Способ извлечения гольмия (iii) из растворов солей

Изобретение относится к получению редкоземельных металлов (РЗМ) или их оксидов из бедного или техногенного сырья с помощью метода флотоэкстракции. Способ извлечения гольмия (III) из водных фаз включает флотоэкстракцию с использованием органической фазы и собирателя. При этом в качестве органической фазы используют изооктиловый спирт, а в качестве собирателя - поверхностно-активное вещество анионного типа - додецилсульфат натрия в концентрации, соответствующей стехиометрии реакции:

Но+3+3NaDS=Ho(DS)3+3Na+, где Но+3 - катион гольмия (III), NaDS - додецилсульфат натрия. Флотоэкстракцию осуществляют при pH от 5,3 до 9,5 и соотношении органической и водной фаз от 1/20 до 1/40. Способ позволяет достигнуть увеличения степени извлечения гольмия (III) из раствора его солей. 1 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к обогащению, в частности к способам получения редкоземельных металлов (РЗМ) или их оксидов из бедного или техногенного сырья с помощью метода флотоэкстракции.

Известен способ экстракционного извлечения и разделения твердых полимерных электролитов (ТПЭ) и редкоземельных элементов (РЗЭ) из азотнокислых растворов (патент РФ №2106030, опубликован 27.02.1998 г.). Извлечение и разделение ТПЭ и РЗЭ из азотнокислых жидких отходов проводят экстракцией раствором циркониевой соли фосфорорганической кислоты, преимущественно дибутилфосфорной кислоты (ДБФК) в нейтральном фосфорорганическом реагенте. В качестве органического реагента используют преимущественно трибутилфосфат концентрации 5-45 об. % в инертном разбавителе. В процессе экстракции молярное соотношение Zr/ ДБФК=1/50-1/4. Экстрагент является совместимым с экстракционной технологией "Пурекс-процесса". ТПЭ и РЗЭ разделяют путем промывки экстрагента раствором азотной кислоты концентрации 3-12 моль/л, после чего проводят реэкстракцию РЗЭ. Оборотной экстрагент регенерируют путем удаления циркониевой соли фосфорорганической кислоты карбонатно-щелочной промывкой.

Недостатком является слабая избирательность метода и невозможность дальнейшего разделения индивидуальных РЗЭ исключительно в кислотных средах.

Известен способ извлечения редкоземельных элементов из технологических и продуктивных растворов и пульп (патент РФ №2484162, опубликован 10.06.2013 г.). Способ извлечения редкоземельных элементов из растворов, содержащих железо (III) и алюминий, включает сорбцию редкоземельных элементов на сорбенте. В качестве сорбента используют амфолит с иминодиацетатными функциональными группами. Сорбцию проводят после предварительной нейтрализации или подкисления раствора до pH=4-5 любым щелочным или кислым агентом с дальнейшим введением амфолита в полученную пульпу без отделения твердой части. Сорбцию осуществляют при соотношении амфолит: пульпа 1:50-1:150, времени контакта фаз 3-6 часов и в присутствии восстановителя.

Недостатком способа является длительное время контакта фаз.

Известен универсальный способ селективного извлечения солей переходных, редкоземельных и актиноидных элементов из многокомпонентных растворов с помощью нанопористых материалов (патент РФ №2472863, опубликован 20.01.2013 г.), включает селективное извлечение солей в объемах нанопор электропроводящих материалов за счет эффекта электростатического взаимодействия дипольных моментов сольватированных ионных комплексов переходных, редкоземельных и актиноидных элементов с электрическим полем двойного электрического слоя границы раздела "стенка нанопоры - раствор". Способ ведут путем последовательного заполнения нанопор нанопористого электропроводящего материала раствором, содержащим ионные комплексы переходных, и/или редкоземельных, и/или актиноидных элементов, вытеснения из нанопор слабо локализованных ионных комплексов переходных, редкоземельных и актиноидных элементов.

Недостатком способа является сложность реализации предложенных технологических решений в промышленных или укрупненно лабораторных масштабах.

Известен способ выделения гадолиния экстракцией фосфорорганическими соединениями (патент № RU 2518619, опубл. 10.06.2014 г.), включающий извлечение тербия, диспрозия и более тяжелых РЗЭ в органическую фазу, промывку и реэкстракцию на первой стадии, отличающийся тем, что из полученного рафинатного раствора на второй стадии извлекают в органическую фазу гадолиний, оставляя европий, самарий, неодим и остальные цериевые РЗЭ в водной фазе. Из полученной органической фазы извлекают гадолиний в реэкстракт, причем весь реэкстракт, содержащий гадолиний, возвращают на стадию промывки и ведут процесс до достижения требуемого содержания самария и европия в гадолиний, выводят полученный раствор гадолиния и процесс повторяют вновь.

