Термодинамическое описание извлечения и разделения редкоземельных элементов методами ионной флотации и экстракции в виде додецилсульфатов

• Автор: Джевага, Наталья Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 161 с. : ил.

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Области применения редкоземельных элементов
1.2 Источники редкоземельных элементов
1.3 Практическое применение ионной флотации
1.4 Классификация адсорбционно-пузырьковых методов извлечения РЗЭ
1.4.1 Влияние класса собирателя на процесс ионной флотации
1.4.2 Влияние pH среды на процесс ионной флотации
1.4.3 Влияние соотношения собиратель : металл на процесс ионной флотации
1.4.4 Характеристика поверхностно-активных веществ
1.5 Классификация экстракционных методов извлечения РЗЭ
1.5.1 Практическое применение экстракции
1.6 Образование гидроксосоединений в растворах РЗЭ
ГЛАВА II. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Методики анализов и используемые реактивы
2.2 Метод ионной флотации
2.3 Метод экстракции
ГЛАВА III. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГИДРОКСОСОЕДИНЕНИЙ ЛАНТАНА (III) И ГОЛЬМИЯ (III)
3.1 Результаты экспериментальных исследований
3.2 Обсуждение результатов экспериментальных исследований
Выводы к главе III
ГЛАВА IV. ИССЛЕДОВАНИЕ ИОННОЙ ФЛОТАЦИИ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С ДОДЕЦИЛСУЛЬФАТОМ НАТРИЯ
4.1 Ионная флотация лантана (III) из нитратных сред
4.2 Ионная флотация церия (III) из нитратных сред
4.3 Ионная флотация гольмия (III) из нитратных сред
4.4 Ионная флотация лантана из нитратно-хлоридных сред
4.5 Ионная флотация элементов цериевой группы (церий, самарий, европий) из нитратно-хлоридных сред
4.6 Ионная флотация элементов иттриевой группы (иттрий, гольмий, эрбий, иттербий) из нитратно-хлоридных сред
4.7 Влияние хлорид-ионов на извлечение и разделение РЗЭ
4.8 Ионная флотация самария (III), европия (III), гольмия (III) и эрбия (III) в совместном
присутствии
Выводы к главе IV
ГЛАВА V. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСТРАКЦИИ РЗЭ ДОДЕЦИЛСУЛЬФАТОМ НАТРИЯ

5.1 Экстракция самария (III), европия (III), гольмия (III), эрбия (III) в совместном
присутствии
Выводы к главе V
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Современные технологии требуют для своего развития все большее количество новых материалов. Редкоземельные элементы играют немаловажную роль в металлургической, стекольной, керамической и многих других отраслях промышленности. Из индивидуальных РЗЭ наиболее широко используются цериевые лантаноиды (лантан, церий, неодим) и часть иттриевых (гольмий, самарий, европий). Обширное применение нашел мишметалл, содержащий 50 % церия, 30 % лантана, 15 % неодима и 5 % празеодима. Он используется при очистке стали от свободного кислорода и серы, примесей свинца и сурьмы. Оксид лантана является важным компонентом оптических стекол, а также он используется при изготовлении лабораторной посуды, придавая ей большую термостойкость и кислотоупорность. Гольмий является компонентом некоторых магнитных сплавов, в виде соединений ограниченно используется при получении специальных стекол, люминофоров и некоторых материалов микроэлектроники.
Индивидуальные редкоземельные элементы пользуются наибольшим спросом на мировом рынке. Трудности заключаются в отделении определенного элемента от их суммы и малочисленности рентабельных месторождений РЗЭ. В России основным источником редкометального сырья являются лопаритовые руды Ловозерского месторождения. Необходимо создание технологии по получению широкого ассортимента соединений индивидуальных редкоземельных элементов.
В литературе отмечено, что при экстракции лантаноидов нафтеновой кислотой добавление хлоридов до концентрации 0,1-0,15 М снижает коэффициент распределения из-за образования хлорокомплексов, которые не экстрагируются. Ввиду различной прочности хлорокомплексов это понижение различно для разных лантаноидов и, следовательно, коэффициент разделения Ce/Y возрастает от 1,5 до 14. При ионной флотации РЗЭ высоких

концентрации 40 мас% коэффициент распределения составляет 4,25. Значение коэффициента распределения постоянно и равно 3 при экстракционном извлечении ТАБАС. Основной формой существования циркония (IV) в отсутствии фторидов в азотнокислой и сернокислой средах являются соответственно 2г(М)з)22+ и Zr(SO/^)2■ При молярном соотношении Р :Zr = 6 цирконий (IV) в кислых средах находится в форме катионов Zr¥i+.
Метод экстракции возможно применять для извлечения катионов металлов из отработанных промышленных растворов. Одним из основных источников рения является раствор промывной серной кислоты, где он концентрируется при улавливании обжиговых газов, образующихся при пирометаллургической переработке молибденовых, медных и медно-никелевых руд. В работе [131] представлены результаты экстракционного извлечения катионов рения из сернокислых растворов разветвленным амином - три-изо-октиламином (ТиОА). При увеличении содержания ТиОА от 2 до 30 об% коэффициент извлечения достигает значения 1300. Степень извлечения линейно убывает от 100 до 5 % при увеличении соотношения водной и органической фаз от 1 до 100. Подтверждена эффективность применения в качестве экстрагента рения ТиОА в широком диапазоне концентраций компонентов как органической, так и водной фаз. Максимальное извлечение катионов рения наблюдается при следующем составе экстракционной системы: наибольшее количество 30-35 об% ТиОА и минимальное количество 15-20 об% октилового спирта.
Одной из нерешенных задач при извлечении ниобия из техногенного сырья методом экстракции является подбор селективного экстрагента, исключающего расслаивание органической фазы с появлением взвесей и выпадение осадков [132]. При экстракции триоктиламином в зависимости от разбавителя коэффициент распределения изменяется в ряду этилбензол -толуол - о-ксилол следующим образом: 266 - 288 - 290, а при экстракции триизоактиламином - 266 - 276 - 281 [133]. Устойчивость экстрагируемых