Способ извлечения эрбия (iii) экстракцией


 


Владельцы патента RU 2624269:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" (RU)

Изобретение относится к области извлечения веществ органическими экстрагентами из водных растворов, в частности к получению редкоземельных металлов (РЗМ) из бедного или техногенного сырья с помощью экстракции. Способ извлечения солей эрбия (III) включает экстракцию с использованием в качестве экстрагента изооктилового спирта. Эрбий транспортируется через водную в органическую фазу в виде сольвата додецилсульфата эрбия (III). Используют поверхностно-активное вещество анионного типа додецилсульфат натрия в концентрации, соответствующей стехиометрии реакции получения Er[C12H25OSO3]3. Экстракцию осуществляют при pH=3,0-6,0, что позволяет достигнуть 99% извлечения солей эрбия (III) из водных растворов. Техническим результатом является увеличение степени извлечения эрбия. 1 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к области извлечения веществ органическими экстрагентами из водных растворов, в частности к способам получения редкоземельных металлов (РЗМ) из бедного или техногенного сырья с помощью экстракции.

Известен способ извлечения тория (IV) экстракцией, в котором в качестве экстрагента использовали трибутилфосфат ТБФ (В.Г. Майоров, А.И. Николаев, В.К. Копков, Л.А. Сафонова, Г.В. Короткова. Выделение тория (IV) при утилизации растворов солянокислотного вскрытия перовскита. Журнал прикладной химии. 2004. Т. 77. Вып. 5. С. 715-719). Максимальное извлечение (84%) происходит при соотношении органической и водной фазы 3:1.

Недостатками способа являются не полное извлечение тория из раствора и зависимость эффективности процесса от соотношения органической и водной фаз.

Известен способ извлечения кобальта в виде цианидных комплексов флотоэкстракцией (Walkowiak W. Ion flotation and solvent sublation of cobalt cyanides // J. Chem. Biotechnol. 1980. V. 30. P. 611-619). Извлечение проводили из водных растворов с использованием цетилпиридиний хлорида. Изооктиловый спирт использовался в качестве органической фазы.

Недостатками способа являются длительность процесса, сложный состав извлекаемых комплексов и недостаточно полное извлечение кобальта.

Известен способ извлечения иттрия методом флотоэкстракции из азотнокислых растворов с применением в качестве поверхностно-активного вещества додецилсульфата натрия, а в качестве органической фазы изооктилового спирта (О.Л. Лобачева, Д.Э. Чиркст, Джевага Н.В. Флотоэкстракция ионов иттрия из разбавленных водных растворов с применением додецилсульфата натрия // Журнал прикладной химии. 2012. Т. 85. Вып. 8. С. 1208-1213). Соотношение органической и водной фаз составляет 1:40. Степень извлечения иттрия достигает 98% при pH=7,2-7,4.

Недостатками способа являются низкая степень извлечения иттрия из кислых растворов и невозможность их извлечения при pH<5,0.

Известен способ извлечения лантана из водных растворов флотоэкстракцией (Патент RU 2411188, опубл. 10.02.2011). В качестве поверхностно-активного вещества использовали бис-(алкилполиоксиэтилен) фосфат калия. Извлечение лантана вели при pH=1,0 и pH=10,0.

Недостатком способа являются возможность проведения процесса в сильнокислых или сильнощелочных растворах, образование большого количества пены, не полное извлечение лантана.

Известен способ извлечения церия (III) экстракцией олеиновой кислотой (Д.Э. Чиркст, Т.Е. Литвинова, В.С. Старшинова, Г.С. Рощин. Экстракция церия (III) олеиновой кислотой из нитратных сред // Журнал прикладной химии. 2007. Т. 80. Вып. 2. С. 187-190), принятый за прототип. Концентрация экстрагента равнялась 0,5 моль/л. Коэффициент распределения церия (III) при экстракции олеиновой кислотой в интервале pH 3-5 возрастает от 1 до 100, при pH=5,5 коэффициент распределения достигает величины 235.

Недостатками способа являются низкое извлечение церия (III) при pH<5 и зависимость от концентрации экстрагента.

Техническим результатом изобретения является увеличение степени извлечения солей эрбия (III) в интервале pH 3,0-6,0.

Технический результат достигается тем, что в способе извлечения эрбия (III) экстракцией, включающем использование в качестве экстрагента изооктилового спирта, сольват транспортируется через водную в органическую фазу в виде додецилсульфата эрбия, и в качестве поверхностно-активного вещества анионного типа используют додецилсульфат натрия в концентрации, соответствующей стехиометрии реакции:

Er+3+3C12H25OSO3Na=Er[C12H25OSO3]3+3Na+,

где Er+3 - катион эрбия (III),

C12H25OSO3Na - додецилсульфат натрия,

Er[C12H25OSO3]3 - сольват.

