Способ разделения редкоземельных элементов экстракцией

Изобретение относится к технологии экстракционного разделения редкоземельных элементов из азотнокислых растворов. Способ включает экстракцию трибутилфосфатом исходного раствора, содержащего нитраты редкоземельных элементов и высаливатель, промывку и реэкстракцию подкисленной водой. При этом реэкстракт по отношению к исходному раствору делят на два потока в соотношении исходный раствор : первый поток : второй поток, равном 1 : (0,3 - 0,4) : (0,5 - 1,0), после чего первый поток упаривают до концентрации 280 - 320 г/л и направляют на промывку органической фазы, а второй поток обрабатывают гидроксидом аммония или карбонатом аммония и фильтрацией отделяют гидроксиды редкоземельных элементов, а фильтрат направляют на приготовление исходного раствора. Изобретение обеспечивает эффективное извлечение редкоземельных элементов и снижение энергозатрат. 1 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к технологии экстракционного разделения редкоземельных элементов (РЗЭ) из азотнокислых растворов с использованием трибутилфосфата (ТБФ).

В промышленной практике разделение РЗЭ экстракцией ТБФ большей частью осуществляют из азотнокислых растворов. Известны методы разделения РЗЭ экстракцией ТБФ из азотнокислых растворов, содержащих 8 моль/л азотной кислоты [Корпусов Г.В., Ескевич И.В., Жиров Е.П. Групповое разделение редкоземельных элементов методом противоточной экстракции // Сб. Экстракция. Теория, применение, аппаратура. - М.: Госатомиздат, 1962, вып. 1. С. 126]. Также РЗЭ хорошо экстрагируются ТБФ из слабокислых нитратных растворов в присутствии высаливателей - нитратов алюминия, натрия, кальция, лития, например, из растворов нитратов РЗЭ, содержащих 0,2-0,3 моль/л азотной кислоты и нитрат алюминия [Корпусов Г.В., Ескевич И.В., Жиров Е.П. Закономерности экстракционного распределения редкоземельных элементов в нейтральных растворах // Сб. Экстракция. Теория, применение, аппаратура. - М.: Госатомиздат, 1962, вып. 2]. Недостатками этих процессов является наличие большого количества промывных растворов, которые требуют утилизацию.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому способу является способ экстракционного разделения редкоземельных элементов [RU №2058938, C01F 17/00. Опуб. 27.04.1996], принятый за прототип. Разделение РЗЭ ведут из нейтральных или слабокислых растворов с помощью нейтральных фосфорорганических экстрагентов, преимущественно ТБФ, в противоточном каскаде, состоящем из экстракционной, промывной и реэкстракционной частей. Способ включает реэкстракцию 6-8,5 М азотной кислотой, при этом в экстракционную часть каскада на 16-ю ступень со стороны входа экстракта подают раствор высаливателя в количестве, обеспечивающем их концентрацию в водной фазе до насыщения и отбор рафината осуществляют со ступени, следующей за ступенью ввода высаливателя. К экстракционной части со стороны выхода рафината или со стороны выхода экстракта поочередно подключают заполненные исходным раствором емкости, из которых поочередно осуществляют отбор продуктов. В предлагаемом способе в качестве промывного раствора используют упаренный реэкстракт.

Недостатком способа является необходимость упаривать весь реэкстракт, что приводит к большим энергозатратам и, соответственно, увеличивает себестоимость конечного продукта.

Целью изобретения является снижение энергозатрат на упаривание промывного раствора для промывки за счет уменьшения объема упариваемого раствора.

Поставленная задача достигается тем, что способ разделения редкоземельных элементов экстракцией трибутилфосфатом исходного раствора, содержащего нитраты редкоземельных элементов (РЗЭ) и высаливатель, включает экстракцию, промывку и реэкстракцию подкисленной водой, причем, получаемый реэкстракт по отношению к исходному раствору делят на два потока в соотношении исходный раствор : 1-й поток : 2-й поток=1:(0,3-0,4):(0,5-1,0), после чего 1-й поток упаривают до концентрации 280-320 г/л и направляют на промывку органической фазы, а 2-й поток обрабатывают гидроксидом аммония или карбонатом аммония, фильтрацией отделяют гидроксиды РЗЭ как готовую продукцию, а фильтрат направляют на приготовление исходного раствора.

