Экстракция редкоземельных элементов из сульфатных растворов смесями алкилфосфорных кислот и первичных аминов

• Автор: Сальникова, Елена Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Караганда
• Количество страниц: 145 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.б

1 ЭКСТРАКЦИЯ КАК МЕТОД КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ И РАЗДЕЛЕНИЯ

РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

1.1 Общая характеристика редкоземельных элементов

1.2 Экстракционное извлечение редкоземельных элементов

и скандия

1.3 Экстракция редкоземельных элементов алкилфосфорными

кислотами

Влияние температуры на экстракцию редкоземельных элементов .

1.4 Экстракция редкоземельных элементов первичными

аминами
1.5 Экстракция при одновременном использовании двух экстрагентов.
2 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ И ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВЕЩЕСТВ. .
2.1 Исходные вещества, приготовление растворов
2.2 Методика экспериментов
2.3 Методика анализов.
2.4 Изучение экстракции методом ИКспектроскопии
2.5 Исследование вязкости растворов ди2этилгексилфосфорной кислоты и первичного амина . .
3 ИЗУЧЕНИЕ ЭКСТРАКЦИИ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИНДИВИДУАЛЬНЫМИ ЭКСТРАГЕНТАМИ.
3.1 Определение времени установления равновесия.
3.2 Экстракция скандия, иттрия и лантана ди2этилгексилфосфорной кислотой
3.3 Экстракция редкоземельных элементов первичными
аминами
4 ИЗУЧЕНИЕ ЭКСТРАКЦИИ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СМЕСЯМИ РЕАГЕНТОВ
4.1 Экстракция смесью ди2этилгексилфосфорной кислотой
и первичного амина
4.2 Влияние природы экстракционных реагентов.
4.3 Влияние температуры
4.4 Эффективность разделения редкоземельных элементов . . .
5 ЭКСТРАКЦИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РАСТВОРОВ.
5.1 Методы обогащения и переработки редкоземельного сырья .
5.2 Общая характеристика и физикохимический анализ редкоземельного сырья.
5.3 Оптимизация процесса экстракции.
5.4 Технологическая схема комплексной переработки сульфатных растворов редкоземельных элементов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


В данной работе мы будем рассматривать свойства трхвалентных ионов РЗЭ, в частности, скандия, иттрия и лантана, а также церия III в сернокислых растворах. Для сравнения необходимо ознакомиться с поведением ионов РЗЭ также в хлоридных и нитратных растворах. РЗЭ находятся в разбавленных растворах соляной кислоты в виде аква или гидроксоформ. С увеличением концентрации кислоты растворимость хлоридов лантаноидов уменьшается, в осадок выпадают кристаллогидраты хлоридов или их двойных солей. Данные о состоянии скандия в концентрированных растворах кислот противоречивы. С одной стороны, в спектрах комбинационного рассеивания растворов вплоть до концентрации соляной кислоты 6 мольл наблюдается интенсивная полоса поглощения, относимая к связи 0 в октаэдрическом ионе , т. С другой стороны, электрофоретические данные показывают, что уже при концентрации хлоридиона 1 мольл весь скандий находится в виде ЗсС. На основании изучения спектров ЯМР найдено , что при концентрации соляной кислоты в растворе менее 2 мольл скандий находится в форме 3 или 2, при 28 мольл в форме 2 или 2 и лишь при 8 мольл в форме I4. По одним данным , сорбция скандия анионообменными смолами начинается из растворов с концентрацией 45 мольл НС1, а мольл сорбирует скандия. По другим работам , вплоть до мольл НС1 анионообменная сорбция и экстракция триоктиламином скандия практически отсутствует. Нитратионы, как кислородсодержащие лиганды, немного лучше взаимодействуют с РЗЭ, чем хлоридионы. При этом координация аниона осуществляется по типу монодентатного в сильнокислых средах или бидентатного в слабокислых средах лиганда . М0з1мольл образуются внешнесферные комплексы с малым лигандным числом п12, а в насыщенных растворах внутрисферные комплексы, где п возрастает и достигает, по мнению , даже 6. По другим данным , при соотношениях 3 3 от 2 до 4 существуют преимущественно комплексы 2, а от 7 до обнаружен один слабый анионный комплекс 4. Вероятно, в кислых растворах состав соединений может быть выражен формулами 3 3, 33. Скандий также не координирует в разбавленных меньше 0, мольл нитратных растворах. Существование непрочных внешнесферных комплексов типа 3 при малых 3бмольл концентрациях скандия было установлено только при значительном избытке 1 мольл нитратионов . М0з5с3 2 вызывает постепенное замещение молекул воды во внутренней сфере иона металла на нитратионы. Сульфатион является более сильным комплексообразователем по сравнению с хлорид и нитратионами для большинства поливалентных ионов металлов . Повидимому, это связано с увеличением заряда иона и хелатным эффектом. Исследования растворов сульфатов РЗЭ показали, что в них, наряду с акваи гидроксокомплексами, существуют и довольно устойчивые ацидокомплексы. Методами ионного обмена на смолах и электропроводности показано 4, , , что при концентрациях растворов ниже 0, мольл наиболее вероятно существование в них ионов Ме4. Данные по экстракции лантаноидов аминами показывают, что при концентрациях сульфатиона в растворе более 0,51 мольл образуются достаточно устойчивые анионные комплексы типа Ме42, Ме4з3. Другие исследования, выполненные методом ИКспектроскопии 6, показывают, что в растворах серной кислоты с концентрацией более 5, церий находится в основном в форме моносульфатного комплекса, и лишь при концентрации кислоты более образуются кислые комплексы типа СеН4п3п. В зависимости от среды и концентрации компонентов могут существовать комплексы, в которых сульфогруппы координированы как моно и бидентатные лиганды или выполняют роль мостиковых элементов. Аниониты сорбируют скандий из растворов с концентрацией серной кислоты менее 0, мольл, что связано с конкурирующей ролью гидросульфатионов. При изучении спектров комбинационного рассеивания растворов сульфата скандия установлена возможность образования комплексных соединений типа С3с24п3б2п. При увеличении кислотности значение п меняется от 3 до 6. Для сульфатных растворов скандия характерно образование относительно прочных катионных и анионных комплексов. ЗС243 Зс3 Зс4з3 1. Основными формами существования скандия в растворе даже при небольшом избытке лиганда являются комплексы анионного типа БсБ2У и 3с4з3 .