Способ экстракционного разделения скандия и тория



 


Владельцы патента RU 2611001:

Акционерное общество "Ведущий проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт промышленной технологии" (АО "ВНИПИпромтехнологии") (RU)

Изобретение относится к гидрометаллургии редких и радиоактивных металлов и может быть использовано для разделения скандия и тория, содержащихся в азотнокислых растворах переработки скандий содержащего сырья. Способ экстракционного разделения скандия и тория, содержащихся в азотнокислых растворах, включает предварительное проведение кондиционирования исходного раствора по содержанию азотной кислоты до 0,5-1,5 М и нитрат-ионов до 6-8 М. Затем ведут многоступенчатую противоточную экстракцию скандия из кондиционированного раствора с концентрацией скандия 1-10 г/л и тория 0,01-1 г/л раствором трибутилфосфата в органическом разбавителе. Далее проводят реэкстракцию скандия водой при О:В=4:1 в оборотном режиме до достижения концентрации скандия в реэкстракте 5-20 г/л. Техническим результатом является обеспечение высокой степени разделения скандия и тория. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 пр.

 

Изобретение относится к гидрометаллургии редких и радиоактивных металлов и может быть использовано для разделения скандия и тория, содержащихся в азотнокислых растворах переработки скандий содержащего сырья. Изобретение может быть использовано, в частности, в технологии получения скандия из оборотных растворов подземного выщелачивания урана, содержащих скандий, на стадии переработки первичных скандиевых концентратов.

Известен способ разделения скандия и тория путем осаждения скандия из кислых растворов в присутствии ионов аммония и сульфата при температуре 40-95°С (см. патент РФ №2079431). Недостатком данного способа является проведение процесса при повышенной температуре, наличие фильтрационных процессов отделения соли скандия от тория.

Известен способ очистки скандия от тория, включающий сорбцию тория из растворов ионитом, в котором сорбцию тория проводят с использованием в качестве ионита сополимера акрилата скандия со стиролом и дивинилбензолом (см. патент РФ №25 67167).

Недостатком данного способа является необходимость синтеза сополимера акрилата скандия со стиролом и дивинилбензолом, который в настоящее время не производится в промышленном масштабе.

Известен способ извлечения скандия, включающий экстракцию скандия из продуктивного сернокислого раствора выщелачивания урана на твердом экстрагенте (ТВЭКСе) на основе ди-2-этилгекисилфосфорной кислоты с повышенной селективной избирательностью по скандию. В раствор перед экстракцией добавляют щелочной агент и доводят кислотность до значения рН, равного 2,5-3,0. Затем после полной экстракции проводят реэкстракцию скандия из ТВЭКСа после полной экстракции путем его обработки раствором фтористоводородной кислоты при соотношении 1:3 водной и органической фаз с последующим осаждением фторида скандия и промывкой ТВЭКСа. При этом перед реэкстракцией ТВЭКС донасыщают частью концентрированного раствора скандия, полученного от предыдущей реэкстракции. Экстракцию и реэкстракцию проводят в одном и том же сорбционном аппарате, а отработанный сернокислый раствор и промытый водой ТВЭКС возвращают на извлечение скандия (см. патент РФ №2417267).

Недостатком данного способа является недостаточная избирательность ТВЭКС по отношению к скандию.

Наиболее близким к предлагаемому является способ экстракционной очистки нитратных растворов, содержащих редкоземельные металлы (РЗМ), 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 (патент РФ №2517651).

Недостатком данного способа является снижение концентрации целевого компонента (РЗМ) в реэкстракте относительно исходного раствора.

Задачей изобретения является создание способа экстракционного разделения скандия и тория с одновременным концентрированием скандия в реэкстракте, обеспечивающим высокую степень разделения скандия и тория.

Задача решена путем создания способа экстракционного разделения скандия и тория, содержащихся в азотнокислых растворах, включающего многоступенчатую противоточную экстракцию скандия из водного азотнокислого раствора трибутилфосфатом, реэкстракцию скандия, отличием которого, согласно изобретению, является то, что предварительно проводят кондиционирование исходного раствора по содержанию азотной кислоты до 0,5-1,5 М и нитрат-ионов до 6-8 М, многоступенчатую противоточную экстракцию скандия осуществляют из кондиционированного раствора с концентрацией скандия 1-10 г/л и тория 0,01-1 г/л раствором трибутилфосфата в органическом разбавителе, реэкстракцию скандия проводят водой при O:В=4:1.

Целесообразно реэкстракцию скандия проводить водой в оборотном режиме при O:В=4:1 до достижения концентрации скандия в реэкстракте 5-20 г/л.

При использовании изобретения достигается технический результат, заключающийся в повышении степени разделения скандия и тория на стадии реэкстракции скандия.