Пример 1 (прототип).

Разделение РЗЭ, выделенных из апатита, проводили по линии неодим-самарий. Экстрагент - 100% ТБФ. Исходный раствор содержал 300 г/л РЗЭ (в расчете на оксиды) и 350 г/л нитрата аммония. Органическую фазу промывали раствором, содержащим 300 г/л нитратов РЗЭ. После промывки концентрация РЗЭ в органической фазе находилась в пределах 145-155 г/л. С полученной органической фазой проводили эксперименты по моделированию режима реэкстракции. Противоточный процесс реэкстракции моделировали на 12 ступенях. Реэкстрагирующий раствор - раствор азотной кислоты с концентрацией 0,3 моль/л. В первую ступень подавали органическую фазу, содержащую 150 г/л РЗЭ (в расчете на оксиды). В 12 ступень подавали реэкстрагирующий раствор. Органическую фазу вводили в объеме 20 мл, реэкстрагирующий раствор - 14 мл. Концентрация РЗЭ в реэкстракте составила 212 г/л. Реэкстракт в количестве 50 мл упаривали до 302-305 г/л. Объем конденсата из отгоняемого пара составил 4,2 мл.

Пример 2 (предлагаемый способ).

Противоточный процесс реэкстракции моделировали на 12 ступенях. Экстрагент - 100% ТБФ. Реэкстрагирующий раствор - раствор азотной кислоты с концентрацией 0,3 моль/л. В первую ступень подавали органическую фазу, содержащую 150 г/л РЗЭ (в расчете на оксиды), в 6 ступень подавали первый реэкстрагирующий раствор, в 12 ступень подавали второй реэкстрагирующий раствор. Органическую фазу вводили в объеме 20 мл, первый поток реэкстракта 7 мл, второй поток реэкстракта 12 мл. Концентрация РЗЭ в первом потоке реэкстракта была 251 г/л, во втором потоке реэкстракта 104 г/л. Первый поток реэкстракта упаривали до 300 г/л. Объем конденсата из отгоняемого пара составил 1,2 мл. Наработали 40 мл второго потока реэкстракта и ввели 7 мл концентрированного гидроксида аммония до pH 7-8, отфильтровали и промыли осадок. Объединили фильтрат с промывкой и получили 62 мл раствора нитрата аммония, который направили на приготовление исходного раствора для репульпации карбонатов РЗЭ или на упаривание.

Пример 3 (выбор оптимальных соотношений потоков).

Эксперименты проводили как в примере 1 и 2, но изменяли соотношение фаз на стадии реэкстракции. Результаты экспериментов приведены в табл. 1.

Количество отбираемых, т.е. выводимых из процесса, РЗЭ на первой реэкстракции зависит от заданной величины отбора, который в свою очередь определяется коэффициентами разделения. Для рассматриваемых процессов коэффициент разделения колеблется в пределах 1,9-2,5, величина отбора в готовую продукцию 0,35-0,5, а количество РЗЭ, возвращаемое на стадию промывки 0,5-0,65. Этим обстоятельством определяется соотношение фаз на 1-й реэкстракции. Вторая реэкстракция не так фиксирована и для нее главная задача - извлечь все РЗЭ, не оставляя в органической фазе даже их следов.

Положительный эффект предложенного способа разделения редкоземельных элементов экстракцией заключается в уменьшении объема упариваемого реэкстракта и, соответственно, уменьшения энергозатрат при получении редкоземельных элементов, что позволяет снизить себестоимость конечного продукта.

Способ разделения редкоземельных элементов экстракцией трибутилфосфатом исходного раствора, содержащего нитраты редкоземельных элементов (РЗЭ) и высаливатель, включающий экстракцию, промывку и реэкстракцию подкисленной водой, отличающийся тем, что реэкстракт по отношению к исходному раствору делят на два потока в соотношении исходный раствор : 1-й поток : 2-й поток = 1:(0,3-0,4):(0,5-1,0), после чего 1-й поток упаривают до концентрации 280-320 г/л и направляют на промывку органической фазы, а 2-й поток обрабатывают гидроксидом аммония или карбонатом аммония, фильтрацией отделяют гидроксиды РЗЭ, а фильтрат направляют на приготовление исходного раствора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к химической технологии получения соединений редкоземельных элементов (РЗЭ) при комплексной переработке апатитов и может быть использовано в технологии извлечения и концентрирования РЗЭ.
Изобретение относится к металлургии редких и редкоземельных металлов, а именно к способу переработки люминофоров на основе сульфида цинка, и может быть использовано для получения обогащенного по иттрию и европию концентрата.

