 г/л). При этом результат должен достигаться уже на стадии окисления - осаждения и отделения осадка и не требовать дополнительных операций по очистке фильтрата от остаточного церия.

Технический результат достигается за счет того, что в известный процесс выделения церия из нитратного раствора, включающий окисление церия до четырехвалентного путем одновременного введения отдельных порций пероксида водорода и аммиака при постоянном перемешивании пульпы, контроль полноты протекания реакции, нагрев пульпы до заданной температуры, последующую фильтрацию, промывку осадка и сушку полученного гидроксида церия, внесены изменения, а именно:

- операцию окисления проводят при температуре раствора 40-50°С;

- окисление церия осуществляют введением стехиометрического количества пероксида водорода с одновременной нейтрализацией раствора газообразным аммиаком до значений рН 5,8-6,0, окончание процесса контролируют по изменению окраски осветленной части пульпы при добавлении к нему избытка перекиси водорода;

- после окончания окисления пульпу нагревают до 75-80°С, выдерживают в течение 30-60 минут при рН 5,8 при необходимости корректируя его азотной кислотой и газообразным аммиаком;

- после окончания выдержки в пульпу вводят азотную кислоту до рН 4,5,

- перед фильтрацией пульпу выдерживают для стабилизации рН до заданного значения - 4,5;

- полученный осадок гидроксида церия Се(ОН)4 промывают водой методом репульпации-фильтрации при соотношении Т:Ж=1:3 в две стадии

Проведение процесса окисления при температуре 40-50°С оптимизирует процесс увеличивая скорость протекания реакции окисления, однако дальнейшее повышение температуры выше 50°С приводит к потерям окислителя - перекиси водорода, так как начинается ее разложение.

Окисление осуществляется в интервале рН 5,8-6,0, что препятствует соосаждению гидроксидов трехвалентных РЗЭ, рН осаждения которых изменяется от 6,3 (для Lu, Yb) до 8,35 (для La) с четырехвалентным гидроксидом церия, и заканчивается при рН 5,8, при этом рН начала осаждения Се(ОН)4 находится в интервале 0,8-1,0, что позволяет наиболее полно отделить церий от других РЗЭ.

Выдержка пульпы при температуре 75-80°С, рН 5,8 в течение 30-60 мин, необходима для полного удаления избытка пероксида водорода из пульпы, при этом заданное значение рН 5,8 поддерживают газообразным аммиаком и азотной кислотой. Это означает, что за ходом процесса следят по величине кислотности среды, т.е. по значению рН. При увеличении этого значения подают азотную кислоту, а при снижении рН - газообразный аммиак.

Введение азотной кислоты в пульпу до установления значения рН 4,5 позволяет эффективно освободить твердую фазу (гидроксид церия) от примесей трехвалентных РЗЭ, неизбежно соосаждающихся с ним из-за локальных колебаний водородного показателя, так как их растворение начинается при рН менее 5,0. При рН 4,5 достигается гарантированный результат.

Фильтрацию с отделением Се(ОН)4 проводят только после стабилизации значения рН, для чего пульпу выдерживают в течение 1-1,5 часа. Водная отмывка отфильтрованного осадка гидроксида церия методом репульпации-фильтрации обеспечивает то, что основная масса маточного раствора осаждения, находящегося в порах частиц гидроксида церия, удалена и замещена водой.

Вышеуказанные частные признаки изобретения выявлены на основании анализа многочисленных исследований для установления оптимальных значений параметров отдельных операций процесса, которые позволяют осуществить способ в оптимальном режиме с точки зрения повышения извлечения и чистоты получаемого гидроксида церия и отсутствия необходимости дополнительной очистки от него раствора, содержащего остальные редкоземельные элементы.

Совокупность вышеуказанных признаков необходима и достаточна для достижения технического результата изобретения, заключающегося в улучшении разделения церия и остальных редкоземельных металлов, повышении его чистоты и извлечения, а также в отсутствии дополнительных технически сложных операций для достижения поставленных целей.

Ниже приведены конкретные примеры осуществления заявляемого технического решения.