Недостатком является сложность предложенных технологических решений в стадии промывки реэкстракта.

Известен способ извлечения редкоземельных металлов (РЗМ) из разбавленных водных кислых растворов, (заявка на изобретение РФ №2013109742, опубл. 10.09.2014 г.), включающий последовательные стадии жидкофазной экстракции РЗМ в органическую фазу и реэкстракции РЗМ из органической фазы, отличающийся тем, что реэкстракция осуществляется осаждением РЗМ в твердую фазу в виде малорастворимой соли сильной кислоты (pKa<0), в качестве органической фазы используют экстрагенты, выбранные из группы, включающей фосфиноксид в керосине, трибутилфосфат в керосине, ди-2-этилгексил фосфорной кислоты (Д2ЭГФК), малорастворимой солью РЗМ являются сульфаты РЗМ.

Недостатком данного метода является то, что реэкстракция РЗМ из органической фазы осуществляется осаждением РЗМ в твердую фазу в виде малорастворимой соли сульфата.

Известен способ экстракционной очистки нитратных растворов, содержащих редкоземельные металлы (РЗМ) (патент РФ №2517651, опубл. 27.05.2014 г.), включающий многоступенчатую противоточную экстракцию примесей из водного азотнокислого раствора трибутилфосфатом (ТБФ), отличающийся тем, что очистке подвергают раствор с концентрацией РЗМ 100-150 г/л, при этом проводят 5 ступеней экстракции с отношением органической и водной фаз O:В=1:1,1, после которой проводят 3-5 ступеней промывки с отношением О:В=10:1 и 5 ступеней реэкстракции в системе 100%-ный ТБФ - водный раствор азотнокислых солей.

Недостатком метода является многоступенчатость предложенной технологии, включая процессы очистки, промывки и реэкстракции.

Известен способ извлечения редкоземельных металлов из водных растворов (патент РФ №2484163, опубл. 03.04.2012 г.), включает экстракцию катионов редкоземельных металлов органической фазой, содержащей раствор экстрагента в инертном разбавителе. В качестве экстрагента используют нафтеновую кислоту. В качестве инертного растворителя используют керосин. Экстракцию ведут в три стадии при соотношении объемов органической и водной фаз O:В=1:(9-11) на каждой стадии. При этом на первой стадии извлекают катионы европия (III) при содержании 10-13 об.% нафтеновой кислоты в керосине и pH водного раствора 5,0-5,1. На второй стадии извлекают катионы самария (III) при содержании 13-16 об. % нафтеновой кислоты в керосине и pH водного раствора 4,6-4,7. На третьей стадии извлекают катионы церия (III) и лантана (III) при том же содержании экстрагента и pH 5,0-5,1.

Недостатком способа является многостадийность процесса и низкая чистота полученных растворов индивидуальных РЗЭ.

Известен способ извлечения редкоземельных металлов из разбавленных водных растворов (Известия Академии наук. Серия химическая. №5. «Флотоэкстракция ионов церия из разбавленных водных растворов», опубл. 2012 г.), принятый за прототип, который является комбинацией флотации ионов и жидкостной экстракцией катионов редкоземельных металлов органической фазой. В качестве собирателя используют додецилсульфат натрия. В качестве органической фазы используют изо-октиловый спирт. Флотоэкстракцию катионов церия ведут в течение 2 часов при соотношении объемов органической и водной фаз O:В=1:40.

Недостатком метода является выбор соотношения органической фазы к водной и узкий диапазон области pH, при котором происходит извлечение РЗМ.

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

Технический результат достигается тем, что в качестве органической фазы используют изооктиловый спирт, а в качестве собирателя используют поверхностно-активные вещества (ПАВ) анионного типа додецилсульфат натрия в концентрации, соответствующей стехиометрии реакции:

Но+3+3NaDS=Ho(DS)3+3Na+,

где Но+3 - катион гольмия (III),

NaDS - додецилсульфат натрия,

при этом флотоэкстракцию осуществляют при pH от 5,3 до 9,5 и соотношении органической и водной фаз от 1/20 до 1/40.