Изобретения относятся к способам извлечения по меньшей мере одного редкоземельного элемента. Способы включают получение кислой композиции, содержащей по меньшей мере один редкоземельный элемент и по меньшей мере один редкий металл.

Изобретение относится к способу переработки редкометального сырья. Способ включает подготовку шихты в две стадии, на первой усредняют состав фосфатно-силикатного минерального сырья по содержанию основных компонентов.

Изобретение относится к переработке фосфогипса. После водной обработки фосфогипс выщелачивают серной кислотой с переводом концентрата редкоземельных элементов (РЗЭ) и примесных компонентов в раствор.

Настоящее изобретение относится к обработке алюминийсодержащего материала, в частности к извлечению редкоземельных элементов из алюминийсодержащего материала.

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.

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 химической технологии получения соединений редкоземельных элементов (РЗЭ) при комплексной переработке апатитов и может быть использовано в технологии извлечения и концентрирования РЗЭ.

Изобретение относится к технологии получения сложных оксидов, обладающих магнитоэлектрическими эффектами. Способ получения сложного оксида иттербия и железа YbFe2O4±δ, включающий приготовление смеси из предварительно просушенных оксидов железа (III) и оксида иттербия (III), и обжиг полученной смеси при температуре 1000°С в газовой смеси, состоящей из инертного газа и кислорода, при поддержании заданного значения давления кислорода в смеси в диапазоне lgPo2=-14-19 атм.

Изобретение может быть использовано в гидрометаллургии редких металлов и предназначено для извлечения скандия из хлоридных растворов. Для осуществления способа в качестве экстрагента скандия используют смесь трибутилфосфата с элементным йодом, взятым в количестве 12,5-76 г/л, реэкстрагируют металл водой.

Изобретение относится к технологии получения нанопорошка иттрий-алюминиевого граната, который используют в качестве исходного порошка оксидной керамики, в диспергированном состоянии в качестве наполнителя или пигмента или в качестве исходного порошка для получения монокристалла или покрытия, нанесенного методом пламенного распыления.

Изобретение относится к новым комплексам лантанидов с основаниями Шиффа, проявляющим люминесцентные свойства. Предлагаются комплексы лантанидов с (2-(тозиламино)бензилиден- N- алкил(арил)аминами формулы LnpXmLk, где где R = Н, алкил, замещенный алкил, арил, замещенный арил, амин или замещенный амин; Х = Cl, NO3 - ; Ln - лантаниды, кроме прометия и церия; р = 1 или 2; k - целое число от 1 до 3·р; m - целое число от 0 до 3·р; (m+k)= 3·р, проявляющие люминесцентные свойства.

Изобретение относится к способу получения органических электролюминесцентных материалов на основе координационных соединений европия для последующего использования в технологии органических светоизлучающих диодов и устройств (ОСИД или OLED).
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 получения нитрата церия(IV) электрохимическим окислением нитрата церия(III) в анодной камере электролизера, содержащей раствор с начальной концентрацией нитрата церия(III) 100-130 г/л и начальной концентрацией свободной азотной кислоты в анолите и в католите 8-12 г/л, при плотности тока на платинированном ниобиевом аноде 1-3 А/дм2.

Изобретение относится к технологии получения соединений сложных оксидов со структурой граната, которые могут быть использованы для изготовления активных элементов твердотельных лазеров ближнего и среднего ИК-диапазонов, для разработки сцинтилляторов и люминофоров, а также в производстве термостойкой керамики.
Изобретение относится к синтезу гептатанталатов европия EuTa7O19 или тербия TbTa7O19, которые могут быть использованы в качестве рентгеноконтрастных веществ, люминофоров, покрытий рентгеновских экранов, оптоматериалов, материалов для электроники.
Наверх