Пример 1. В исходный нитратный раствор, имеющий состав, приведенный в табл.1, при температуре 45°С вводили пероксид водорода отдельными порциями и постоянном перемешивании пульпы.

Процесс окисления церия пероксидом водорода сопровождается образованием наряду с гидроксидом церия (IV) пероксидных соединений церия состава CeO4·2H2O или Се(ОН)2·(O·ОН)2. Последние при нагревании разлагаются с образованием Се(ОН)4, поэтому процесс окисления и ведут при температуре, отличной от комнатной, как в прототипе. Первый этап окисление заканчивается при введении в раствор пероксида водорода в количестве, соответствующем стехиометрии реакции.

Одновременно для нейтрализации свободной кислоты, выделявшейся в процессе гидролиза соли четырехвалентного церия, вводят газообразный аммиак, чтобы поднять рН до 5,8-6,0 и не допустить соосаждение трехвалентных РЗМ. Далее для контроля окончания процесса окисления порциями вводят избыток пероксида водорода до момента исчезновения окрашивания раствора. Процесс окисления закончен.

Затем нагревают пульпу до температуры 75°С и выдерживают при этой температуре и рН 5,8, посредством аммиака и азотной кислоты, в течение 40 минут, чтобы удалился избыток пероксида водорода.

По окончании выдержки для раскисления трехвалентных РЗМ, осажденных вместе с четырехвалентном церием, вводят азотную кислоту до момента, когда рН пульпы достигнет значения рН 4,5.

Для стабилизации значения рН пульпу выдерживают в течение часа, а затем проводят фильтрацию пульпы с отделением осадка Се(ОН)4.

Полученный осадок подвергают промывке дистиллированной водой при соотношении Т:Ж=1:2 методом репульпации-фильтрации (неоднократной промывки). Промывка осадка ведется для удаления маточного раствора осаждения. Он ведется при определенных условиях, т.е. при соотношении Т:Ж. Контроль за окончанием процесса отмывки проводится по данным химического анализа осадка на содержание в нем компонентов маточника осаждения, т.е. аммиачной селитры. Для обеспечения того, чтобы основная масса содержащегося трехвалентного РЗМ азотнокислого раствора, находящегося в порах частиц гидроксида церия, была удалена и замещена водой, значение рН должно быть равным 5,6.

Состав фильтрата и осадка после отмывки кека методом репульпации-фильтрации (анализ пробы) приведен в таблице 2.

Осадок подвергают сушке и дальнейшей переработке в зависимости от его конкретного применения.

Степень извлечения церия из раствора в осадок рассчитывалась по концентрациям оксида церия в растворе до осаждения и после. Степень извлечения оксида церия равна:

где 25 - начальный объем раствора до осаждения церия, л;

106,7 - концентрация оксида церия в растворе до осаждения, г/л;

24,2 - конечный объем раствора после осаждения, л;

0,03 - концентрация оксида церия в растворе после осаждения, г/л.

Таким образом, по результатам опыта (пример 1) степень извлечения оксида церия составила 99,97% (более 99,9%, как заявлено в технической задаче).

Результаты исследования процесса извлечения церия из нитратных растворов, содержащих РЗЭ, приведены в таблице 3. В этой же таблице приведены данные по извлечению церия, осуществляемого аналогично примеру 1, но отличающиеся значениями отдельных параметров: рН, температурой и временем выдержки. Варьирование параметров проводилось только для процесса окисления, так как дальнейшие операции идентичны и не влияют на степень выделения церия, а лишь на его чистоту.

Соответственно:

в примере 2 опыт проводили при температуре 25°С;

в примере 3 - время выдержки пульпы после нагрева составляло 75 минут;

в примере 4 - азотная кислота вводилась до рН 5,2;

в примере 5 - выдержка пульпы перед фильтрацией составляла 1,5 часа, рН 4,5;

в примере 6 - выдержка пульпы перед фильтрацией составляла 45 минут, рН 4,5;

в примере 7 - окисление проводили в интервале рН 6,0-6,2.

Из таблицы 3 видно, что при проведении процесса при пониженной температуре (пример 2) значительное количество церия остается в растворе в трехвалентном виде (это видно по количеству ΣРЗО в осадке), что объясняется неэффективным действием окислителя.