Способ поясняется следующим чертежом:

фиг. 1 - экспериментальная зависимость коэффициентов распределения ионов гольмия (III) от pH водных растворов солей при флотоэкстракции с применением додецилсульфата натрия.

Способ осуществляют следующим образом.

К водному раствору соли гольмия (III) добавляют поверхностно-активное (ПАВ) анионогенное вещество, перемешивают, доводят pH от 5,3 до 9,5. В качестве ПАВ анионного типа используют додецилсульфат натрия, концентрация которого соответствует стехиометрии указанной реакции. Флотоэкстракцию проводят в течение 120 мин. После проведения процесса флотоэкстракции раствор анализируют на содержание катионов гольмия (III).

Способ поясняется примером. Проводят флотоэкстракцию в колонке, выполненной в виде цилиндра, дном которого служил фильтр Шотта. К 200 мл раствора нитрата гольмия (III) концентрацией 0,001 моль/л добавляли ПАВ анионного типа - додецилсульфат натрия. Водный раствор доводили до соответствующего pH. Процесс флотоэкстракции проводили в течение 120 мин. Раствор, оставшийся в колонке, через определенный интервал времени анализировали на содержание катионов гольмия (III). Соотношение органической фазы к водной составляет от 1/20 до 1/40.

На фиг. 1 представлена экспериментальная зависимость коэффициентов распределения ионов гольмия (III) от pH водных растворов солей при флотоэкстракции с применением додецилсульфата натрия. Эксперимент показал, что при значении pH=7,5 извлечение катионов гольмия (III) из раствора достигает не менее 98%.

Таким образом, способ позволяет достигнуть увеличения степени извлечения гольмия (III) из раствора его солей.

Способ извлечения гольмия (III) из водных фаз, включающий флотоэкстракцию с использованием органической фазы и собирателя, отличающийся тем, что в качестве органической фазы используют изооктиловый спирт, а в качестве собирателя - поверхностно-активное вещество анионного типа додецилсульфат натрия NaDS в концентрации, соответствующей стехиометрии реакции:

где Ho3+ - катион гольмия (III),
NaDS - додецилсульфат натрия,
HoDS - додецилсульфат гольмия,
при этом флотоэкстракцию осуществляют при pH от 5,3 до 9,5 и соотношении органической и водной фаз от 1/20 до 1/40.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии извлечения скандия из различных видов сырья и техногенных отходов и может быть использовано для избирательного извлечения скандия из отходов производства алюминия (красные шламы), титана (отработанные расплавы), диоксида титана (гидролизная серная кислота или солянокислые раствора), циркония, олова, вольфрама, урана.
Изобретение относится к области металлургии редких металлов. Способ очистки скандия от тория, циркония и железа включает их экстракцию путем контактирования водного раствора, содержащего скандий, торий, цирконий и железо, азотную кислоту и хлорид лития с экстрагентом, в качестве которого используют трибутилфосфат (ТБФ) или триизоамилфосфат (ТиАФ).

Изобретение относится к металлургии редких металлов, а именно к извлечению скандия из красного шлама, который является отходом производства глинозема. Способ включает выщелачивание скандия раствором серной кислоты при нагревании в течение 2 часов и фильтрацию пульпы.
Изобретение относится к способу извлечения редкоземельных и благородных металлов из золошлаков. Способ включает смешение их с выщелачивающими растворами, накопление биомассы микроорганизмов рода Acidithiobacillales, бактериальное выщелачивание редкоземельных и благородных металлов.

Заявляемый способ относится к гидрометаллургии редких металлов, в частности к способу извлечения редкоземельных элементов (РЗЭ) из растворов, и может быть использован в технологии получения концентратов редкоземельных элементов.
Изобретение относится к технологии выделения редкоземельных элементов (РЗЭ) из природных фосфорсодержащих концентратов. Монацитовый концентрат обрабатывают при нагревании серной кислотой c получением спека, содержащего сульфаты редкоземельных элементов.

Изобретение относится к способу переработки железосодержащих монацитовых концентратов. Способ включает обработку концентрата разбавленной соляной кислотой с получением солянокислых растворов FeCl2 и LnCl3.

