Способ разделения редкоземельных элементов

 

ОП ИСАНИИ изов итиния

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсии а

Социалистические

Реслублни ii 86131(1 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.12.79 (21) 2859694/23 — 26 (51)М. Кл, с присоединением заявки J%

С 01 F 17/00

Гееударстеенннй кеннтет

CCCP но аелем нзебретеннй н етернтнй (28) Приоритет

Опубликовано 07.09.81. Бюллетень Ж 33

Дата опубликования описания 07.09.81 (53) УДК 546.65:

: 542.65 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л, И. Мартыненко и Н. П. Кузьмина

Московский ордена Ленина и ордена Трудового Кр

Знамени государственный университет им. M. В. Л (71) Заявитель (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ

ЭЛЕМЕНТОВ

Изобретение относится к способам разделения редкоземельных элементов (РЗЭ) и может быть использовано в химической технологии для предварительного быстрого разделения смесей

РЗЭ на подгруппы легких и тяжелых РЗЭ, для очистки большого количества легких РЗЭ от примеси тяжелых с последующей более тонкой очисткой методами экстракции и ионного обмена.

Известен способ разделения смеси РЗЭ на элементы цериевой и иттриевой подгрупп при использовании о-сульфобензойной кислоты (1), который заключается в растворении карбонатов

РЗЭ в водном растворе q-сульфобензойной кислоты с последующим унариваинем реакционной смеси до начала кристаллизации и охлаждением. 1

Однако этот способ эффективен только при разделении РЗЭ цериевой н иттриевой подгрупп с атомными номерами, различающимися более, чем на две еднницьь Кром того, в описании этого способа не указано количество РЗЭ, пере.ходящее в осадок нри однократном охлаждении.

Наиболее близким по технической сущности н достигаемому результату к изобретению яв2 ляется способ разделения смеси РЗЭ фракционным осаждением протонированных комплексов

ÍLèÀ. И НО ((и= Ia,Pr, Nd, Sm) при температуре 80" С (2).

Раствор, содержащий ZH С13 и этиленди; аминтетраацетат прн рН 2 — 3, нагревают до 80 С с последовательным выделением 5 фракций осадка, которые промывают спиртом, сушат на воздухе и прокаливают до окислов. Этим способом достигают частиного разделения смеси

РЗЭ цериевой подгруппы, величина коэффициента разделения смеси ND Pr составляет 1,3—

1,6. Разделение основано на разности растворимости комплексов Н пА и H20(Ln-1 с» — Sm) при 80 С.

К недостаткам этого способа следует отнести неполное осаждение элементов цериевой подгруппы РЗЭ при 80 С, непригодность этого споо соба для разделения смеси РЗЭ на подгруппы легких и тяжелых элементов.

Целью изобретения является устранение ука. занного недостатка.

Поставленная цель в описываемом способе достигается тем, что водный раствор солей РЗЭ, 861310

Составитель Е. Зыкова

Техред А. Бабинец

Редактор Н. Потапова

Корректор М. Шароши

Подписное

Заказ 6443/2 Тираж 505

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 содержащий не выше 0,03 моль/л РЗЭ иттриевой подгруппы и не ниже 0,002 моль/л РЗЭ цериевой подгруппы, обрабатывают этилендиаминтетраацетатом, при рН 2 — 3, и нагревают до температуры кипения.

Проведение осаждения из растворов, содержащих РЗЭ иттриевой подгруппы, выше 0,03

003 моль/л приводит к частичному соосаждению

РЗЭ этой подгруппы с малорастворимыми комплексонатами Р33 цериевой подгруппы. При уменьшении концентрации РЗЭ цериевой подгруппы в разделяемой смеси ниже 0,002 моль/л образование осадков не происходит.

Пример 1. Разделение смеси этилендиаминтетраацетатов неодима и эрбия.

Навеску 2 r смеси окислов Nd>0> и Ex<0> растворяют в Минимальном количестве НС1 и доводят объем раствора до 250 мл (рН раствора 5), затем добавляют к этому раствору

3,4 г ЭДТК, три протона которой нейтрализованы водным раствором NH40H (содержание

NH в продажном растворе определено по плотности растворов). Полученную реакционную смесь (рН 2,3 — 3,0) кипятят в открытом сосуде, поддерживая постоянный объем раствора до появления осадка (около 20 мин).

Образовавшийся осадок отделяют от реакционной смеси и кипятят с водой для удаления соосадившихся комплексов эрбия, Содержание

Nd и Еу в растворе и осадке определяют спектрофотометрически на приборе "Specord UVЧ а" (точность определения 2 — 3%). Результаты проведенного анализа показали, что осадок комплекса HNdA.H O не содержит примеси соединений зрбия. Раствор обогащается эрбием в 1,5 раза. В осадок переходит около 30% исходного количества неодима. Величина коэффициента разделения смеси Nd -Ег при однократном осаждении составляет приблизительно

100.

Таким образом, в результате однократного осаждения достигается очистка неодима от эр бия.

Пример 2. Очистка смеси неодима и празеодима от эрбия.

Отделение эрбия от смеси неодима и празеодима проводят по методике, описанной в примере 1. При однократном осаждении смеси, содержащей 14% Ev О, 44% йЫ„О и 42%

Pr6O<<, после кипячения в течение 60 мин получают осадок, не содержащий соединений эрбия, и раствор, обогащенный эрбием в 5 раз по стравнению с исходной смесью. В осадок перешло около 55% исходной смеси РЗЭ.

i 0 Достоинствами описываемого способа являются простота его аппаратурного оформления, дешевизна и доступность используемых реагентов, возможность многократного повторения операции осаждения с целью повышения эффективности разделения. Многократное осаждение проводят при растворении полученного осадка под действием ЙН40Н и повторным осаждением при добавлении НС1, т. е. операция многократного осаждения проводится без дополнительных затрат этилендиаминтетрауксусной кислоты.

Формула изобретения

Способ разделения редкоземельных элементов фракционным осаждением путем обработки водного раствора солей редкоземельных элемен . тов, этилендиаминтетрацетатом при нагревании ирН2 — З,отличающийся тем,что, с целью разделения смесей редкоземельных элементов на элементы цериевой и иттриевой. подгруппы, обработке подвергают раствор, содержащий не выше 0,03 моль/л редкоземельных элементов иттриевой подгруппы и не ниже

0,002 моль/л редкоземельных элементов цериевой подгруппы, и нагревание ведут до температуры кипения.

Источники информации, 40 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свццетельство СССР и 497238, кл. С 01 F 17/00, 1973.

2. G. Brunisho1z, He1v, Chim. acta, ч. 38, р. 455, 1955.