Способ извлечения иттрия из водных солянокислых растворов


 


Владельцы патента RU 2602313:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Институт химии твердого тела Уральского Отделения Российской Академии наук" (RU)

Изобретение относится к области гидрометаллургии и может быть использовано в способе для извлечения и концентрирования иттрия из водных растворов. Способ извлечения иттрия из водных солянокислых растворов включает экстракцию смесью органической кислоты и керосина, при этом в качестве органической кислоты используют ди-2-этил-гексил фосфорную кислоту при соотношении экстракционной смеси и солянокислого раствора, равном 1:1÷3,0. Экстракцию ведут в течение 15-30 минут. Затем проводят реэкстрацию с использованием в качестве реэкстрагента серной кислоты в количестве 180-200 г/дм с добавлением хлорида натрия в количестве 5-10 г/дм3 или источника фторид-иона в количестве 50-150 г/дм3 в пересчете на фторид-ион. В качестве источника фторид-иона используют HF, NH4F, KF. Техническим результатом является упрощение процесса и повышение извлечения иттрия. 1 з.п. ф-лы, 1 пр.

 

Изобретение относится к области гидрометаллургии и может быть использовано в способе для извлечения и концентрирования иттрия из водных растворов.

Известен способ извлечения иттрия из растворов солей, включающий флотоэкстракцию с использованием изооктилового спирта в качестве органической фазы и ПАВ анионного типа додецилсульфат натрия в качестве собирателя, при этом процесс осуществляют в определенном интервале рН и определенном соотношении органической и водной фаз (патент RU 2478724, МПК С22В 59/00, С22В 3/26, B03D 1/00).

Недостатками способа являются необходимость в специфическом оборудовании для проведения флотоэкстракции, а также использование экологически вредных реагентов.

Известен способ экстракции редкоземельных элементов иттрия, церия и эрбия из водных растворов, включающий контакт экстрагента, содержащего олеиновую кислоту и инертный растворитель, и водного раствора, перемешивание смеси, отстаивание и разделение фаз, в котором в качестве инертного растворителя используют керосин, а экстракцию ведут в две стадии, причем в первой стадии при содержании олеиновой кислоты в экстрагенте 5-7 об. % с разделением церия и смеси иттрия и эрбия, а во второй стадии - при содержании олеиновой кислоты в экстрагенте 15-17 об. % с разделением иттрия и эрбия (патент RU 2441087, МПК С22В 59/00, С22В 3/26; 2012 г.).

Однако известный способ разработан для разделения церия, эрбия и иттрия, при этом с учетом коэффициента распределения извлечение иттрия из раствора самое низкое из указанных элементов. Кроме того, способ предполагает подготовку исходного раствора нейтрализацией для получения нужного интервала рН. Недостатком также является необходимость в термостатировании.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ извлечения РЗЭ, в том числе иттрия, из водных солянокислых растворов, включающий экстракцию смесью ди-2-этил-гексил фосфорной кислоты и керосина и реэкстракцию с использованием в качестве реэкстрагента серной кислоты (RU 2538863, МПК С22В 59/00, 2015 г.) (прототип).

Однако недостатком известного способа является невозможность извлечения иттрия с другими РЗМ из экстракта при проведении реэкстракции вследствие растворимости сульфата иттрия, что обусловливает усложнение технологического процесса.

Таким образом, перед авторами стояла задача разработать простой и надежный способ извлечения иттрия из водных растворов, обеспечивающий высокий процент извлечения иттрия.

Поставленная задача решена в предлагаемом способе извлечения иттрия из водных солянокислых растворов, включающем экстракцию смесью ди-2-этил-гексил фосфорной кислоты и керосина и реэкстракцию с использованием в качестве реэкстрагента серной кислоты, в котором экстракцию ведут при соотношении экстракционной смеси и солянокислого раствора, равном 1:1÷3, в течение 15-30 минут, а реэкстрацию проводят с использованием в качестве реэкстрагента серной кислоты в количестве 180-200 г/дм3 с добавлением источника фторид-иона в количестве (в пересчете на фторид-ион) 50-150 г/дм3.

При этом в качестве источника фторид-иона может быть использован HF, NH4F, KF.

В настоящее время не известен из патентной и научно-технической литературы способ извлечения иттрия из водных растворов путем экстракции ди-2-этил-гексил фосфорной кислотой при соотношении экстракционной смеси и солянокислого раствора, равном 1:1÷3, в течение 15-30 минут, с последующим проведением реэкстрации с использованием в качестве реэкстрагента серной кислоты с источника фторид-иона в определенных количествах.

