Способ разделения эрбия, самария и празеодима олеиновой кислотой из нитратно-хлоридных сред

Изобретение относится к технологии получения редкоземельных металлов из низкоконцентрированного или вторичного сырья на стадии разделения суммы лантаноидов. Способ разделения эрбия, самария и празеодима из нитратно-хлоридных растворов включает контакт экстрагента и раствора, перемешивание смеси, отстаивание и разделение фаз, использование олеиновой кислоты в качестве экстрагента в инертном разбавителе. При этом экстракцию ведут в три стадии с переводом на первой стадии эрбия в органическую фазу, на второй - самария и на третьей - празеодима. Объемная доля олеиновой кислоты составляет от 13 до 15%. В качестве инертного разбавителя используют керосин. Экстракцию ведут при рН от 3 до 5, соотношении объемов экстрагента и водного раствора 1:10, содержании хлорида калия или натрия от 0,001 до 0,014 моль/л. Техническим результатом является достаточно высокие коэффициенты извлечения и разделения упомянутых металлов при малом расходе экстрагента, что позволяет улучшить технологические показатели процесса. 3 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к технологии переработки руд и концентратов, содержащих редкоземельные металлы. Изобретение может быть использовано в технологии получения редкоземельных металлов из низкоконцентрированного или вторичного сырья на стадии разделения суммы лантаноидов.

Известен способ экстракционного разделения редкоземельных элементов (патент РФ №2034070, опубл. 30.04.1995 г.), в котором иттрий и редкоземельные элементы разделяют экстракционной смесью, содержащей фосфорорганические соединения и углеводородный разбавитель, в качестве фосфорорганического соединения используют гексабутилтрисамид фосфорной кислоты, с дополнительным введением в нее нитрита триалкиламмония и октилового спирта.

Недостатками способа является сложный многокомпонентный состав экстрагента, применение токсичных веществ - триалкиламмония, амида фосфорной кислоты.

Известен способ экстракционного разделения редкоземельных элементов (патент РФ №2319666, опубл. 10.08.2007 г.), методом экстракции в системе жидкость-жидкость между содержащей соли редкоземельных элементов водной фазой и органической фазой, содержащей экстрагент из группы фосфиновых кислот - изододецилфосфетановую кислоту (ИДДФК) концентрацией 1 моль/л и инертный разбавитель.

Недостаткам способа является необходимость применения двух экстракционных каскадов для отделения каждого элемента, применимость способа для растворов, концентрированных по содержанию РЗМ (от 0,3 до 1 моль/л).

Известен способ экстракционного разделения редкоземельных элементов (патент РФ №2058938, опубл. 27.04.1996 г.), экстракцию проходят с применением растворов трибутилфосфата в инертном разбавителе в противоточном каскаде, содержащем экстракционную и промывную части и узел реэкстракции 6-8,5 М азотной кислотой. На 1 - 6 ступень со стороны входа экстрагента подают раствор высаливателя из группы нитратов аммония, лития, магния, алюминия в количестве, обеспечивающем их концентрацию от 2 г - экв/л до насыщения.

Недостатками способа являются использование экстрагента с массовой долей трибутилфосфата не менее 80% трибутилфосфата, высокий расход экстрагента, невысокие коэффициенты разделения иттрия и лантаноидов, и в связи с этим невозможность очистки иттрия от данных легких и тяжелых лантаноидов, необходимость применения концентрированных растворов высаливателей - нитратов магния, аммония или алюминия.

Известен способ экстракции редкоземельных элементов (РЗЭ) из водных растворов, (патент РФ №2112067, опубл. 27.05.1998 г.), принятый за прототип, экстракцию РЗЭ выполняют с применением в качестве экстрагента смеси, содержащей массовую долю олеиновой кислоты от 10 до 12%; триэтаноламина от 4,5 до 6,0%; и машинного масла (инертный разбавитель) - остальное, а экстракцию осуществляют в интервале pH от 0 до 10 непрерывным регулированием оптимальной величины pH в течение не более двух часов.

Недостатками являются невысокие значения коэффициентов разделения близких по свойствам редкоземельных элементов и необходимость применения токсичного триэтаноламина для их разделения.

Техническим результатом изобретения является увеличение коэффициентов разделения близких по свойствам редкоземельных элементов при использовании добавок хлористых соединений, вызывающих синергетический эффект при экстракционном разделении.

Технический результат достигается тем, что в качестве органического экстрагента используют олеиновую кислоту в инертном разбавителе, осуществляется контакт органического экстрагента и раствора, перемешивание смеси, отстаивание и разделение на органическую фазу и водную фазу - рафинат, при этом экстракцию ведут в три стадии, на первой проводят отделение эрбия в органическую фазу, на второй - отделение самария в органическую фазу из рафината первой стадии и на третьей - отделение празеодима в органическую фазу из рафината второй стадии, причем объемная доля олеиновой кислоты в разбавителе составляет от 13 до 15%, в качестве инертного разбавителя используют керосин, а экстракцию ведут при pH от 3 до 5, соотношении объемов органического экстрагента и водного раствора 1:10 и содержании хлорида калия или натрия в растворе от 0,001 до 0,014 моль/л.

Способ осуществляют следующим образом.

В качестве экстрагента используют смесь технической олеиновой кислоты и керосина, содержащую объемную долю олеиновой кислоты 15%.

Экстракцию ведут в три стадии при соотношении объемов экстрагента и водного раствора O:В=1:(9-11) на каждой стадии (фиг. 3).

