Экстракционное извлечение и концентрирование галлия и индия фосфорорганическими кислотами и их смесями

• Автор: Бусыгина, Наталья Сергеевна
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 162 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1. Основные сырьевые источника галлия и индия

1.2. Состояние галлия и индия в кислых водных растворах.

1.3. Методы выделения, концентрирования и разделения галлия и

1.3.1. Методы осаждения.

1.3.2. Методы сорбции и ионного обмена.

1.3.3. Экстракционные методы.

1.3.3.1. Экстракция сольватируюнщми соединениями.

1.3.3.2. Экстракция аминами и их солями
1.3.3.3. Экстракция катионообменными соединениями
Глава 2. Методика исследования
2.1. Исходные вещества. Рабочие растворы.
2.2. Методика эксперимента и анализа.
Глава 3. Закономерности экстракции галлия и индия индивидуальными
фосфорорганичсскими кислотами
3.1. Время установления экстракционного равновесия.
3.2. Влияние концентрации серной кислоты.
3.3. Зависимость распределения от концентрации экстрагируемого металла в водном растворе.
3.4. Влияние концентрации экстрагента
3.5. Влияние температуры.
3.6. Экстракция сопутствующих элементов
3.7. Физикохимическое исследование экстрактов.
3.8. Закономерности реэкстракции галлия и индия
Глава 4. Экстракция галлия и индия смесями фосфорорганических
4.1. Влияние состава смеси на распределение и разделение.
4.2. Оценка влияния составляющих смеси на экстракцию.
Синергетический эффект
Глава 5. Экстракция галлия и индия смесями фосфорорганических кислот и нейтральных кислородосодержащих
соединений.
5.1. Экстракция смесями ФОК и НКСС переменного состава.
5.2. Экстракция смесями с постоянным содержанием ФОК и переменным НКСС.
5.3. Реэкстракция галлия и индия из экстрактов смесей ФОК и
5.3.1. Реэкстракция из экстрактов смесей переменного состава.
5.3.2. Реэкстракция из экстрактов смесей с постоянным
содержанием ФОК и переменным НКСС
Глава 6. Экстракционное выделение галлия и индия при
пробоподготовке
Выводы
Литература


М НС1 галлий практически полностью переходит в высший хлоридный комплекс ОаСЦ В растворах 6М НС1 доля этого комплекса составляет . Промежуточные хлоридные комплексы Са имеют сравнительно узкие области существования, их доля не превышает . СаХ3 ЗСаХ4 Оа3 где Хгалоген 8 растворитель. В сернокислых растворах образуются катионные комплексы Ме и Ме4. В случае галлия константы устойчивости таких комплексов соответственно равны 5,2 и 1,5, индия 1,3 и 9,1 6. В образующихся комплексах сульфатион отделен от иона металла, по крайней мере, одной молекулой воды. В водноорганических растворах образуются анионные комплексы Ме42 и Ме433, причем вероятность их образования растет с уменьшением диэлектрической проницаемости растворителя и, следовательно, с уменьшением прочности сольватной оболочки иона галлия. Кроме того, органические растворители обладают меньшей ионизирующей способностью. Таким образом, в водных растворах галлия и индия присутствуют в виде гидратированных катионов, катионных гидроксокомплексов и различных комплексных анионов, поэтому для их выделения из кислых растворов можно использовать различные по своей природе методы. В современной аналитической и технологической практике для выделения, концентрирования и разделения 1п и Оа из растворов обычно применяют осаждение 5, сорбцию 2, 6 и экстракцию 13, . В настоящее время эти методы применяют довольно редко. Обычно их используют для выделения относительно больших количеств элементов 13. При этом предпочтение отдается методам, позволяющим оставлять, сопутствующие элементы в растворе. Чаще всего осаждение проводят в виде гидроксидов или гидроксосолей, арсенатов, фосфатов 35 . Нейтрализацию растворов при осаждении гидроксидов металлов проводят растворами аммиака, гидроксида натрия или кальция, соды, пиридина и гидроксиламина. Очень эффективно использование 7пО, оно позволяет получить концентрат, содержащий до 26 индия при его содержании в исходном продукте вельцоксиде около 0,. В этом случае наблюдается снижение соосаждения посторонних металлов по сравнению с другими нейтрализующими веществами. Как правило, для выделения гидроксидов разбавленными растворами аммиака характерен ряд существенных трудностей. Поэтому предпочтительно гидролитическое осаждение, но и оно не обеспечивает высокую полноту извлечения и селективность. К осаждению в виде арсенатов прибегают, если в исходном растворе содержится значительное количество V. Из такого раствора выделение элементов происходит при значительно более низких и проходит в более узком интервале 2,0 3,4. В случае индия выпадает осадок состава 5I335. Арсенат III осаждается совместно с индием и галлием, в то время как арсенаты , , и II остаются в растворе. После второго осаждения арсенатов осадки практически свободны от данных металлов. Этот способ обеспечивает более полное выделение галлия и индия , чем гидролитический. Недостаток способа заключается в замедленном отстаивании и фильтрации получающихся растворов, а также в возникновении затруднений в переработке изза появления в растворе ионов натрия при введении арсенатионов в виде 3. Хорошие результаты получаются при осаждении индия в виде фосфата с использованием в качестве осадителей гидрофосфата, дифосфата или триполифосфата натрия. Оптимальными условиями осаждения являются 2,52,7 и 34х кратный избыток триполифосфата. При превышении указанных значений возрастает неполнота извлечения индия вследствие комплексообразования. Си и II не мешают осаждению, V незначительно соосаждается, III осаждается совместно с индием, если оно предварительно не восстановлено. Этот способ по сравнению с ранее рассмотренными обеспечивает наиболее полное извлечение индия. Его целесообразно применять па стадии переработки первичного индиевого концентрата, полученного гидролитическим осаждением. Известны методы осаждения, основанные на действии ферроцианида калия, этилксантогенага калия, фосфорсодержащих комплексонов и ряда других соединений. Однако они не имеют какихлибо заметных преимуществ по сравнению с ранее рассмотренными 15.