При этом экстракцию осуществляют при pH от 3,0 до 6,0,

Способ поясняется следующей фигурой:

фиг. 1 - зависимость коэффициентов распределения катионов эрбия (III) от pH водной фазы растворов солей.

Способ осуществляют следующим образом. Используют 200 мл водного раствора нитрата эрбия (III) с концентрацией катионов эрбия (III) 0,001 моль/л. Добавляют к раствору додецилсульфат натрия в виде порошка массой 0,1728 г, перемешивают, затем добавляют изооктиловый спирт и осуществляют процесс экстракции в течение 30 мин при значении pH от 3,0 до 6,0. Затем, после разделения фаз, водную фазу анализируют фотометрическим методом на содержание катионов эрбия (III). Методом инфракрасной спектроскопии определяют форму экстрагируемых солей в органической фазе - изооктиловом спирте.

Использование в качестве экстрагента изооктилового спирта и ПАВ анионного типа додецилсульфата натрия обеспечивает значительное увеличение степени извлечения солей эрбия (III) при экстракции в интервале pH от 3,0 до 6,0. В растворе катионы эрбия (III) образуют с додецилсульфатом натрия прочные сольваты, вследствие ориентации полярной группы к катиону и экранированием сольвата с внешней стороны неполярными радикалами. Перенос сольвата в органическую фазу обеспечен взаимодействием с ним изооктилового спирта, что подтверждают сдвиг частоты валентных колебаний νO-H, а также отсутствие растворения додецилсульфата натрия в неполярных растворителях.

Параметром извлечения солей эрбия (III) является коэффициент распределения Кр. Величину Кр извлекаемого иона между водной и органической фазами рассчитывали по отношению концентрации катиона эрбия (III) - [Er+3] в органической фазе к концентрации [Er+3] в водной фазе соответственно формуле: К=[Er+3]org/[Er+3]aq.

Величина коэффициента распределения катионов эрбия (III) между водной и органической фазами достигает величины 120-160. Осуществление экстракции при pH=3,0-6,0 обеспечивает увеличение степени извлечения эрбия до 99% и уменьшение затрат додецилсульфата натрия (установлено экспериментально).

Способ поясняется примером. Процесс экстракции осуществляют в лабораторной модели экстрактора со скоростью оборотов мешалки около 700 об/мин. К 200 мл раствора нитрата эрбия (III) концентрацией 0,001 моль/л добавляют ПАВ анионного типа додецилсульфат натрия в количестве, соответствующем стехиометрии реакции, и экстрагент - изооктиловый спирт C8H18O. Использование в качестве органической фазы изооктилового спирта C8H18O обеспечивает возможность извлечения катионов эрбия (III) в составе сольватов с додецилсульфатом натрия.

pH раствора доводят до 3,0-6,0. Раствор переливают в экстрактор, добавляют 5 мл органической фазы изооктилового спирта и экстрагируют в течение 30 мин. В процессе экстракции происходит образование сольвата и его растворение в изооктиловом спирте. После экстракции экстракт переливают в делительные воронки объемом 0,25 л. и оставляют при комнатной температуре для расслаивания фаз в течение 3 суток. Полученные фазы анализируют на содержание катионов эрбия (III) (фиг. 1).

Таким образом, способ позволяет получить 99% извлечения катионов эрбия (III) из водного раствора его солей.

Способ извлечения эрбия (III) из раствора экстракцией, отличающийся тем, что экстракцию осуществляют с использованием в качестве экстрагента изооктилового спирта при рН от 3,0 до 6,0 в присутствии додецилсульфата натрия в качестве поверхностно-активного вещества анионного типа для транспортирования эрбия (III) в виде сольвата додецилсульфата эрбия через водную в органическую фазу, при этом додецилсульфат натрия используют в концентрации, соответствующей стехиометрии реакции:

Er+3+3C12H25OSO3Na=Er[C12H25OSO3]3+3Na+,

где Er+3 - катион эрбия (III),

C12H25OSO3Na - додецилсульфат натрия,

Er[C12H25OSO3]3 – сольват додецилсульфата эрбия.



 

Похожие патенты:

Изобретения относятся к переработке отработавшего ядерного топлива АЭС. Предложена экстракционная смесь для извлечения ТПЭ и РЗЭ из высокоактивного рафината переработки ОЯТ АЭС, содержащая фосфорорганический экстрагент в полярном разбавителе.