Экспериментальные исследования, проведенные авторами, позволили установить, что при использовании предлагаемого способа иттрий достаточно полно извлекается из растворов и отделяется от значительной части примесей, остающихся в рафинате. На стадии экстракции экспериментально установлено максимальное экстракционное извлечение иттрия до 95%. При реэкстракции серной кислотой с добавлением источника фторид-иона, например фтористоводородной кислотой HF, из экстракта удаляется практически весь иттрий. Экспериментальным путем авторами была изучена кинетика экстракции с использованием предлагаемых экстрагентов. Также экспериментальным путем установлено оптимальное соотношение экстракционной смеси (органической фазы) и солянокислого раствора, содержащего иттрий (водной фазы). Так, при соотношении органической фазы и водной фазы менее чем 1:1 наблюдается ухудшение расслоения фаз. При соотношении органической фазы и водной фазы более чем 1:3 наблюдается снижение извлечения иттрия. Существенным для процесса является и концентрация реэкстрагентов. Так, при концентрации серной кислоты менее 180 г/дм3 и при уменьшении содержания источника фторид-ионов (концентрация фторид-иона менее 50 г/дм3) наблюдается ухудшение перехода иттрия из органической фазы (экстракта) в реэкстрат и значительно увеличивается расход водной фазы (реэкстрагента) при проведении реэкстракции. При концентрации серной кислоты более 200 г/дм3 и при увеличении содержания источника фторид-ионов (концентрация фторид-иона более 150 г/дм3) наблюдается появление водорастворимых фторидных комплексов иттрия.

Предлагаемый способ может быть осуществлен следующим образом. Для приготовления экстракционной смеси используют ди-2-этил-гексил фосфорную кислоту (ТУ 2435-259-05763458-98) и керосин (ТУ 38.401-58-10-01). Экстрагент получают добавлением 1 объема ди-2-этил-гексил фосфорной кислоты (Д2ЭГФК) в 3 объема керосина, получая экстрагент, содержащий 25 об. % Д2ЭГФК в керосине. В качестве водного раствора, содержащего иттрий, используют солянокислый раствор переработки отходов алюминиевой промышленности - красных шламов глиноземного производства процесса Байера. Экстракцию осуществляют при соотношении экстракционной смеси и солянокислого раствора, равном 1:1÷3, в течение 15-30 минут при температуре 30-40°С, а затем проводят реэкстрацию с использованием в качестве реэкстрагента серную кислоту в количестве 180-200 г/дм3 с источника фторид-иона в количестве (в пересчете на фторид-ион) 50-150 г/дм3 при температуре 20-40°С также в течение 15-30 минут.

Контроль содержания иттрия в продукте экстракции и реэкстракции проводят элементный анализ на масс-спектометре с индуктивной связанной плазмой Spectromass 2000 (Германия).

Предлагаемый способ иллюстрируется следующим примером.

Пример 1. Предварительно готовят экстракционную смесь смешением в делительной воронке 0,10 дм3 Д2ЭГФК и 0,30 дм3 керосина, получая 25 об. % Д2ЭГФК в керосине. 0,10 дм3 солянокислого раствора, содержащего, мг/дм3: 89,7 Y; 2755,0 Al; 1380,0 Fe; 1330,0 Са; 500,0 Sr и 500,0 Mg, нагретого до 30°С, помещают в делительную воронку типа ВД ГОСТ 25336-82 и вводят 0,10 дм3 подготовленной экстракционной смеси, при этом соотношение экстракционная смесь : солянокислый раствор=1:1. Затем проводят экстракцию путем энергичного перемешивания в течение 30 минут, после чего смесь выдерживают в течение 15 минут для расслоения фаз экстракт - рафинат и отделяют. Остаточное содержание элементов в рафинате после экстракции составляет, мг/дм3: 4,4 Y; 2542,0 Al; 1265,0 Fe; 1330,0 Са; 500,0 Sr и 500,0 Mg, что соответствует извлечению иттрия ωγ=95,1%. Полученный экстракт направляют на реэкстракцию. В делительную воронку, содержащую 0,10 дм3 экстракта, помещают водный раствор реэкстрагента в количестве 0,10 дм3, содержащий плавиковую кислоту (в пересчете на фторид-ион 50 г/дм3). После проведения реэкстракции путем энергичного перемешивания в течение 15 минут смесь выдерживают для расслоения фаз еще в течение 15 минут и водную фазу - реэкстракт отделяют от экстрагента. По данным элементного анализа извлечение иттрия составляет 98%.

Таким образом, авторами предлагается простой и надежный способ извлечения иттрия из водных растворов, обеспечивающий высокий процент извлечения иттрия.

