Термодинамические характеристики сорбции анионных комплексов редкоземельных элементов

• Автор: Пономарева, Мария Александровна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 136 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Области применения редкоземельных элементов (РЗЭ)

1.2. Основные источники РЗЭ

1.3. Промышленные способы извлечения РЗЭ

1.4. Использование ионитов для выделения и разделения РЗЭ

1.5. Термодинамика сорбции редкоземельных элементов

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ, МЕТОДЫ И МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Методы и методики анализов, используемые реактивы

2.1.1. Комплексонометрическое титрование
2.1.2. Спектрофотометрический метод
2.1.3. Комплексное кондуктометрическое и потенциометрическое титрование
2.1.4. Рентгенофлуоресцентный (РФА) метод
2.2. Подготовка анионитов для испытания
2.2.1. Характеристики анионитов 0-403 и ЕУ
2.2.2. Определение емкости анионита СуЬЬег ЕУ
2.3. Проведение сорбции РЗЭ в статических условиях
2.4. Проведение сорбции РЗЭ в динамических условиях
2.5. Проведение сорбционного разделения РЗЭ с использованием фронтального варианта ионообменной хроматографии
2.6. Десорбция анионита 0-403 после насыщения комплексными ионами РЗЭ... 66 ГЛАВА 3. ТЕРМОДИНАМИКА ПРОЦЕССА СОРБЦИИ АНИОННЫХ КОМПЛЕКСОВ РЗЭ НА СЛАБООСНОВНЫХ АНИОНИТАХ
3.1. Выбор селективных анионитов
3.2. Сорбция анионных сульфатных комплексов церия на анионите 0-403..

3.2.1. Влияние значения pH и концентрации сульфата магния на степень сорбционного извлечения сульфатных комплексов церия(Ш) в твердую фазу анионита
3.2.2. Изотерма сорбции сульфатных анионных комплексов церия в присутствии сульфата магния 2 моль/кг при различных значениях pH на анионите 0-403 в сульфатной форме
3.2.3. Изотерма сорбции сульфатных анионных комплексов церия в присутствии
сульфата магния концентрацией 1 моль/кг при pH 3 на анионите
в сульфатной форме
3.2.4. Сорбция сульфатных комплексов церия в динамических условиях при pH
на анионите Б-
3.3. Сорбция анионных комплексов РЗЭ с Трилоном Б на анионите
3.3.1. Влияние значения pH, мольного соотношения Трилона Б с ионами церия(Ш) и формы ионообменных групп анионита на степень извлечения ЭДТАцеррат-ионов в твердую фазу
3.3.2. Термодинамический расчет образования комплексов РЗЭ с Трилоном Б
3.3.3. Изотермы сорбции анионных комплексов церия с Трилоном Б при pH 3 на анионите 0-403 в сульфатной, хлоридной и нитратной форме
3.3.4. Изотермы сорбции анионных комплексов церия с Трилоном Б при pH 3 на анионите ЕУ009 в нитратной форме
3.3.5. Изотермы сорбции анионных комплексов иттрия с Трилоном Б при pH 3 на анионитах 0-403 и ЕУ009 в нитратной форме
3.3.6. Изотермы сорбции анионных комплексов эрбия с Трилоном Б при pH 3 на
анионитах 0-403 и ЕУ009 в нитратной форме
ГЛАВА 4. СОРБЦИОННОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ РЗЭ НА СЛАБООСНОВНОМ АНИОНИТЕ
4.1. Сорбция церия(Ш), иттрия(Ш) и эрбия(Ш) в виде комплексов с Трилоном Б на анионите 0-403 в динамических условиях
4.2. Сорбционное разделение церия-иттрия и церия-эрбия на анионите 0-403

4.3. Извлечение ионов РЗЭ из твердой фазы анионита 0-403.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Таблица 14 - Значения логарифмов коэффициента распределения /£Ко для Ей, ТЬ, Рт и [.а в зависимости от концентрации соляной кислоты на катионите на основе МБСФ
Концентрация НС1, н. IgKp для Ей IgKp для ТЬ IgKp для Рт IgKp для La
10 2,5 3,5 1,5 0,
5,6 2,7 - - -
3,2 3 - - -
1 3,2 4 2,2
0,1 3,5 4,5 2 1,
0,01 2,8 3,5 2 1,
0,001 3 3,5 2,1 1,
0,0001 - - 2,8 3,
0,00008 - - - -
Таблица 15 - Значения логарифмов коэффициента распределения ^Кр для Ей, ТЬ, Рт в зависимости от концентрации соляной кислоты на катионите на основе БСФ
Концентрация НС1, н. lgKD для Ей IgKp для ТЬ IgKp для Рт
10 0,5 1,1 0,
6,3 1 - 0,
5 - 1
3,2 1,3
2 1,5 1
1,3
1 2 0,8 2,
0,1 2,3 1
0,01 2,3 2 2,
0,001 - - 2,
Авторами установлено, что при увеличении пористости для макропористого катионита БСФ коэффициент распределения KD увеличивается. Максимальное значение коэффициентов разделения наблюдается при значениях KD 102-106. Значения К0 для хроматографии составляют 1-10, что позволяет разделять только легкие РЗЭ. Так же наблюдалось, что при увеличении атомного номера происходит увеличение Кр.
В работе [69] изучен механизм ионообменного разделения РЗЭ с нитрилотриуксусной кислотой (НТА) Н3Х. Элюирование проводили 0,2-2% раствором НТА при значении pH 5-6,5 на катионите КУ-2 в Ln-форме в зоне адсорбции и NH4+- или Си2+-форме в зоне разделения. В результате работы было определено, что концентрация РЗЭ в элюатах из зоны адсорбции намного выше, чем в элюатах из зоны разделения. Разделение смесей РЗЭ осуществляется за счет моно- и динитрилоацетата. В зоне адсорбции преобладают