Изобретение относится к способам извлечения металлов из кислотных водных растворов, полученных из различных источников материалов при помощи экстракции растворителями.
Изобретение относится к переработке концентрата РЗМ с выделением из него церия методом электроокисления, а именно к способу электрохимического окисления церия (III) в нитратных растворах при переработке концентратов редкоземельных металлов (РЗМ), с последующей экстракцией или осаждением карбоната или оксалата церия.
Изобретение относится к способу селективного извлечения иттрия и европия из продуктов переработки отходов люминофоров. Способ включает растворение исходного продукта, взятого в виде плава хлоридов, в дистиллированной воде.

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, а именно к технологии извлечения скандия из техногенных и продуктивных скандийсодержащих растворов, образующихся после извлечения урана.

Изобретение относится к устройству многоступенчатой экстракции редкоземельных элементов. Блок экстракции "жидкость-жидкость" включает емкость экстракции/разделения, водную фазу в виде пузырьков вводят из верхнего впуска, находящегося в одной боковой стенке, и органическую фазу в виде пузырьков вводят из нижнего впуска, находящегося в упомянутой боковой стенке.

Изобретения относятся к электролитическому производству редкоземельных металлов. Электролитическая ячейка включает корпус, выполненный с одним или более наклонными каналами на дне корпуса для стекания расплавленных редкоземельных металлов.
Изобретение относится к извлечению редкоземельных металлов и тория из фосфатных руд и концентратов, в частности монацита. Вскрытие монацита проводят фосфорной кислотой при температуре от 300 до 550°С, в течение 1-2 часов.

Изобретение относится к способу извлечения редкоземельных элементов из низкосортных руд, содержащих первый металл, выбранный из группы, содержащей по меньшей мере один металл из железа и алюминия, и второй металл, выбранный из группы, состоящей из по меньшей мере одного из редкоземельных элементов, таких как лантан, церий, празеодим, неодим, прометий, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий, лютеций, иттрий и скандий.

Изобретение относится к способу извлечения церия из железокалиевых катализаторов дегидрирования олефиновых углеводородов или других материалов аналогичного состава.

Изобретение относится к способам извлечения металлов из кислотных водных растворов, полученных из различных источников материалов при помощи экстракции растворителями.

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, а именно к технологии извлечения скандия из техногенных и продуктивных скандийсодержащих растворов, образующихся после извлечения урана.

Изобретение относится к устройству многоступенчатой экстракции редкоземельных элементов. Блок экстракции "жидкость-жидкость" включает емкость экстракции/разделения, водную фазу в виде пузырьков вводят из верхнего впуска, находящегося в одной боковой стенке, и органическую фазу в виде пузырьков вводят из нижнего впуска, находящегося в упомянутой боковой стенке.

Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов и может быть использовано для разделения Ni и Со в растворах, образующихся при выщелачивании Ni-Co сырья. Способ включает предварительное приготовление экстрагента в солевой Ni-Co и Ni формах.

Изобретение относится к способу извлечения солей гольмия (III) из бедного или техногенного сырья с помощью метода жидкостной экстракции. Способ извлечения солей гольмия (III) включает жидкостную экстракцию с использованием в качестве экстрагента изооктилового спирта.
Изобретение относится к области комплексной переработки апатита и других фосфатсодержащих руд с извлечением и получением концентрата редкоземельных металлов и радионуклидов и может быть использовано при переработке минерального сырья в химической промышленности.

Изобретение относится к химии и металлургии, конкретно к технологии извлечения скандия из продуктивных растворов, образующихся при переработке урановых руд, при их добыче методом подземного выщелачивания.

Изобретение относится гидрометаллургии, к извлечению фазы органического экстрагирующего растворителя из эмульсии, стабилизированной твердыми частицами, образовавшейся в контуре гидрометаллургической экстракции растворителем.

Изобретение относится к способу экстракции ионов металлов из водных растворов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков.

Изобретение относится к способу очистки никелевого электролита от примесей ионов Fe (III), Со (III) и Cu (II) экстракцией с селективным извлечением указанных ионов из электролита в органическую фазу.

Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов. Извлечение скандия из хлоридных растворов сорбцией проводят на твердом экстрагенте (ТВЭКС) на основе гранул полимера, пропитанного фосфорорганическим экстрагентом. В качестве ТВЭКС используют гранулы сшитого полистирола, пропитанного трибутилфосфатом и элементным йодом, взятым в количестве 2,5-25,0 мас. %. Десорбцию скандия проводят водой. При сорбции скандия из железосодержащих растворов катионы железа (3+) предварительно восстанавливают до железа (2+). Изобретение позволяет упростить процесс извлечения скандия из растворов и пульп с использованием ТВЭКС и снизить реагентные затраты за счет использования при десорбции скандия воды вместо растворов фтористоводородной кислоты. 1 з.п. ф-лы, 4 табл., 6 пр.
Наверх