Экстракция нитратов редкоземельных металлов (III) органическими смесями на основе нафтеновых, высших изомеров α-,α-разветвленных карбоновых кислот и солей триалкилбензиламмония из многокомпонентных водно-солевых растворов

• Автор: Жихарев, Дмитрий Андреевич
• Шифр специальности: 05.17.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 142 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список основных условных сокращений и обозначений

Введение

1. Обзор литературы.

1.1 Экстракция редкоземельных металловШ моноосновными алифатическими карбоновыми кислотами различного
строения

1.2 Экстракция редкоземельных металловШ нафтеновыми кислотами

1.3 Экстракция редкоземельных металловШ солями четвертичных аммониевых оснований

2. Экспериментальная часть.

2.1 Приготовление и анализ реактивов, методики проведения исследований

3. Результаты и их обсуждение

3.1 Экстракция редкоземельных металловШ нафтеновыми кислотами из нитратных водносолевых растворов.
3.2 Экстракция редкоземельных металловШ высшими изомерами а ,аразветвленных карбоновых кислот из нитратных водносолевых растворов.
3.3 Экстракция нитратов редкоземельных металловШ растворами солей триалкилбензиламмония в разбавителе.
3.4 Экстракция нитратов редкоземельных металловШ смссыо диизооктилметилфосфоната и высшими изомерами а,аразветвленных карбоновых кислот.
3.5 Экстракция нитратов редкоземельных металловШ нафтенатами
триалкилбснзиламмония в толуоле из многокомпонентных водносолевых растворов
4. Выводы
Список использованных источников


Считается, что РЗМ(Ш) образуют с остатками карбоновых кислот преимущественно ионную связь, поэтому основное влияние на порядок экстрагирусмости оказывает величина ионного радиуса лантаноидами), а также конкуренция со стороны процесса гидратации ионов ме-таллов(Ш) в водной фазе [1]. Экстрагируемые соединения гидратированы, причем в большинстве случаев гидратное число (число молекул воды связанных с ионом металла в экстрагируемом соединении) непостоянно и изменяется в зависимости от содержания РЗМ(Ш) в органической фазе. По данным работ [2-4], для монокарбоновых кислот образование смешаннолигандных соединений в органической фазе, содержащих остатки карбоновых кислот и неорганические анионы, практически не имеет места. Ьп3*(в) + ЗНЯ(0) <=> ЬпКз(О) + 3/Г(в). Оех - коэффициент распределения РЗМ(Ш); аи+ - активность протонов в равновесной водной фазе (из данных потенциометрических измерений). Из (1. Р) — константа устойчивости комплекса ЬпА^ А - лиганд комплек-сообразователя [1]. Согласно выражению (1. Анионы ряда минеральных кислот выступают в роли лигандов для РЗМ(Ш). Поэтому, коэффициенты распределения РЗМ(Ш) при экстракции карбоновыми кислотами могут зависеть от природы аниона соли РЗМ(Ш) и состава водной фазы. После логарифмирования выражения (1. При экстракции небольших количеств РЗМ(Ш), когда равновесная концентрация экстрагента практически равна исходной, зависимость ^Оех—/(рН)у выраженная уравнением (1. Ж}, + ЗрН. Значение pH равновесной водной фазы, при котором Ом= 1 носит название pH полуэкстракции (рНо. Значение рН0. Чем ниже значение рНо. Карбоновые кислоты используют в виде растворов в инертных, обычно углеводородных, разбавителях. При этом может иметь место ассоциация, как самих кислот, так и образующихся при экстракции соединений в органической фазе. По ряду литературных данных основной формой монокарбоновых кислот в органической фазе являются димеры [6]. Авторы работ [7, 8], для описания равновесия экстракции, предлагают учитывать димеризацию экстрагента, при этом в выражении (1. Ьп3В) + 3(НН)2(о> <=> Ьп(НК2)з(0) + ЗН*м. Судя по литературным данным, имеется большое разнообразие способов расчета концентрационных и эффективных констант экстракции применительно к конкретным условиям проведения эксперимента [9-]. Подробное математическое описание фазовых равновесий при экстракции индикаторных количеств ионов металлов карбоновыми кислотами приведено в монографии []. Экстракционные свойства карбоновых кислот определяются функциональной группой -СООН. Степень диссоциации и сила кислот зависят от величины и характера радикала, связанного с карбоксильной группой: константа диссоциации кислот немного уменьшается с увеличением длины радикала. Органические карбоновые кислоты являются слабыми кислотами (Кдисс. РЗМ(Ш) имеет место в области положительных значений pH. Переход катионов в органическую фазу сопровождается увеличением концентрации протонов в водной фазе. Ш), при экстракции карбоновыми кислотами, необходимо предотвратить уменьшение pH, которым сопровождается процесс, т. В технологической практике это достигается введением расчетного количества щелочи в органическую фазу перед экстракцией, т. При экстракции РЗМ(Ш) карбоновой кислотой в солевой форме из органической фазы в водную переходят катионы соли, и процесс не сопровождается изменением кислотности водного раствора. Содержание РЗМ(Ш) в экстракте определяется количеством щелочи предварительно введенной в экстрагент, а максимальные концентрации РЗМ(Ш) в органической фазе - растворимостью соли ЬпЯз. В большинстве случаев растворимость соединений ЬпЯз в органической фазе неодинакова для различных РЗМ(Ш), а для некоторых карбоновых кислот имеет весьма низкие значения. Эти обстоятельства накладывают существенные ограничения на использование тех или иных карбоновых кислот в технологии []. Взаимный обмен двух или более катионов между фазами иногда является удобным вариантом их разделения. Поведение ионов металлов(Ш) в обменных реакциях соответствует порядку их экстрагируемости []. В работе [] проведено изучение распределения РЗМ(Ш) в системе с алифатическими монокарбоновыми кислотами н- строения. В качестве экстрагента использовалась 0% смесь карбоновых кислот фракции С 7 - С9 (Мср= 1 - 3, плотность при °С = 0. Ьп3 + ЗМН^(О) <=> ЬпНхо) + ЗИН^в).