На первой стадии добавляют в указанном соотношении экстрагент и извлекают катионы эрбия (III) из водного раствора с содержанием хлорида калия или хлорида натрия 0,007 моль/л (фиг. 1, 2).

Органический экстракт, содержащий катионы эрбия (III), отделяют известным способом, а рафинат, содержащий катионы самария и празеодима, используют во второй стадии экстракции.

Во второй стадии к рафинату добавляют в указанном соотношении экстрагент и извлекают катионы празеодима (III) из водного раствора с содержанием хлорида калия или хлорида натрия 0,014 моль/л (фиг. 1, 2).

Органический экстракт, содержащий катионы празеодима (III), отделяют известным способом, а рафинат, содержащий катионы самария используют в третьей стадии экстракции. В третьей стадии к рафинату добавляют в указанном соотношении экстрагент и извлекают катионы самария (III) при pH водного раствора 5,0-5,1.

При экспериментальных исследованиях контакт фаз выполнен при помощи Parallel Auto-MATE® Reactor System производства компании HEL с автоматическим поддержанием заданного значения pH. Расслаивание фаз выполнено на центрифуге производства Koehler® K61002.

В качестве экстрагента использован раствор с объемной долей технической олеиновой кислоты в керосине 15%. Необходимая для достижения равновесия продолжительность контакта фаз установлена экспериментально и составляет 10 мин. Продолжительность разделения фаз не превышает 5 мин.

Анализ концентрации ионов лантаноидов в водном растворе до и после экстракции выполнен методом комплексонометрического титрования трилоном Б в присутствии индикатора с арсеназо (III) при помощи автоматического титратора Mettler Toledo® Т70 с фоточувствительным электродом Mettler Toledo® DP 5 Phototrode и методом рентгено-флуоресцентного анализа при помощи энергодисперсионного ренгено-флуоресцентного спектрометра PANalytical® Epsilon3.

Пример осуществления способа

Используют нитратные водные растворы лантаноидов. Готовят экстрагент, содержащий объемную долю олеиновой кислоты 15% и керосин. К водному раствору, содержащему нитраты эрбия (III), самария (III) и празеодима (III), имеющему кислотность от 3 до 5 единиц pH, добавляют хлорид натрия до концентрации 0,007 моль/л. В термостатированный стеклянный сосуд с мешалкой помещают экстрагент и водный раствор в соотношении объемов 1:10 соответственно. На первой стадию экстракции проводят отделение эрбия (III), с коэффициентами разделения βEr/Sm=1,7, βEr/Pr=1,5. Далее рафинат, содержащий катионы самария (III) и празеодима (III), направляют на вторую стадию экстракции. На второй стадии происходит извлечение катионов самария (III) с коэффициентом разделения βSm/Pr=1,7. Далее рафинат, содержащий катионы празеодима (III), направляют на третью стадию экстракции, на которой при pH водной фазы 5,0 происходит извлечение в органическую фазу катионов празеодима (III).

Во всех случаях экстракции исследуемых металлов наблюдалось четкое расслаивание органической и водной фаз, отсутствие третьей фазы или осадков, удовлетворительная вязкость получаемых органических растворов. Реэкстракцию насыщенной органической фазы осуществляют известными методами.

Предлагаемый способ дает достаточно высокие коэффициенты извлечения и разделения при малом расходе экстрагента, что позволяет улучшить технологические показатели процесса.

Способ разделения эрбия, самария и празеодима из нитратно-хлоридных водных растворов, включающий экстракцию с использованием олеиновой кислоты в инертном разбавителе в качестве органического экстрагента, контакт органического экстрагента и раствора, перемешивание смеси, отстаивание и разделение на органическую фазу и водную фазу - рафинат, при этом экстракцию ведут в три стадии, на первой проводят отделение эрбия в органическую фазу, на второй - отделение самария в органическую фазу из рафината первой стадии и на третьей - отделение празеодима в органическую фазу из рафината второй стадии, причем объемная доля олеиновой кислоты в разбавителе составляет от 13 до 15%, в качестве инертного разбавителя используют керосин, а экстракцию ведут при pH от 3 до 5, соотношении объемов органического экстрагента и водного раствора 1:10 и содержании хлорида калия или натрия в растворе от 0,001 до 0,014 моль/л.



 

Похожие патенты:

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.

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 металлургии рассеянных элементов и представляет собой способ извлечения галлия из щелочно-карбонатных алюминийсодержащих растворов. Способ включает экстракцию галлия раствором азотсодержащего экстрагента N-(2-гидрокси-5-нонилбензил)-β,β-дигидроксиэтиламина в смеси разбавителей, содержащей октан с добавкой 25 об.% октанола.

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.
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.

Настоящее изобретение относится к обработке алюминийсодержащего материала, в частности к извлечению редкоземельных элементов из алюминийсодержащего материала. Способ включает стадии, в которых проводят выщелачивание алюминийсодержащего материала кислотой для получения экстракта, включающего по меньшей мере один ион алюминия, по меньшей мере один ион железа, по меньшей мере один редкоземельный элемент, и твердого вещества и отделение экстракта от твердого вещества. Способ также включает стадии, в которых селективно удаляют по меньшей мере один из по меньшей мере одного иона алюминия и по меньшей мере одного иона железа из экстракта и необязательно получают осадок. Способ также содержит стадии, в которых селективно удаляют по меньшей мере один редкоземельный элемент из экстракта и/или осадка. Техническим результатом является возможность извлечения редкоземельных элементов из разнообразных алюминийсодержащих матеиалов. 7 н. и 138 з.п. ф-лы, 5 ил., 3 пр.
Наверх