Способ переработки ловеррита в целях выделения соединений редкоземельных металлов

 

АВТОРСНОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО HA ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ споссба переработки ловчоррита в целях выделения соединений редкоземельных металлов.

К авторскому свидетельству Я. П. Гохштейна и Е. С. бурксера, заявленному.12 марта 1934 года (спр. о перв. ¹ 143795).

0 выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 гаая 1935 года. (132) Залегание минерала ловчоррита расположено в юго-восточной части Платаловчоррита и представляет собой жилу мощностью 10 — 20 сл с простиранием на северо-запад. Преобладающий в жиле ловчоррит по внешнему виду напоминает желтое клееподобное вещество, заполняющее все промежутки между сопутствующими минералами.

В таком слое ловчоррит просвечивается желтым светом и при наблюдении проходящего света через спектроскоп дает явные полосы поглощения неодима и празеодима. В некоторых случаях ловчоррит приобретает различные зеленожелтые оттенки от бутылочно-зеленого до желтозеленого цвета. Из всех минералов ловчоррит наиболее слабо противостоит выветриванию, покрываясь при этом бледножелтой корочкой. Ловчоррит обладает жирным блеском, твер-; достью около 5 и легко плавится пла- менем паяльной трубки. По химическому составу, твердости, плавкости, удельному весу и оптическому характеру продуктов ловчоррит относится к минералам группы мезандрита.

Ловчоррит представляет собой в основном силикат редких земель и кальция, достаточно хорошо разлагаемый кислотами при нагревании. Получение же фторида редких земель из ловчоррита связано с предварительным его разложением.

Получение фторидов редких земель из ловчоррита велось по следующей схеме: 1) измельчение минерала, 2) просеивание его, 3) обработка серной кислотой, 4) выщелачивание сульфата, 5) гидролиз титана, 6) осаждение редких земель щавелевой кислотой, 7) растворение оксалатов, 8) осаждение фторидов, 9) сушка их.

Хорошо измельченный минерал подвергался разрушению крепкой серной кислотой в чугунной посуде. Для этого минерал в количестве 1 кг небольшими порциями вносится в предварительно нагретую до 140 крепкую (65 Ве) техническую серную кислоту (1,5 л). Так как реакция взаимодействия минерала с серной кислотой экзотермична, то температура смеси при прибавлении минерала постоянно повышалась до 200 — 300, масса при этом сильно вспенивалась и ее приходилось часто перемешивать.

Конец реакции замечается по прекращению выделения белых паров свободной серной кислоты. Полученная масса подвергалась выщелачиванпю нормальной соляной кислотой, взятой в 20-кратном количестве по отношению к весу разлагаемого ловчоррита. Сперва разрушенный ловчоррит обрабатывается 10-кратным количеством нормальной соляной кислоты, а за ем остаток дополнительно промывается 10- кратным количеством кислоты той же концентрации.

Как показали опыты, температура разложения не должна быть ниже 300 .

При этой температуре выход редких . земель составляет 70у,. Разложение при более низкой температуре в пределах

118 — 200" дает выход значительно ниже, лиза поддерживать более высокую температуру.

Полученные щелока подвергались гидролизу в автоклаве при 4 технических атмосферах в течение 1,5 часа; концентрация кислоты в щелоках составляла 2,2 нормальной. Такая кислотность растворов объясняется тем, что после разрушения ловчоррита осталась свободная серная кислота и при выщетворению. С повышением температуры лачивании сульфатов применяли норгидролиз сильно увеличивается, так как мальную соляную кислоту для более диссоциация чистой воды при этом силь- полного выделения редких земель. После но возрастает. Процесс гидролиза ти- гидролиза кислотность раствора повытана можно изобразить следующим ура- силась до 2 — 4 нормальной. Безусловно

:внением: можно уменьшить кислотность растворов до гидролиза предварительным выTi +3H,. -+ 2H SO +Т1 OH щелачиванием разрушенного ловчоррита

ОН

Из уравнения видно, что для более полного выделения титана в виде метатитановой кислоты необходимо по возможности уменьшить концентрацию водородных ионов разбавлением водой.

Вместо этого можно в процессе гидроо ь м

Й а

Атмосферное

1 давление в кг)см- (Содержание Полученное ! редких земель количество ! послегидролиза метатитан. в виде окиси кислоты

Содержание редких земель в виде окиси, в г

Количество взятого раствора в с из

Продолж. гидролиза!

1,5 ч. 3,2437

З,3257

750

66,71

1,5 „

20000

65,01

59г " ) " ) 59 г метатитановой кислоты соответствует 45,5 г двуокиси титана. Фильтрование быстрое..доходящий лишь до 59%.