При выдержке пульпы после нагрева в течение 75 минут (пример 3) состав осадка церия практически не отличался от опыта с выдержкой пульпы 1 час. Это объясняется тем, что при таком способе окисления в растворе практически не присутствует избытка перекиси водорода, который необходимо разложить, поэтому достаточно выдержки пульпы в 1 час.

При введении азотной кислоты на растворение трехвалентных РЗЭ до рН 5,2 (пример 4) по составу осадка видно, что наряду с церием в нем присутствуют и трехвалентные РЗЭ, не растворившиеся при данном рН.

При выдержке пульпы в течение 1,5 часа (пример 5) состав осадка не отличался от опыта с выдержкой перед фильтрацией 1 час, однако при выдержке 45 минут (пример 6) в осадке присутствует самарий, имеющий самый близкий к церию рН осаждения. В процессе проведения эксперимента рН перед фильтрацией не был устойчив, незначительно сдвигаясь в кислую область.

При проведении окисления в интервале рН 6,0-6,2 (пример 7), несмотря на последующее введение азотной кислоты до рН 4,5, осадок содержал значительные количества трехвалентных РЗЭ, что говорит об их значительном соосаждении с церием в процессе окисления.

Анализ полученных результатов показывает, что оптимальными являются условия процесса, описанного в примере 1.

Преимущества предлагаемого способа выделения церия из нитратных растворов заключаются в том, что достигается улучшение разделения церия и остальных редкоземельных металлов, повышение его чистоты и извлечения, а также в отсутствии дополнительных технически сложных операций для достижения поставленного технического результата.

Кроме того, достигается снижение расхода пероксида водорода, извлечение оксида церия из нитратного раствора - не менее 99,9%, меньшее количество операций по сравнению с прототипом.

В настоящее время заканчиваются опытно-промышленные испытания предлагаемого способа, и его внедрение в промышленности будет осуществляться с 2014 г.

1. Способ выделения церия из нитратного раствора, содержащего сумму редкоземельных элементов, включающий окисление церия до четырехвалентного состояния пероксидом водорода, осаждение церия аммиаком путем одновременного введения их отдельными порциями при постоянном перемешивании пульпы, контроль полноты протекания реакций, нагрев пульпы до заданной температуры, последующую фильтрацию, промывку осадка и сушку полученного гидроксида церия, отличающийся тем, что операции окисления и осаждения проводят при температуре раствора 40-50°C при pH 5,8-6,0, затем пульпу нагревают до температуры 75-85°C и выдерживают при pH 5,8 в течение 30-60 минут с последующим введением в пульпу азотной кислоты до значения pH 4,5, перед фильтрацией осуществляют выдержку пульпы для стабилизации pH, а полученный осадок гидроксида церия промывают дистиллированной водой методом репульпации-фильтрации.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на стадии осаждения церия в качестве осадителя используют газообразный аммиак.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при нагреве и выдержке пульпы для удаления избытка перекиси водорода оптимальное значение pH 5,8 поддерживают аммиаком и азотной кислотой.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выдержку пульпы перед фильтрацией выбирают в диапазоне 1-1,5 часа, а промывку полученного осадка осуществляют дистиллированной водой при соотношении Т:Ж=1:2 или Т:Ж=1:3 до значения pH 5,6.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии редких металлов, в частности к способу извлечения скандия из красных шламов - отходов глиноземного производства. Способ включает многократное последовательное выщелачивание красного шлама карбонатным раствором при пропускании через пульпу газовоздушной смеси, содержащей СО2.

Изобретение может быть использовано в детекторах ионизирующего излучения в виде электромагнитных волн низких энергий, гамма-, рентгеновского излучения, космических лучей и частиц.
Изобретение относится к сложному оксиду, который может использоваться в качестве катализатора, функциональной керамики, твердого электролита для топливных элементов, абразива и подобного, особенно подходящего для применения как сокаталитического материала в катализаторах очистки выхлопных газов автомобиля, а также относится к способу получения сложного оксида и катализатора для очистки выхлопных газов, использующего сложный оксид.
Изобретение относится к сложным оксидам с высокой окислительно-восстановительной способностью при любых температурах для использования в катализаторах очистки выхлопного газа.

