Экстракция скандия N-(2-гидрокси-5-нонилбензил)-β-гидроксиэтилметиламином из хлоридных растворов сложного солевого состава

• Автор: Быченков, Денис Владимирович
• Шифр специальности: 05.17.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 171 с. : ил.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР НАУЧНОТЕХНИЧЕСКОЙ.

ЛИТЕРАТУРЫ

1.1.Сырьевые источники скандия.

1.1.1. Основные ВИДЫ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ, СОДЕРЖАЩЕГО СКАНДИЙ.

1.1.2. Запасы и характеристика важнейших сырьевых источниковскандия.

1.1.3. Добыча и перспективы производства скандиевой продукции.в России.

1.2. Поведение скандия в водных растворах

1.2.1. Состояние скандия в водных растворах

1.2.2. Взаимное влияние примесей.

1.2.3. Поведение скандия в хлоридных растворах.

1.2.4. Комплексообразование скандия с другими неорганическими и.органическими лигандами
1.3. Методы извлечения и концентрирования скандия
1.3.1. Методы осаждения
1.3.2.Тврдофазная экстракция ТВЭКС
1.3.3. Жидкостная экстракция.
1.3.3. Экстракция в гидрометаллургии скандия.
1.4. Описание используемых программ и методов расчта
1.4.1. ППП НуреяСнем.
1.4.2. СБ СнЕМЗй.
1.4.3. Квантовохимические методы расчета
1.4.4. Современные полуэмпирические методы и их особенности
1.5. Расчет основных молекулярных характеристик
1.5.1. Энергия молекулы
1.5.2. Геометрия молекулы
1.5.3. Энергия и форма МО
1.5.4. Заряды на атомах
1.5.5. Точность квантовохимических расчетов химических свойств.молекул.
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
2.1. Методическая часть
2.1.1. Исходные вещества.
2.1.2. Методы исследования.
2.1.3. Методы расчта
2.1.4. Методы анализа
. Разработка метода оптимизации структуры новых экстрагентов
2.2.1. Полуэмпирические методы.
2.2.2. Неэмпирические методы.
2.2.3. Сопоставление результатов.
2.3. Изучение экстракции скандия НБЭА2
2.3.1. Выбор разбавителя.
2.3.2. Оценка состава экстрагента
2.3.3. Изучение распределения экстрагента между ноктанолом и водной фазой.
2.3.4. Установление рабочей области концентраций МсСи , в которой скандий удерживается в РАСТРЕ.
2.3.5. Изучение оснозных закономерностей экстракции скандия НБЭА2.
2.3.6. Определение состава экстрагируемого комплексафизикохимическими методами.
2.3.5. Реэкстракция скандия
2.4. Изучение сорбции скандия ТВЭКС на основе НБЭА
2.4.1. статические условия. Определение условий сорбции скандии.
2.4.2. Выбор условий десорбции скандия
2.4.3. ЕМКОСТЬ ТВЭКСНБЭА2 В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЧИСЛА ЦИКЛОВ СОРБЦИИДЕСОРБЦИИ.
2.4.4. ДИНАМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ. ПОКАЗАТЕЛИ СОРБЦИИДЕСОРБЦИИ СКАНДИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ КОЛИЧЕСТВА циклов
2.4.5. ПОКАЗАТЕЛИ СОРБЦИИДЕСОРБЦИИ СКАНДИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СКОРОСТИ ПРОПУСКАНИЯ РАСТВОРА
2.4.6. ПОКАЗАТЕЛИ СОРБЦИИ СКАНДИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИСХОДНОГОРАС1 ВОРА
2.4.7. ОБРАБОТКА ПОЛУЧЕННЫХ ДАННЫХ С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММЫ ЕХРЦ.
2.4.8. ВЛИЯНИЕ УДЕЛЬНОЙ НАГРУЗКИ НА ПОКАЗАТЕЛИ СОРБЦИИ СКАНДИЯ
2.5. ЭКСТРАКЦИЯ СОПУТСТВУЮЩИХ СКАНДИЮ ЭЛЕМЕНТОВ.
2.5.1. Экстракция из индивидуальных растворов.
2.5.2. Экстракция из индивидуальных пброксидных растворов.
2.5.3. Совместная экстракция скандия и сопутствующих элементов
2.6. Сравнение экстракционных свойств НБЭА2 и НБЭА.
2.7. Технологическое использование НБЭА2 для получения скандиевого концентрата.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ ,.
Условные обозначения
См исходная концентрация экстрагируемого элемента М в водной фазе, мольд.
Хм Ум концентрация экстрагируемого элемента в равновесной водной органической фазе, мольл.
ГЭмХмум коэффициент распределения экстрагируемого элемента.
Рм м 2 1 Ом 2 коэффициент разделения элементов
К концентрационная константа равновесия.
К эффективная константа равновесия, т время экстракционного контакта.
8 молярный коэффициент погашения. е диэлектрическая проницаемость Г вязкость
Список сокращений названий реагентов, упоминаемых в работе
ААФФО палкиламинофенолформальдегидный олигомер БФФО прстбутилфенолформальдегидный олигомер БАФФО итрет.бутиламинофенолформальдегидный олигомер ББСО бутилбензилсульфоксид
ВС А азотсодержащий фенолформальдегидный олигомер
ДСАФ дисульфид яалкилфенола
Д2ЭГФК ди2этилгексилфосфорная кислота
ДИОМФ диизооктилметилфосфонат
НАА ацетилацетон
НТТА теноилтрифторацетон
НТФАА трифторацетилацстон
НГФАА гексафторацегилацетон
П2ЭГФНК поли2этилгексилфосфонитрильная кислота
ТБФ трибутилфосфат
ТОФО триоктилфосфиноксид
ЧАО четвертичные алкиламмониевые основания
ЭДТА этилендиаминтетрауксусная кислота
ЭБОФО этилснбисдиоктилфосфиноксид
НБЭА М2гидрокси5нонилбензилр,рдигидроксиэтиламин
НБЭА2 Ц2гидрокси5нонилбензилРгидроксиэтилметиламин
ВВЕДЕНИЕ