1. Способ извлечения иттрия из водных солянокислых растворов, включающий экстракцию смесью ди-2-этил-гексил фосфорной кислоты и керосина и реэкстракцию с использованием в качестве реэкстрагента серной кислоты, отличающийся тем, что экстракцию ведут при соотношении экстракционной смеси и солянокислого раствора, равном 1:1÷3, в течение 15-30 минут, а реэкстрацию проводят с использованием в качестве реэкстрагента серной кислоты в количестве 180-200 г/дм3 с добавлением источника фторид-иона в количестве 50-150 г/дм3 в пересчете на фторид-ион.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве источника фторид-иона используют HF, NH4F, KF.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу извлечения лантана (III) из растворов солей. Способ включает флотоэкстракцию с использованием органической фазы, в качестве которой используют изооктиловый спирт, и собирателя, в качестве которого используют ПАВ анионного типа - додецилсульфат натрия в концентрации, соответствующей стехиометрии: La+3+3NaDS=La(DS)3+3Na+, где La+3 - катион лантана (III), DS- - додецилсульфат-ион.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ обработки сульфата кальция, содержащего редкоземельные элементы, включает выщелачивание дигидрата сульфата кальция, содержащего редкоземельные элементы, серной кислотой для получения суспензии, состоящей из твердой фазы, содержащей указанный дигидрат сульфата кальция, и жидкой фазы, содержащей указанные редкоземельные элементы в растворе.

Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов. В предложенном способе осуществляют экстракцию редкоземельных металлов из азотнокислых растворов экстрагентом с образованием экстрагируемых комплексов и промывку насыщенного экстракта, содержащего комплексы редкоземельных металлов, с использованием каскадной многоступенчатой системы процесса экстракции.

Изобретение относится к способу выделения целевого легкого редкоземельного элемента из водного раствора, содержащего два или более элемента из La, Ce, Pr и Nd, путем контактирования органической фазы, содержащей экстрагент, с водным раствором в противоточном многоступенчатом смесителе-осадителе.

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.

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.

Изобретение относится к способу селективного извлечения ионов Fe(III) и Zn(II) из водных растворов смеси их солей экстракцией трибутилфосфатом (ТБФ). Способ включает обработку раствора и экстрагента, контакт раствора и экстрагента.

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 может быть использовано в металлургии и при очистке промышленных и бытовых стоков. Способ экстракции цинка из водного раствора трибутилфосфатом (ТБФ) включает контактирование экстрагента и раствора, перемешивание смеси, отстаивание и разделение фаз.

Изобретение относится к способу извлечения молибдена, присутствующего в водных кислотных растворах. Способ включает экстракцию молибдена растворителями молибдена из водного кислотного раствора посредством приведения его в контакт с раствором органической фазы, содержащим фосфиновую кислоту.

Изобретение относится к способу извлечения и восстановления ванадия из руд. Способ включает стадию (i) кислотного выщелачивания руды, содержащей ванадий, титан и железо, с экстракцией ванадия и железа в раствор.

Изобретение относится к области гидрометаллургии благородных металлов, в частности к аффинажному производству металлов платиновой группы (МПГ). Способ заключается в переводе хлоридных комплексов иридия (III) в хорошо экстрагируемое трибутилфосфатом комплексное соединение иридия (IV) путем смешивания хлоридного раствора МПГ с раствором хлорноватистой кислоты в трибутилфосфате при температуре 5-50°С.

Изобретение относится к экстракционной очистке нитратных растворов, содержащих редкоземельные металлы (РЗМ), от примесей, в частности от Fe, Al, Ca, Mg и радиоактивных примесей, в том числе от тория.

Изобретение относится к способу переработки кремнийсодержащего химического концентрата природного урана с повышенным содержанием кремния. Способ включает выщелачивание концентрата водным раствором азотной кислоты при повышенной температуре с получением пульпы, состоящей из твердой и водной фаз, отделение фильтрацией водной фазы в виде азотнокислого раствора нитрата уранила от твердой фазы, экстракционный аффинаж урана с применением трибутилфосфата в углеводородном разбавителе.

Изобретение относится к переработке урансодержащего сырья, а именно к способу подготовки сырья к экстракционной переработке. Способ включает выщелачивание урана азотной кислотой и отделение водной фазы от нерастворенного остатка.

Изобретение относится к способам переработки химических концентратов природного урана (ХКПУ), имеющих повышенное содержание примесей серы и железа, а также, возможно, фосфора.

Изобретение относится к способу выделения америция из жидких радиоактивных отходов с отделением его от редкоземельных металлов. Способ включает совместную экстракцию америция и редкоземельных металлов из азотнокислого радиоактивного раствора раствором нейтрального органического экстрагента в полярном фторорганическом растворителе, промывку насыщенной металлами органической фазы, селективную реэкстракцию америция. При этом в качестве экстрагента используют N,N,N′,N′-тетраалкиламид дигликолевой кислоты, а в качестве раствора для реэкстракции америция - раствор состава 5-20 г/л комплексона, 5-60 г/л азотсодержащей органической кислоты и 60-240 г/л высаливателя. Техническим результатом является выделение америция из кислых жидких радиоактивных растворов и его отделение от всех редкоземельных металлов в одном экстракционном цикле. 4 з.п. ф-лы, 34 табл., 17 пр.
Наверх