СПОСОБ ОЧИСТКИ СКАНДИЯ ОТ МАРГАНЦА Российский патент 2011 года по МПК C22B59/00 C22B47/00 C22B3/28 

Изобретение относится к области металлургии редких и цветных металлов и может быть использовано в технологии извлечения скандия из отходов производства вольфрама или титана на стадии разделения марганца и скандия или стадии дополнительной очистки скандиевых концентратов.

Ранее был предложен способ экстракции скандия и марганца из солянокислых растворов при pH=3 экстракцией паратретбутилфенолформальдегидным олигомером ЯРБ в октаноле [В.И.Букин, А.Г.Смирнова, А.М.Резник. Экстракция ванадия (V) азотсодержащими олигомерами. - Известия вузов. Цветная металлургия, 2000, №3, с.16-22; С.А.Семёнов, Е.М.Валкина, А.М.Резник. Экстракция скандия фенолформальдегидными резольными олигомерами. - Журнал неорганической химии, 1994, том 39, №4, с.670-674].

Недостатком данного способа является то, что коэффициент разделения металлов при данных условиях экстракции, полученный расчетным путем, оказался крайне невысоким (β_Mn/Sc=0,1).

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ отделения скандия от марганца из солянокислых растворов экстракцией в течении 30 минут N-(2-гидрокси-5-нонилбензил)-β-гидроксиэтиламином (НБЭА-1) в октаноле. Коэффициент разделения металлов увеличивается с уменьшением pH и своего максимального значения достигает при pH=3 (β_Mn/Sc=5,5) [Быченков Д.В., Семёнов С.А., Резник A.M. Экстракция скандия N-(2-гидрокси-5-нонилбензил)-β-гидроксиэтиламином. Научные основы химии и технологии переработки комплексного сырья и синтеза на его основе функциональных материалов. Всерос.научн. конфер. с междун. участием. Материалы научно-техн. конфер. Ч.1. - Апатиты. Изд-во Кольского научн. центра РАН. 2008. - 287 с., с.51-54.], что не достаточно для эффективного разделения металлов.

Техническим результатом изобретения является повышение коэффициента разделения металлов.

Данный технический результат достигается при использовании нового экстрагента N-(2-гидрокси-5-нонилбензил)-β-гидроксиэтилметиламин (НБЭА-2). Так раствор, содержащий скандий и марганец, доводят до рН=3, после чего проводят экстракцию марганца 0,25М раствором НБЭА-2 в разбавителе в течение 30 минут при рН 2,9-3,3.

При величинах рН>3,3 коэффициент разделения металлов уменьшается, в связи со значительным ростом D_Sc, и так же с повышением рН увеличивается риск выпадения гидроксида скандия.

При величинах рН<2.9 снижается степень извлечения марганца, а с ней и количество ступеней, необходимых для более качественного разделения металлов, что влечет за собой потерю времени, средств и усложнение процесса.

Примеры, иллюстрирующие изобретение.

Пример 1.

Солянокислый раствор, содержащий 1,346 г/л марганца и 1,102 г/л скандия, контактируют с 0,25М раствором НБЭА-2 в октаноле при соотношении объемов фаз 1/1 в течение 30 минут. После разделения фаз рН=2,6 степень извлечения марганца 81,12%, коэффициент разделения β_Mn/Sc=85,9.

Пример 2.

Солянокислый раствор, содержащий 1,346 г/л марганца и 1,102 г/л скандия, контактируют с 0,25М раствором НБЭА-2 в деканоле при соотношении объемов фаз 1/1 в течение 30 минут. После разделения фаз рН=2,9 степень извлечения марганца 82,34%, коэффициент разделения β_Mn/Sc=95,3.

Пример 3.

Солянокислый раствор, содержащий 1,346 г/л марганца и 1,102 г/л скандия, контактируют с 0,25М раствором НБЭА-2 в октаноле при соотношении объемов фаз 1/1 в течение 30 минут. После разделения фаз рН=3, степень извлечения марганца 83,55%, коэффициент разделения β_Mn/Sc=127,5.

Пример 4.

Солянокислый раствор, содержащий 1,346 г/л марганца и 1,102 г/л скандия, контактируют с 0,25М раствором НБЭА-2 в гептаноле при соотношении объемов фаз 1/1 в течение 30 минут. После разделения фаз рН=3.3 степень извлечения марганца 84,73%, коэффициент разделения β_Mn/Sc=37,75.

Пример 5.

Солянокислый раствор, содержащий 1,346 г/л марганца и 1,102 г/л скандия, контактируют с 0,25М раствором НБЭА-2 в октаноле при соотношении объемов фаз 1/1 в течение 30 минут. После разделения фаз рН=3,5 степень извлечения марганца 85,59%, коэффициент разделения β_Mn/Sc=12,19.

Таким образом, сопоставляя известный способ и предлагаемый нами, видно, что использование предлагаемого способа позволяет повысить коэффициент разделение металлов с 5,5 до 127,5.

Изобретение относится к области металлургии редких и цветных металлов и может быть использовано в технологии извлечения скандия из отходов производства вольфрама или титана на стадии разделения марганца и скандия или стадии дополнительной очистки скандиевых концентратов. Способ разделения скандия и марганца включает контактирование раствора, содержащего скандий и марганец, с экстрагентом в интервале рН 2,9-3,3 в течение 30 минут. Контактирование ведут с экстракцией марганца с использованием в качестве экстрагента 0,25М раствора N-(2-гидрокси-5-нонилбензил)-β-гидроксиэтилметиламина (НБЭА-2) в разбавителе. Техническим результатом является повышение коэффициента разделения металлов.

Способ разделения скандия и марганца, включающий контактирование раствора, содержащего скандий и марганец, с экстрагентом в интервале рН 2,9-3,3 в течение 30 мин, отличающийся тем, что контактирование ведут с экстракцией марганца с использованием в качестве экстрагента 0,25 М раствора N-(2-гидрокси-5-нонилбензил)-β-гидроксиэтилметиламина (НБЭА-2) в разбавителе.