В дальнейшем России, несомненно, потребуется скандиевая продукция, получаемая из сырья отечественных месторождений, и спрос на нее по экономическим прогнозам будет расти. Реальным видом скандийсодержащего сырья в России являются ильменитовые концентраты. Их годовое потребление составляет около 0 тыс. Выпуск скандия может составить около 3 т в год. В перспективе к г. России потребуется ежегодно не менее 0 тыс. Привлекательность ильменитовых концентратов в том, что получаемый из них скандий отличается высокой чистотой. Разрабатываются новые технологические схемы извлечения скандия из отходов титанового и циркониевого производств с использованием методов сорбции, хлорирования, экстракции. Скандий можно извлекать из пироксеновых хвостов Гусевогорского Качканарского месторождения . В шламохранилище Качканарского ГОКа накоплено около 1 млрд. Прогнозные ресурсы скандия в хвостах оцениваются в 0 тыс. На первом этапе на Качканарском ГОКе планировалось создать опытное производство с выпуском 1. Потребители АО АвтоВАЗ, АО Уральский автомобильный завод, Златоустовский машиностроительный завод, НПО Композит, НПО Энергия, фирмы Локхид, Вестингауз США . Если вопрос комплексного использования хвостов будет решен положительно, проблема сырьевых источников скандия в России может быть снята, поскольку его объем, содержащийся только в годовом сбросе хвостов 5 тыс. России в этом металле. Также реально производство скандия при скважинном подземном выщелачивании урановых руд, подготавливаемых к освоению инфильтрационных месторождений России, в первую очередь на Долматовском и Добровольном. В их рудах содержится до гт скандия в лабораторных опытах его извлечение достигало . При этом масштабы производства не превысят первых сотен килограммов скандия в год, поскольку сами месторождения заключают незначительные запасы основного компонента. Надежным источником получения скандия могут стать руды редкометального Томторского месторождения , из которых при годовой мощности предприятия тыс. Оз в год. Кеки вольфрамового производства и оловянные шлаки изза относительно небольшого объема основного производства представляют ограниченный интерес в качестве источников скандия. Отечественные заводы, производящие оловянную и вольфрамовую продукцию в частности, Новосибирский оловянный комбинат, которые в ССОР производили соединения скандия, могут и в дальнейшем поставлять их на российский рынок, но их объем не превысит первых сотен килограммов. Содержание скандия в углях достигает 0. Обычное содержание 8сзОз в углях составляет 0 При сжигании углей 8с не образует летучих соединений и остается в золе. Содержание в золе других ценных компонентов фактор, благоприятствующий извлечению скандия из углей, так как при этом могут быть получены другие ценные компоненты ва, ве, 7. Перспектива использования углей в качестве сырья на скандий в настоящее время нсопределена. Так как, вопервых, не все угли содержат достаточное количество 8с, при котором целесообразно его извлечение, а систематические и обоснованные данные о скандиеносных углях в литературе отсутствуют. Вовторых, пока еще недостаточно разработана технология получения концентрата скандия из зол углей. В перспективе, с расширением областей применения Ассплавов их утилизация может стать дополнительным источником его производства. В работе показана возможность ликвациоииого выделения кристаллов нитрида скандия из расплавленных отходов алюминиевого сплава, легированного скандием. На сегодняшний день минеральносырьевая база России достаточна для удовлетворения любых потребностей. Вместе с тем главной задачей являются снижение себестоимости скандия и увеличение масштабов его производства с целью удовлетворения потребностей промышленности в более дешевом металле и его соединениях. Поэтому втехнологическом плане актуально изыскание новых эффективных экстрагентов для извлечения скандия, обладающих минимальной растворимостью в водной фазе, использование сорбционных методов концентрирования металла, комплексной переработки скандийсодержащих отходов.