Для дальнейшего выделения редких земель из щелоков необходимо освобо.диться от титана, так как последний с редкими землями образует титанат редких земель, который не поддается pac-, Для осаждения редких земель раствор ¹ 2 по таблице, освобожденный от титана {в нем содержится 63,01 т окислов редких земель), усредняли аммиаком уд. веса 0,93, сохраняя кислотность раствора нормальной. Аммиаку прибавили 2,400 куб. см. На 66,01 г окислов редких земель необходимо добавить

88 г щавелевой кислоты по стехиометрическому расчету. К нагретому до 40 раствору прибавили 264 г щавелевой кислоты, т. е, 3-кратное количество, Оксалаты редких земель представляют следующее соединение:

R2 (С.,0,1, . 10НгО. водои, затем нормальнои солянои кисло той, придерживаясь 20-кратного количества всех растворов (на 1 кг) ловчоррита (10 л воды и 10 л нормальной соляной кислоты).

Раствор очень легко декантируется.

Данные гидролиза титана под давлением:

На следующий день осадок декантировался. Оксалаты редких земель содержали также оксалат кальция, от которого освободились медленной промывкой осадка нормальной соляной кислотой, а затем водой.

При растворении 72,5 г оксалатов редких земель в 35 куб. сл серной кислоты уд. веса 1,84 разрушение щавелевой кислоты сопровождалось лишь легким нагреванием (вследствие экзотермичности реакции температура повышалась до 180 ). Затем нагревали до появления белых паров серной кислоты, что служило указанием на полное превращение оксалатов редких земель в сульфаты. Охладив сульфаты, к ним прибавляли 700 куб. см холодной воды, причем они тотчас же растворялись.

При растворении 72,5 г оксалатов редких земель в 150 куб. см азотной кислоты необходимо равномерно повышать температуру, а затем кипятить в течение получаса.

Азотнокислый и сернокислый растворы редких земель усреднялись аммиаком по рН 3 — 5. Вследствие частичной нейтрализации температура растворов повышалась. Растворы нагревались- до

66, и к ним прибавляли 25% избытка фтористого натрия против эквивалентного количества его по отношению к окисям редких земель. При прибавлении последней порции реактива помешивали в течение нескольких минут. К азотнокислому раствору прибавили 16 г фтористого натрия в сухом виде (к сернокислому раствору прибавили 15 г).

Са2 (SO,),+6NaF 2CeF,Н,O+3Na,SO,.

На следующий день отфильтровывали фториды редких земель и промывали около 12 раз по 500 куб. см для освобождения от солей натрия.

Часть фторидов сушилась в вакууме над серной кислотой в эксикаторе, помещенном в термостате, где в течение

4 часов поддерживалась температура

60 . Другая часть фторидов сушилась в атмосфере воздуха, нагретого до 60, в течение 5 часов. Получено было 70,5 т технического фтористого церия, что составляет 90О О выхода. Рекомендуется осаждать фториды редких земель из раствора, имеющего рН 3 — 5, 25 ), избытком фтористого аммония по отношению к эквивалентному количеству окиси редких земель при температуре в 60 . Фтористый аммоний прибавляется в сухом виде при помешивании, но применение последнего сопряжено с длительной промывкой фторидов.

На следующий день отфильтровывают фториды редких земель, промывают и сушат в течение 5 — 6 часов в атмосфере воздуха, нагретого до 60, далее фториды измельчаются в порошок.

Полученные фториды применяются при изготовлении углей интенсивного горения.

Пред м ет изоб ретения.

1. Способ переработки ловчоррита в целях выделения соединений редкоземельных металлов, путем разложения минерала концентрированной серной кислотой и экстрагирования продукта разложения, отличающийся тем, что экстра гирование производят нормальным раствором соляной кислоты, взятой в количестве около 20-кратного от веса ловчоррита.

2, Прием выполнения способа по п. 1, отличающийся тем, что разложение ловчоррита ведут при температуре

280 †3" в чугуннных сосудах.

3. Прием выполнения способа по пп. 1 и 2, а также других способов кислотного разложения ловчоррита, отличающийся тем, что полученную вытяжку из разложенного ловчоррита, имеющую небольшое количество свободных кислот, подвергают, в целях высаживания из раствора соединений титана путем гидролиза последних, нагреванию в автоклаве при давлении около 4 атмосфер.

4. Прием выполнения способа по п.3, отличающийся тем, что в целях выделения по удалении титана редких земель из раствора в виде их оксалатов. в него вводят тройное количество щавелевой кислоты.

5. Прием выполнения способа по п. 4, отличающийся тем, что оксалаты по их выделении обрабатывают эквивалентным количеством серной кислоты уд. веса 1,34 при температуре около

180 и затем продукт разложения растворяют в холодной воде.

6. Прием выполнения способа по п. 5, а также переработки всех аналогичных растворов, полученных другими способами, отличающийся тем, что, в целях получения фторидов редкоземельных металлов, в растворе с рН от 3 до 5 вводят при температуре около 60 фтористый аммоний, взятый с избытком около 25%.

Эксперт И. Я. Гревцов

Редактор П. А. Петров

Тнн. «Печатный -Труд". Зак. 4274 — 400