Способ хроматографического выделения скандия

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<» >972317 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.05.81 (21) 3291376/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (51) М.К

G 01 N 1/28

С 01 F 17/00

СССР (53) УДК 543.056:

: 546.631 (088.8) Опубликовано 07.11.82. Бюллетень № 41

Дата опубликования описания 17.11.82 пв делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Г. И. Шманенкова, В. П. Щелкова, Т. И. Романцева и T. B. Кахаева

Государственный ордена Октябрьской Революции научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленност

4, ЦЩИ (71) Заявитель

11д ПМтя 3Т 1И11ЧЬЛ1АФ (54) СПОСОБ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКО

ВЫДЕЛЕНИЯ СКАНДИЯ

ГосУдаРстееиный комитет (23) Приоритет—

Изобретение относится к аналитической химии, конкретно к способам выделения скандия из технологических растворов и может быть использовано для осуществления химического контроля на металлургических предприятиях при переработке титановых руд и продуктов их обогащения, а также при производстве редких металлов.

Известен способ выделения скандия из сульфатных растворов алюмосиликатных горных пород, минералов и зол углей, который основан на последовательном отделении скандия от алюминия, титана, железа иттрия и циркония методами осаждения и экстракции. Сначала скандий отделяют от титана и алюминия осаждением гидроксида на коллекторе железа избытком КОН в присутствии пергидроля. Железо отделяют от скандия экстракцией эфиром из 6М НС!. Затем осаждают скандий совместно с иттрием в виде тартрата, после чего разделяют металлы экстракцией роданида скандия эфиром. Далее скандий реэкстрагируют водой, водный реэкстракт упаривают с царской водкой, затем с НС| и определяют его фотометрическим методом с пропилфлуорорном при = 530 нм. Для маскировки следовых количеств примесей вводят ацетилацетон, аскорбиновую кислоту и о-фенантролин (1).

Недостатками этого способа являются применение длительных и трудоемких операций (щелочного и тартратного осаждения, разрушения роданид-иона упариванием с царской водкой и НС1), а также неполное отделение примесей, что приводит к необходимости введения в раствор маскирующих реагентов перед фотометрическим определением скандия.

Известен способ выделения скандия из минералов циркония и титана, включающий осаждение из сернокислых растворов купферронатов циркония и титана и др., экстрагируемых хлороформом (четырехкратно или более в зависимости от содержания примесей). Из водной фазы осаждают гидроксиды аммиаком, растворяют в НС1 с добавлением пергидроля и экстрагируют скандий трибутилфосфатом (ТБФ) . Органическую фазу отмывают от примесей трехкратной обработкой НС1. Остаток ТБФ из

9723!7 волной фазы извлекают диэтиловым эфиром. Затем осаждают скандий совместно с иттрием в виде тартратов, которые для очистки переосажлают, далее растворяют в НС1 и отделяют скандий от иттрия экстракцией ТБФ. После реэкстракции проводят фотометрическое определение скан LH5) с ализа риновым красным S Hpu

>>L = 520 нм (2).

Недостатки способа - мно;остадийность (13 стадий), длительность, недостаточная полнота отделения от редкоземельных элементов, мешак)щих фотометрическому определению сканлия, что требует дополнительной <к>дготовки к фотометрированив.

Наиболее близким к предлагаемому Iio технической сущности и достигаемому ðcзультату является способ хроматографического выделения сканлия из ccxiloлогических растворов, содержащих цирконий, титан, железо, алюминий, редкоземельные элементы, хром и др., включающий сорбцию скандия из 5 — 6М раствора хлорной кислоты на силиконизированный силикагель с нанесенным на него трибутилфосфатo)i и последующую селективнук) лесорбцив разбавленной НС(, Предварительно из технологических растворов осаждак>г аммиаком гидроксилы скандия и примесс й, которые затем растворякп в 10 мл 6М НС!04, Полученный раствор пропускак>т )ерез колонку с сорбентом (ciiлика; ель +ТБФ), заранее промытым 10 )Iл 5М Нс:!0,(. Сопутствук>щие ска<)дик; /г, Тi, Р:, Л(, Р.1:), Сг

Са элк>ирук> г 10 мл гой жс >сисе«>ты. Скаидий элюируют 10 мл 0,01-- 0,5М((C! и определяют фотометрическим мето I()м с KcH.)c— половым оранжевым, испо. < Ьзуя (г) я измереHHH опти <еской «г«л нос) и .)c,i(ный светофильтр (3) .

К недоста гкап; с>н>соба относится длиTåëüHàÿ предварительная )одготовка хроматографируемого гаствоpd (55 мин), об) словленная необходих<остьк> предвар<<) ельного удаления и >на БО, вклк)чающая иескОлькО стадий: 0(. яжденис Гидр >кси )()в, их фильтрация и <) рох) ь) вание.

Цель изобретения — сокращение в.>смени проведения ан;)лиза и упро<цеиие npollpcc выделения скан IHH.

llоставленная цель д(>стигается согласно способу хроматографического выле,<ения сканлия из технологически х растворов, вклвчавц(ему сорб.(ив скан,:,ия из KHcëo, <з раствора на силиконизированный силик,, Ib с нанесеннь м на него ТБФ и последувщув селективну:,о десорбцив, при котором В а нализирус мы и p3cTBop Ilp(. LIH) pHтельно добавляк)т хлорнук) кис.и>гу Io суммарной концентрации с серной 6,3- — 7,0 М, а LgcopoLlHIo осу<цествляют последовательно дистиллирован)<ой водой, разбавленным аммиаком и хлористоводородной кислотой.

