Экстракция скандия N-(2-гидрокси-5-нонилбензил)- β , β-дигидроксиэтиламином из хлоридных растворов

• Автор: Гладикова, Любовь Анатольевна
• Шифр специальности: 05.17.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 138 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Состояние скандия в водных растворах

1.1.1. Водные растворы с дефицитом кислоты

1.1.2. Хлоридные растворы.

1.1.3. Сульфатные растворы

1.1.4. Комплексообразование скандия в водных растворах с некоторыми лигандами.

1.2. Экстракция скандия нейтральными экстрагентами.

1.3. Экстракция скандия органическими кислотами

1.3.1. Экстракция карбоновыми кислотами.

1.3.2. Экстракция фосфорорганическими кислотами.
1.4. Экстракция скандия органическими основаниями
1.5. Экстракция хелатов скандия
1.6. Экстракция скандия смесями экстрагентов.
1.7. Экстракция в гидрометаллургии скандия.
1.7.1 Экстракционные методы извлечения скандия из титанового сырья
1.7.2. Экстракционные методы извлечения скандия
в технологии циркония.
1.7.3. Экстракционные методы извлечения скандия из других видов сырья.
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Методическая часть
2.1.1. Исходные вещества
2.1.2. Методы исследования
2.1.3. Методы анализа.
2.1.4. Обработка результатов
2.2. Выбор разбавителя.
2.3. Растворимость и межфазное распределение НБЭА
2.3.1. Влияние на растворимость и межфазное.
распределение НБЭА.
2.3.2. Влияние высаливателей на межфазное
распределение НБЭА.
2.4.Изучение основных закономерностей экстракции скандия
2.4.1 .Изучение экстракции соляной кислоты
2.4.2. Определение соотношения металл реагент при
экстракции скандия методом сдвига равновесия
2.4.3. Влияние на экстракцию скандия.
2.4.4. Изотерма экстракции скандия
2.5. Расчет экстракционных равновесий в системе хлоридные водные растворы скандия раствор НБЭА в октаноле
2.5.1. Расчет равновесных гидроксоформ скандия в водном растворе
2.5.2. Расчет констант экстракции скандия.
2.6. Влияние концентрации хлоридиона на экстракцию скандия.
2.7. Определение состава экстрагируемого комплекса
физикохимическими методами.
2.7.1. Электронная спектроскопия
2.7.2. ИКспектроскопия
2.8. Экстракция скандия смесями экстрагентов.
2.9. Реэкстракция скандия
2 Экстракция сопутствующих скандию элементов
21. Экстракция железа II и иттрия
22. Экстракция скандия, титана и циркония
в присутсвии пероксида водорода
3. Выводы
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


На основе его соединений получены уникальные катализаторы некоторых реакций органического синтеза [-], полимеризации этилена, пропилена и стирола [, ]. Интенсивное изучение свойств скандия, его соединений и композиций на их основе намечает новые перспективы их применения в самых различных отраслях науки и техники []. Несмотря на это, применение скандия сильно сдерживается его высокой стоимостью. Главной причиной этого является специфика его получения из минерального сырья. Скандий является типичным рассеянным элементом: его собственные минералы исключительно редки, а содержание скандия в рудах других металлов не превышает десятых долей процента. Большей частью все процессы, связанные с попутным извлечением скандия, являются гидрометаллургическими. Одним из самых распространенных, дешевых и эффективных вскрывающих агентов в химической технологии скандия является соляная кислота, поэтому переработка солянокислых растворов с целью извлечения из них скандия представляет особый интерес. В гидрометаллургии для извлечения из растворов различных элементов широко применяется жидкостная экстракция, которая позволяет, как селективно выделять, так и концентрировать целевой компонент из рас творов сложного состава []. Хелатообразующие соединения являются эффективными экстрагентами, обладающими рядом достоинств []. Их применению в технологических масштабах препятствует их высокая стоимость. Поэтому актуален поиск новых, доступных и эффективных хелатообразующих реагентов для экстракции скандия. Соединения, получаемые поликонденсацией фенола и формальдегида, являются дешевыми, крупнотоннажными продуктами []. Некоторые*из них могут быть использованы в экстракционных технологиях. Для скандия эффективными экстрагентами оказались резольные смолы, содержащие донорные атомы азота [, ]. Ы-(2-гидрокси-5-нонилбензил)-[3,[3-дигидроксиэтиламином (НБЭА), выявление способов экстракционного извлечения скандия данным реагентом из хлоридных растворов и очистки его от сопутствующих элементов. При выборе гидрометаллургического способа извлечения соединений элементов необходимо учитывать состояние этого элемента в растворе. Для растворов скандия характерны процессы гидратации, гидролиза, полимеризации и комнлексообразования []. Единственная устойчивая степень окисления скандия в водных растворах (+3), его координационное число, по мнению большинства авторов, равно шести [, ], но в некоторых работах для скандия предлагаются координационные числа 4 [] и 7 [-]. При концентрациях скандия <“' моль/л скандий в водных растворах существует в виде гидратированных мономерных ионов []. Ион [8с(Н)б]3 существует в растворе, согласно работам [, -], в области pH <3, а в работе [] указывается область рН<4. С увеличением pH раствора протекает многоступенчатый процесс образования устойчивых гидролитических форм 8с(ОН)пзп * шН (рис. ОН~-группой лиганда (СЮ“ , МОз , 4“ , 8СЫ~). Устойчивость гидроксоформ понижается примерно на порядок на каждой стадии гидролиза в ряду: 8с(ОН)“‘ > 8с(ОИ)2+ > 8с(1)3 [6]. Ступенчатые константы равновесия реакций моноядерного гидролиза с образованием различных форм [8с(0Н)п]3'пчпН приведены в [,, -]. В области рН=5-9 при отсутствии в растворах сильных комплексообразователей скандий находится большей частью в коллоидной форме 8с(ОН)з *тН []. Диаграмма распределения гидроксокомплексов скандия (С) в зависимости от pH раствора при 1= + °С и концентрации иона скандия 0. М [6]. Рис. В щелочной области обнаружены различные анионные гидроксокомплексы скандия, устойчивость которых уменьшается в ряду 8с(ОН)4 <8с(ОН)“< 8с(ОН)б3_. ОРГ-ионов, но и природа катиона []. Состав полимерных ионов может быть охарактеризован коэффициентами р и с} для комплексов вида [8ср(ОН)ч](3р‘ч,) Авторы [, , ] утверждают, что при концентрациях скандия _4-1(Г2 моль/л в растворе существуют лишь комплексы (р,я): (1,1), (2,2) и (3,5); приводятся константы равновесия реакций их образования. Согласно [], в растворе, содержащем 5*"4 моль/л при рН<4,6 преобладает мономер, в интервале рН=4,6-5,2 димер, а при рН>5,2 тример. Степень полимеризации скандия возрастает с ростом его концентрации в растворе [].