Изобретение относится к области переработки фосфатного сырья, в частности к способам извлечения редкоземельных металлов из апатитового концентрата при азотнокислотной переработке концентрата на комплексные удобрения и может быть использовано в химической и сопутствующих отраслях промышленности.

Изобретение относится к области неорганической химии. Шихту для получения порошков соединений Ln2O2S, Ln2O2S-Ln′2O2S, где Ln, Ln′=Gd - Lu, Y готовят добавлением серной кислоты к растворам нитратов редкоземельных элементов и осаждением, соосаждением, кристаллизацией, сокристаллизацией полученных сульфатов редкоземельных элементов.
Изобретение может быть использовано в химической промышленности для комплексной переработки фосфогипса - фосфополугидрата или фосфодигидрата. Способ переработки фосфогипса включает его предварительную водную обработку.

Изобретение относится к технологии редких и радиоактивных элементов и может быть использовано для получения концентратов редких и редкоземельных элементов из монацита.

Изобретение относится к способу извлечения катионов европия (III) из бедного или техногенного сырья с помощью жидкостной экстракции. Способ извлечения катионов европия (III) включает жидкостную экстракцию из водно-солевых растворов с использованием в качестве экстрагента изооктилового спирта.

Изобретение относится к области химии комплексных соединений редкоземельных металлов, а именно к новым летучим соединениям иттербия и способу их синтеза. Летучие соединения иттербия представляют собой трис-циклопентадиенильные общей формулы {(R1-С5Н4)(R2-C5H4)(R3-C5H4)Yb}, где R1, R2, R3 - алкильные радикалы, C5H4 - циклопентадиенильный лиганд, Yb - иттербий, причем алкильные радикалы содержат в качестве заместителей атомы фтора и имеют общую формулу R1, R2, R3=CF3(СН2)n, где n=2-3.

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для использования в разрядных источниках излучения. Защитное покрытие на внутренней поверхности разрядных оболочек источников излучения содержит оксид алюминия, оксид иттрия, оксид магния, оксид циркония и оксид тория. Изобретение позволяет повысить инертность материала горелки на внутренней поверхности разрядной оболочки по отношению к парам агрессивных металлов при высоких температурах и давлениях, а также в несколько раз увеличить физический срок службы ртутно-цезиевых ламп при незначительном снижении излучения в процессе работы, в пределах этих значений срока службы. 2 табл.
Изобретение может быть использовано при изготовлении нейтронопоглощающих материалов для стержней регулирования систем управления и защиты ядерных реакторов. Способ получения керамических материалов на основе нанокристаллических порошков гафната диспрозия включает изготовление смешанного гидроксида диспрозия и гафния путем растворения в воде солей HfOCl2·8H2O и Dy(NO3)3·5H2O и добавления полученного раствора к раствору аммиака. Далее проводят фильтрацию и промывку полученного осадка, сушку с последующим прокаливанием до получения гафната диспрозия, его размол, прессование и отжиг полученных компактов. Стадию сушки и прокаливания смешанного гидроксида проводят под действием СВЧ-излучения с непрерывной мощностью 1,5-6,0 кВт. При этом ступенчато изменяют температуру в течение 1,0-1,5 час до получения нанокристаллического порошка гафната диспрозия. Изобретение позволяет сократить длительность сушки и прокаливания смешанного гидроксида диспрозия и гафния и получить керамические материалы с высокой плотностью. 4 пр.