IO

)5

ЗО з о

45 )0

С >:

Десорбцию скандия проводят последовательно 3 — 7М раствором аммиака и 0,5 — З,ОЯ раствором хлористоводородной кислоты.

Интервал выбранных суммарных концентраций Hz SOg u НС10.4 6,3 — 7,0 M c соотношением l:10 — 1:4 обусловлен тем, что при HzS04. НС(0(выше 1:10 происходит неполная очистка Sc от Zr, поскольку коэффициент распределения циркония с ростом концентрации хлорной кислоты возрастает и частично сорбируется вместе с Sc, при Н2S04. .HC(Oä ниже 1:4 уменьшаются коэффициенты распределения скандия, и часть его проходит в элюат вместе с сопутствуюгцими элементами. Выбор концентраций десорбентов обусловлен тем, что при концентрациях аммиака ниже ЗМ и НС1 ниже 0,5 М наблюдается неполная десорбция скандия. При концентрациях аммиака выше 7 М уменьшается срок работы колонок. Использование растворов HCl с концентрацией выше ЗМ возможно, но не целесообразно, поскольку увеличивается расход реагента.

Для выделения микроколичеств скандия данным методом не требуется предварительной подготовки хроматографируемого раствора, что позволяет сократить время анализа в два раза. Продолжительность выделения скандия 23 — 27 мин.

Интервал определяемых концентраций может быть расширен. Если анализируемый раствор содержит менее 1 мкг Sc/ìë, его упаривают, если более 10 мкг Sc/ìë, разбавляют водой.

Пример 1. К технологическому раствору продуктов титанового производства в

5 мл 1,5 М раствора серной кислоты добавляют 10 мл 57 /р.ной НС10(. Полученный серно-хлорнокислый раствор (концентрация

6,3М, соотношение HzSO .НС10(равно 1:10) пропускают через стеклянную колонку диаметром 10мм и высотой 100 мм, в которук) загружают 3,2 г сорбента (2r силиконизированного силикагеля и 1,2 мл ТБФ) со скоростью 2 мл/мин. После нанесения раствора сорбент промывают 10 мл 6МНС10 .

Злюат отбрасывают. Через колонку пропускают 5 мл (истиллированной воды., 5 мл

ЗМ раствора аммиака и 10мл 0,5М раствора НС1. Злюаты собирают в мерную колбу емкостью 50 мл и проводят фотометрическое определение скандия по известной методике с ксиленоловым оранжевым.

Пример 2. 5 мл технологического раствора в 2,55 М НАДБО(готовят согласно примеру 1. Хроматографируемый раствор, имеюгций общую концентрацию HzSO и НС10

6,6М при их соотношении 1:7, пропускают через колонку аналогично примеру 1. Десорбцию скандия проводят последовательно

5 мл дистиллированной воды, 5 мл 6М раствора аммиака и 10 мл 1М HCl.

Пример 3. Объект анализа и последовательность проведения всех операций анали972317

Формула изобретения

Составитель А. Шер

Техред И. Верес Корректор Н. Буряк

Тираж 887 Подпиское

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор А. Лежнина

Заказ 8060/31 за аналогичны примеру!. Концентрация серной кислоты в анализируемом растворе

3,6М/л. Общая концентрация HzSO4 и НС104 в хроматографируемом растворе 6,9 M при их соотношении 1:5. Десорбцию скан5 дия проводят последовательно 5 мл дистиллированной воды, 5 мл 6 М раствора аммиака и 10 мл 2 M НС1.

Предлагаемый способ ускоренного выделения микроколичеств скандия из сульфатных растворов титанового производства позволяют полностью выделить скандий (99,9о/0) непосредственно из технологических растворов, минуя стадию предварительной подготовки хроматографируемого раствора, что приводит к упрощению метода и сокращению времени (в два раза) выделе- 15 ния скандия.

1. Способ хроматографического выделения скандия из технологических растворов, включающий сорбцию скандия из кислого раствора на силиконизированный силикагель с нанесенным на него трибутилфосфатом и последующую селективную десорбцию, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени, упрощения процесса, в анализируемый раствор предварительно добавляют хлорную кислоту до суммарной концентрации с серной 6,3 — 7,0 М, а десорбцию осуществляют последовательно дистиллированной водой, разбавленным аммиаком и хлористоводородной кислотой.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что десорбцию скандия проводят последовательно дистиллированной водой,3 — 7 М раствором аммиака и 0,5 — ЗМ раствором хлористоводородной кислоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Назаренко В. А., Бирюк Е. А. Определение скандия с пропилфлуороном. 3аводская лаборатория, 1962, т. 28, № 4, с. 401 — 406.

2. Эберль, Лернер. Спектрофотометрический метод определения скандия с применением ализаринового красного S — В кн.: Ска иди й. Сб. пе ре водо в. Под ред.

Комиссаровой Л. Н., М., Иностранная литература. 1958, с. 232 — 238.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2848761/23 — 25, кл. С Ol F 17/00, 1980.