Технический результат достигается тем, что проводится кондиционирование исходного раствора по содержанию азотной кислоты до 0,5-1,5 М и нитрат-ионов до 6-8 М, затем проводится многоступенчатая противоточная экстракция скандия из кондиционированных растворов с концентрацией скандия 1-10 г/л и тория 0,01-1 г/л раствором трибутилфосфата в органическом разбавителе, после чего следует селективная реэкстракция скандия водой при O:В=4:1. Реэкстракция скандия может проводиться водой в оборотном режиме.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Азотнокислый раствор, полученный после растворения скандий содержащего сырья, с концентрацией скандия 1-10 г/л и тория 0,01-1 г/л, кондиционируют до содержания азотной кислоты до 0,5-1,5 М и нитрат-ионов до 6-8 М и направляют на многоступенчатую противоточную экстракцию скандия из водного азотнокислого раствора раствором трибутилфосфата в органическом разбавителе. Реэкстракцию скандия осуществляют водой при соотношении O:В=4:1 в оборотном режиме при O:В=4:1 до достижения концентрации скандия в реэкстракте 5-20 г/л.

Указанная совокупность существенных признаков предлагаемого способа обеспечивает создание условий для эффективного разделения скандия и тория.

Пример 1

Определение влияния концентраций скандия и тория в исходном растворе на их разделение.

Были приготовлены модельные растворы, состав которых представлен в таблице 1. Концентрация HNO3 в модельном растворе составила 1 М, содержание ионов NO3- - 6 М. Экстракцию скандия и тория проводили 70%-ным раствором ТБФ в керосине при O:В=1:1, реэкстракцию проводили водой при O:В=4:1. В таблице 1 также представлены соотношения массовых концентраций скандия и тория в исходных растворах и реэкстрактах.

Как видно из приведенных данных, отношение концентрации скандия к концентрации тория в реэкстракте выше, чем в исходном растворе для всех проведенных экспериментов.

Пример 2

Определение изменения отношения массовых концентраций скандия и тория в реэкстракте при реэкстракции скандия в оборотном режиме. Был взят модельный раствор с концентрациями скандия и тория 6,1 г/л и 0,43 г/л соответственно. Содержание HNO3 в исходном растворе - 1 М, содержание ионов NO3- - 6 М. Экстракцию скандия и тория проводили 70%-ным раствором ТБФ в керосине при O:В=1:1, реэкстракцию проводили водой при O:В=4:1. Реэкстракт предыдущей ступени служил реэкстрагирующим раствором для следующей ступени (оборотный режим). В таблице 2 представлены соотношения массовых концентраций скандия и тория в реэкстракте после 4 контактов.

Из представленных данных следует, что использование воды для реэкстракции скандия в оборотном режиме позволяет увеличить степень разделения скандия и тория.

По сравнению с известными способами разделения скандия и тория, содержащихся в азотнокислых растворах, предложенный способ обеспечивает высокую степень разделения скандия и тория.

1. Способ экстракционного разделения скандия и тория, включающий многоступенчатую противоточную экстракцию скандия из водного азотнокислого раствора трибутилфосфатом и реэкстракцию скандия, отличающийся тем, что предварительно проводят кондиционирование исходного раствора по содержанию азотной кислоты до 0,5-1,5 М и нитрат-иона до 6-8 М, при этом многоступенчатую противоточную экстракцию скандия из кондиционированного раствора с концентрацией скандия 1-10 г/л и тория 0,01-1 г/л проводят трибутилфосфатом в виде раствора в органическом разбавителе, а реэкстракцию скандия проводят водой при О:В=4:1.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что реэкстракцию скандия проводят в оборотном режиме до достижения концентрации скандия в реэкстракте 5-20 г/л.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов, в частности к способу извлечения редкоземельных элементов (РЗЭ) из растворов, и может быть использовано в технологии получения концентратов редкоземельных элементов.

Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов, в частности к способу извлечения редкоземельных элементов (РЗЭ) из пульп, и может быть использовано в технологии получения концентратов редкоземельных элементов.

Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов, в частности к способу извлечения редкоземельных элементов (РЗЭ) из пульп и может быть использовано в технологии получения концентратов редкоземельных элементов.

Изобретение относится к способу переработки фосфогипса для получения экологически безопасной и полезной продукции. Способ включает кислотную обработку фосфогипса смешанным раствором, содержащим наряду с серной кислотой фосфорную кислоту, c получением твердой фазы и кислого раствора.

Изобретение может быть использовано при извлечении скандия из скандийсодержащих материалов. Для получения оксида скандия сначала проводят сорбцию на сильнокислотном сульфокатионите гелевой или пористой структуры.

Изобретение относится к способу переработки апатита с извлечением и получением концентрата редкоземельных металлов (РЗМ) и строительного гипса из фосфогипса - отхода сернокислотной технологии получения фосфорной кислоты из апатита.

Изобретение относится к извлечению скандия и редкоземельных элементов (РЗЭ) из красных шламов. Распульповку красного шлама проводят при рН=0,5-1.

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.
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.

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 относится к способу экстракции ионов серебра из водных растворов и используется в области извлечения веществ органическими экстрагентами из водных растворов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков.

Изобретение относится к способу селективного извлечения ионов золота и серебра из растворов экстракцией трибутилфосфатом. Способ включает контакт экстрагента и раствора, перемешивание, отстаивание и разделение фаз.
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.

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.
Наверх