Экстракционное и хроматографическое разделение солей редкоземельных элементов с применением бинарных экстрагентов

• Автор: Калякин, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 143 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫ Й ОБЗОР

1.1. Основы бинарной экстракции солей.

1 2. Хроматографические методы разделения РЗМ

1.3. Постановка задачи исследования

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

2.1. Исходные вещества, оборудование и техника эксперимента

2.1.1. Исходные вещества

2.1.2. Идентификация исходных соединений и определение

концентраций компонентов в исследуемых системах
2.1.3. Аппаратура
2.1.4. Методика эксперимента.
2.2. Исследование закономерностей экстракции солей лантаноидов
диалкилфосфатами аммонийных оснований
2.2.1. Оценка типа основного экстракционного процесса в
исследуемых системах.
2.2.2. Связь выражения равновесия бинарной экстракции солей с
выражениями других процессов.
2.2.3. Влияние состава водной фазы.
2.2.3.1. Природа катиона и аниона экстрагируемой соли
2.2.3.2. Влияние содержания высаливающих солей
2.2.3.3. Влияние р I водной фазы
2.2.4. Влияние состава органической фазы.
2.2.4.1. Влияние содержания компонентов органической фазы.
2.2.4.2. Влияние процессов сольватации и самоассоциации
компонентов органической фазы
2.2.4.3. Влияние природы органической кислоты и основания
компонентов бинарного экстрагента.
2.3 Разработка нового экстракционнохроматографического метода разделения ионных соединений с применением бинарных экстрагентов в качестве неподвижной фазы.
2.3.1. Выбор носителя и состава неподвижной фазы бинарного экстрагента.
2.3.2. Связь параметров экстракции и экстракционной хроматографии.
2.3.3. Влияние отдельных факторов на формирование зон удерживания разделяемых соединений.
2.3.4. Новые возможности экстракционнохроматографического метода.
2.3.5. рнменение нового хроматотрафического метода в анализе
2.4. Применение бинарной экстракции в методах разделения ионов
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Разработаны хроматографические методики определения некоторых соединений в технологических растворах и геологических образцах. Отдельные этапы выполненной работы включены в план ПИР Института химии и химической технологии X РАН, в рамках работ по проекту Обоснование технического задания для разработки ТЭО кондиции Чуктуконского редкометального месторождения. В гетерогенных системах, содержащих водную фату, в определенных условиях образуются термодинамически устойчивые ионные пары, состоящие из органическою катиона и органического аниона. Первые исследования по изучению систем с солями органических кислот с органическими основаниями были проведены в работах i и . Дальнейшие исследования были направлены па выяснение влияния основных факторов распределения солей в этих системах 4, 5 и возможности их использования в технологических целях, извлечения компонентов из рассолов 6,7, разделения ионов цветных металлов 8. Впервые теоретический анализ закономерностей распределения ионных соединений в системе с солями органических кислот с органическими основаниями проведен в работах А. И. Холькина и В. И. Кузьмина 0. В пюцессе бинарной экстракции образуются два экстрагируемых соединения, распределение катионов и анионов экстрагируемых веществ взаимосвязаны. Закономерности распределения в экстракционных системах определяются I типом химической реакции присоединения или обмена и 2 характером межфазного распределения веществ стехиометрический, обмен ионов или переход стехиометрических количеств катионов и анионов или молекул из одной фазы в другую. По этим двум критериям бинарная экстракция не соответствует известным ранее классам экстракционных процессов , . МпВпппМЛ,
I А
пвДп. I I. Существенное отличие выражения для изотермы бинарной экстракции соли от такового для координационной экстракции заключаюется в наличии показателей степени для сомножителей СЧЬ1Ъ и у в последнем случае. Прямолинейный характер изотермы бинарной экстракции солей подтверждается многочисленными экспериментальными данными , , . Линейный вид изотерм распределения указывают на эффективность бинарной экстракции солей в области их небольших концентрации, в которой коэффициенты распределения нейтратьных экстраг ентов существенно уменьшаются . При бинарной экстракции солей в присутствии высаливагелей или при нестехиометрическом отношении концентраций экстрагируемых соединений в органической фазе выражения для коэффициентов распределения катионов и анионов различаются и описываются уравнениями
7
,
Из уравнения 7 видно, что в отличие от катионообменной экстракции органическими кислотами, коэффициенты распределения металлов не зависят от водной фазы. С
с . I 1 о . Таким образом, на коэффициенты распределения катиона можно влиять изменением концентрации аниона в водной фазе при введении высаливателей с одноименным анионом значения падают и согласно уравнению 9 значения Ом растут, а на коэффициенты распределения аниона изменением концентрации катиона . В этом проявляется одно из основных отличий бинарной экстракции от катионо и анионообменных процессов. Присутствие при бинарной экстракции в органической фазе двух экстрагируемых соединений МА и КЫтВ оказывает свое влияние на экстракционные зависимости и создаст новые возможности управления процессом, не реализуемые в системах как с ионообменными, так и с нейтральными экстрагентами. Так, согласно уравнениям 7 и 8 значения коэффициентов распределения ионов зависят не только от концентрации экстрагента, но и от концентрации второго экстрагируемого соединения ЯлЫ. В или МА для Ом и Он, соответственно. Кнд и К. Км. Кнон и Кд. ЧАО. Км. Кдон в степенях, соответствующих стехиометрическим коэффициентам. При бинарной экстракции различных солей с одинаковыми анионами их способность к экстракции зависит от величины Кмп, что подтверждается эксиериметальны. Процессы бинарной экстракции солей и кислот успешно применяются для технологических целей. Разработаны и испытаны технологические схемы селективного извлечения меди из растворов различного состава . Бинарные экстрагенты успешно применяются и в аналитической химии. М.В.