Изобретение может быть использовано при получении редкоземельных металлов (РЗМ) из бедного или техногенного сырья с помощью ионной флотации. Способ извлечения солей празеодима (III) из нитратных растворов включает введение в раствор собирателя - додецилсульфата натрия. Додецилсульфат натрия берут в концентрации, соответствующей стехиометрии реакции: где Pr+3 - катион празеодима, C12H25OSO3Na - додецилсульфат натрия. Флотацию осуществляют при pH от 6,0 до 7,0. Изобретение позволяет повысить степень извлечения катионов празеодима (III) до 99%. 2 ил., 1 пр.
Изобретение относится к сложным оксидам и способам их получения. Предложен сложный оксид, содержащий церий и, по меньшей мере, один из редкоземельных элементов-металлов, исключая церий и включая иттрий, в массовом соотношении от 85:15 до 99:1 в пересчете на оксиды, и который дополнительно содержит кремний в количестве от более чем 0 мас.ч. до не более чем 20 мас.ч. в пересчете на SiO2 по отношению к 100 мас.ч. суммарной массы церия и, по меньшей мере, одного из редкоземельных элементов-металлов, исключая церий и включая иттрий, где сложный оксид имеет удельную поверхность не менее чем 40 м2/г при измерении методом BET после обжига при 900°C в течение 5 часов, и способность к восстановлению не менее чем 30% при вычислении по результатам измерения восстановления при программируемой температуре от 50°C до 900°C, после обжига при 1000°C в течение 5 часов. Предложены также способы получения сложного оксида и катализатор очистки отработавших газов с использованием сложного оксида. Технический результат - предложенный сложный оксид способен сохранять большую удельную поверхность даже при использовании в условиях высокой температуры и обладает превосходной термостойкостью и способностью к восстановлению. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 18 пр.

Изобретение относится к технологии синтеза полупроводниковых материалов и может быть использовано при массовом производстве тензочувствительных материалов на основе сульфида самария (SmS). Для синтеза материала состава Sm1+xS, где 0≤x≤0,17, берут в измельченном виде Sm2S3 и Sm в мольном соотношении (1+3x):1. Взятые вещества перемешивают и брикетируют. Затем выдерживают при температуре твердофазной реакции в сосуде, заполненном инертным газом, в течение времени t, которое превышает или равно значению, рассчитанному по формуле nL2exp(m/T), где t - время выдержки, с; Т - температура твердофазной реакции, К; L - максимальный поперечный размер частиц порошка Sm2S3, мкм; n - эмпирический коэффициент, равный 2·10-8 с/мкм2; m - эмпирический коэффициент, равный 2,25·104 К. Изобретение позволяет упростить синтез, уменьшить его длительность, обеспечить возможность варьирования заданного состава материала Sm1+xS и высокую степень соответствия составов полученного и заданного материалов. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к способам получения соединений карбоната лантана и их применению, а именно к способам получения гидроксида карбоната лантана и диоксикарбоната лантана и фармацевтической композиции, содержащей диоксикарбонат лантана. Способ получения соединения карбоната лантана включает осуществление реакции растворимой соли хлорида лантана с карбонатом аммония в растворителе при температуре реакции от примерно 75 градусов Цельсия до примерно 90 градусов Цельсия, при рН от примерно 6,0 до 7,5, и осаждение продукта реакции, при этом продукт реакции представляет собой гидроксид карбонат лантана, содержащий примерно 0,5 масс. % или меньше натрия. При дополнительном обжиге продукта реакции при температуре от примерно 400 до примерно 700 градусов Цельсия в течение двух часов получают диоксикарбонат лантана, содержащий одну или более полиморфных форм формул La2O2CO3 и La2CO5 и содержащий примерно 0,75 масс. % или меньше натрия. Изобретение обеспечивает получение соединений карбоната лантана, обладающих улучшенными свойствами. 4 н. и 17 з.п. ф-лы, 23 ил., 20 табл., 8 пр.

Изобретение относится к способу получения высокочистых соединений 177Lu, свободных от носителя, для медицинских целей и/или диагностических целей. Способ получения соединений 177Lu из соединений l76Yb, облучаемых тепловыми нейтронами, включает введение в первую колонку, заполненную катионообменным материалом, исходных веществ, растворенных в минеральной кислоте и содержащих l77Lu и 176Yb в примерном массовом соотношении от 1:102 до 1:1010, замену протонов катионообменного материала на ионы аммония с использованием раствора NH4Cl, промывку катионообменного материала водой, соединение выходного отверстия первой колонки и входного отверстия второй колонки, введение воды и хелатообразующего агента во входное отверстие первой колонки, чтобы элюировать соединения 177Lu из первой и второй колонок, определение уровня радиоактивного излучения на выходе второй колонки для подтверждения элюирования соединений 177Lu, сбор первого элюата 177Lu из выходного отверстия второй колонки в сосуд, протонирование хелатообразующего агента, загрузка конечной колонки путем непрерывной подачи полученного элюата l77Lu во входное отверстие конечной колонки, промывку от хелатообразующего агента разбавленной минеральной кислотой, удаление следов ионов других металлов из раствора l77Lu путем промывки катионообменного материала конечной колонки минеральной кислотой в разных концентрациях и элюирование ионов 177Lu из конечной колонки с помощью высококонцентрированной минеральной кислоты. Изобретение позволяет получать миллиграммовые количества высокочистых соединений 177Lu, свободных от носителя. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 пр.