Изобретение может быть использовано для разделения редкоземельных металлов РЗМ и получения церия и сопутствующих ему других редкоземельных металлов. Способ разделения РЗМ из растворов включает получение азотнокислых растворов РЗМ растворением карбонатов РЗМ в азотной кислоте, экстракцию катионов РЗМ в трибутилфосфат и последующее разделение извлекаемых РЗМ путем реэкстракции, Перед получением азотнокислых растворов РЗМ их карбонаты предварительно окисляют продувкой горячим воздухом с температурой от 300 до 350°С.

Изобретение относится к технологии редких и редкоземельных металлов и может быть использовано на рудоперерабатывающих предприятиях для вскрытия и переработки трудно разлагаемых концентратов для извлечения редкоземельных металлов (РЗМ), циркония, титана и других металлов.

Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов, в частности к способу извлечения редкоземельных элементов (РЗЭ), и может быть использован в технологии хроматографического разделения лютеция и иттербия.
Изобретение относится к области металлургии редких металлов. Способ очистки скандия от тория, циркония и железа включает их экстракцию путем контактирования водного раствора, содержащего скандий, торий, цирконий и железо, азотную кислоту и хлорид лития с экстрагентом, в качестве которого используют трибутилфосфат (ТБФ) или триизоамилфосфат (ТиАФ).

Группа изобретений относится к переработке израсходованных ядерных топлив. Отделяют америций от других металлических элементов, присутствующих в кислотной водной фазе или в органической фазе, путем образования комплекса америция с водорастворимым производным этилендиамина.

Изобретение относится к области гидрометаллургии урана и его соединений и может быть использовано в технологии переработки урансодержащих материалов, а именно отходов уранового производства с низким (менее 3 мас.%) содержанием урана и с высоким (до 15 мас.%) содержанием кремния.

Изобретение относится к способу извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов. Способ включает экстракцию с использованием в качестве экстрагента растительных масел, содержащих жирные кислоты, при величине рН водных растворов, равной 9-11.

Изобретение относится к. способу переработки колумбитового концентрата.
Изобретение может быть использовано при подготовке растворов отработавшего ядерного топлива атомных электростанций (ОЯТ АЭС) к экстракционной переработке, при выделении радионуклидов из радиоактивных растворов облученных урановых мишеней в биомедицинских целях, а также при анализе технологических растворов.

Способ экстракции палладия из водных растворов относится к гидрометаллургическим приемам извлечения металлов и может использоваться в металлургической и химической промышленности.
Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ переработки титансодержащего материала включает выщелачивание измельченного материала серной кислотой при нагревании с получением суспензии.

Изобретение может быть использовано в области гидрометаллургии цветных металлов и в химической промышленности. Способ экстракции ионов меди (II) из аммиачных растворов с использованием экстрагента, состоящего из смеси 1-фенил-3-гептил-1,3-пропандиона и 2-этилгексановой кислоты в количестве от 5 до 10 моль % от содержания 1-фенил-3-гептил-1,3-пропандиона в органическом растворителе, несмешивающемся с водой.

Изобретение относится к способу извлечения и концентрирования золота из растворов гидрохлорирования золотосодержащих руд и концентратов. Золото извлекают в анионной форме из хлорсодержащих растворов экстракцией стабильной эмульсией водного раствора водорастворимого сульфита в сернистой нефти.

Изобретение относится к способу фильтрации и устройству разделения частиц, а именно отделения ценного металла от ненужного материала в смеси, содержащей воду. Устройство для сбора минеральных частичек в суспензии или отходах может быть выполнено в форме фильтра, конвейерной ленты или импеллера, имеющих накопительный участок, содержащий поверхности накопления, предназначенный для контакта со смесью, выполненный или покрытый синтетическим материалом, который имеет функциональную группу для прикрепления минеральных частичек.

Изобретение относится к получению редкоземельных металлов или их оксидов из бедного или техногенного сырья с помощью метода флотоэкстракции. Способ извлечения гольмия из водных фаз включает флотоэкстракцию с использованием органической фазы и собирателя. При этом в качестве органической фазы используют изооктиловый спирт, а в качестве собирателя - поверхностно-активное вещество анионного типа - додецилсульфат натрия в концентрации, соответствующей стехиометрии реакции:Но+3+3NaDSHo3+3Na+, где Но+3 - катион гольмия, NaDS - додецилсульфат натрия. Флотоэкстракцию осуществляют при pH от 5,3 до 9,5 и соотношении органической и водной фаз от 120 до 140. Способ позволяет достигнуть увеличения степени извлечения гольмия из раствора его солей. 1 ил., 1 пр.

Наверх