Изобретение может быть использовано для переработки и дезактивации редкоземельного концентрата (РЗК), выделенного из апатитового концентрата и продуктов его переработки - фосфогипса и экстракционной фосфорной кислоты. Редкоземельный концентрат, выделенный из сырья, содержащего продукты распада уран-ториевого ряда, растворяют в азотной кислоте при нагревании и агитации пульпы, которую затем разбавляют водой и охлаждают. После этого добавляют перекись водорода с расходом, обеспечивающим восстановление церия (+4) до церия (+3) на 98,0-99,5%. Далее при помощи фильтрации отделяют азотнокислый раствор редкоземельных элементов (РЗЭ), из которого выделяют торий при соосаждении с сульфатом бария путем добавления сульфатов и растворимых соединений бария. Затем проводят нейтрализацию до рН 2,5-3,9 перемешиванием при температуре 35-45°C в течение 1,0-1,5 часов. Барий-ториевый кек отделяют фильтрацией. Изобретение позволяет упростить получение дезактивированных оксидов РЗЭ из продуктов переработки апатитового концентрата при снижении затрат. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение может быть использовано при изготовлении сырья для горячего прессования фторидной лазерной керамики. Способ получения порошка фторида стронция, активированного фторидом неодима, включает взаимодействие раствора фторида аммония с раствором, содержащим нитрат стронция и нитрат неодима. Полученный садок отделяют, промывают, сушат и подвергают термической обработке. Используют раствор, содержащий ионы стронция и неодима при их мольном соотношении от 0,997:0,003 до 0,98:0,02, соответственно. Фторид аммония берут с избытком от стехиометрии 100-120%. Термическую обработку высушенного осадка проводят в две стадии. Первую стадию проводят при температуре 200-250°C в течение 0,5-1 часа со скоростью нагрева 5-7 град/мин, вторую - при 550-600°C со скоростью нагрева 10-15 град/мин в атмосфере выделяющегося фтористого водорода в течение 2-3 часов. Изобретение позволяет получить тонкодисперсный безводный порошок фторида стронция, активированного фторидом неодима, с однородным химическим и фазовым составом и выходом продукта 92,3-97,5%. 9 ил., 3 табл., 6 пр.

Изобретение относится к люминесцирующим растворимым соединениям двухвалентных лантанидов, находящих широкое применение в различных отраслях промышленности и науки. Описывается способ получения люминесцирующих растворимых комплексов двухвалентных лантанидов LnCl2·(ТГФ)2, где Ln = Eu, Yb, Sm. Способ состоит во взаимодействии кристаллогидрата трихлорида лантанида LnCl3·6Н2О, где Ln = Eu, Yb, Sm, с алюмоорганическим соединением (АОС) формулы R2ALR′, где R = R′ = Me, Et, изо-Bu; R = изо-Bu, R′ = H. Реакцию проводят при мольном отношении LnCl3·6Н2О/АОС = 1/40 в атмосфере аргона при 20-25°C и атмосферном давлении в среде апротонного растворителя - тетрагидрофурана. Выделение LnCl2·(ТГФ)2 ведут удалением растворителя вакуумной отгонкой и осаждением твердого комплекса добавлением гексана или толуола. Предложенный способ позволяет упростить технологический процесс за счет проведения его одностадийным методом в мягких условиях с использованием доступных кристаллогидратов трихлорида лантанидов по сравнению с труднодоступным металлическим Ln или безводным LnCl3. 1 табл., 3 пр.
Наверх