Способ очистки редкоземельных элементов от примесей Советский патент 1983 года по МПК G01F17/00 B01D11/04 

Изобретение относится к химической технологии,.гконкретно к химии . редкоземельных элементов, (РЗЭ) и может быть использовано при анализе РЗЭ в различных объектах.

В современной химии для отделения и анализа РЗЭ используют экстракционные методы.

Известен способ выделения РЗЭ, заключающийся в экстракции тройных комплексов в системе: РЗЭ - арсеназо III - дифенилгуанидин 1 .

Однако данный способ не дает полного отделения РЗЭ от ряда сопутстгвующих элементов в системе; РЗЭ - арсеназо - III - дифенилгуанидин, в органическую фазу экстрагируются многие элементы, такие как скандий, торий, алюминий, уран, железо (III) и другие, которые образуют цветные комплексы с арсеназо-I И .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ экстракции редкоземельных элементов хлороформом и диантипирилметаном в присутствии электроотрицательных аддендов, например иодида, бромидаили роданида, при невысокой кислотности в интервале от рН 4 до 0,05 по HCt С2 .

Однако известному способу прису 1ЦИ неравноценность экстракции лантана, европия, лютеция, диспрозия и гадолиния (соответственно 98,8%, 18%, 28%, 3% и 71% в оптимальных условиях )f а также недостаточная очистка редкоземельных элементов от титана, тория, скандия, которые извлекаются Лри кислотности 0,05 М по HfC и при соотношении роданида аммония и диантипирилметана 1:10 соответственно на 76%, 70% и 87%, что создает необходимость, в многоступенчатой (до 10 ступеней )экстракции РЗЭ jajia отделения от указанных элементов Суммарное содержание титана, тория и скандия в очищенном концентрате РЗЭ достигает 6-10%.

Целью изобретения является повышение степени очистки редкоземельных элементов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу очистки РЗЗ путем экстракции в присутствии

роданида аммония и гомолога диантипирилметана, в качестве гомолога используют изобутилдиантипирилметан и экстракцию ведут из 4,2-5,3 М соляной среды при соотношении изобутил5 диаутипирилметана и роданида Is(3,04,5 ).

Сущиость способа заключается в том, что определение сопутствующих . элементов: титана, тория, скандия,

0 вольфрама, молибдена, ванадия, урана и других ведут экстракцией хлороформом, подавая перед экстракционной очисткой в водный раствор изобутилдиантипирилметан и роданид аммония в интервале соотношений 1:34,5 в мольных долях, причем изобутилдиантипирилметан берут в отношении 1:10 к весовому количеству сырья и процесс ведут при кислотности водной фазы в интервале 4,2-5,3 М по НС1 при соотношении водной фазы и хлороформа в интервале 1:1-2. РЗЭ остаются; в водном растворе полностью, а примеси удаляются в экстракте.

В кислых растворах, как показали систематические исследования процесса очистки РЭЭ, в интервале конденсаций НС1 от 4,2 до 5,3 М изобутилдиантипирилметан и роданид аммония

0 образуют нерастворимые в воде комплексные соединения, которые полностью экстрагируются хлороформом . или дихлорэтаном. Найдены оптималь-.. ные условия, в которых происходит

5 наибольшее разделение РЗЭ от ионов металлов: титана, тория, урана, ванадия, молибдена, вольфрама, ниобия, железа цинка, кадмия, ртути, олова,платино-;идов, тантала, меди, золота, бериллия, кобальта, никеля.

На чертеже представлены результаты испытаний, из которых следует что оптимальными условиями для глубокой экстракционной очистки редкоземельных элементов, концентрируемых затем из водного раствора на гидроокиси алюминия, являются интервалы соотношений изобутилдиантипирилметана с роданидом аммония (б) и кислотности (а), соответственно равные 1:34,5 и 4,2-5,3 М по HCI.

Данные сравнительного анализа приведены в таблице.

Продолжение таблицы

СПОСОБ ОЧИСТКИ РЕДКОЗЁМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ОТ ПРИМЕСЕЙ путем экстракции в присутствии роданида аммония и гомолога: диантипирилметана из кислых растворов, л и ч a юm и и с я тем, что, с целью повьшения степени очистки, в качестве гомо лога используют изобутилдиантипирилметан и экстракцию ведут из 4, М солянокислой среды при соотно;шении изобутнлдиантипирилметана и ;роданида 1:Сз,О-4,5 ). § ОС С тгт H.HCt 9 Ю

Фаза, в которой очищенные Органическая Орган РЭЭ Отделение РЗЭ от примесей, % Глубина очистки РЗЭ от элементов, % титан, торий СКсСНДИЙ Потери РЗЭ, % Ца Ей Примеси в РЗЭ, Число ступеней очистки

Пример 1. К1м технологи- 50 ческого раствора, полученного после вскрытия 500 кг сырья, содержащего редкоземельные элементы и сопутствую-, щие им металлы, приливают НС (1:1.), создавая кислотность в растворе 4,2 Мее по соляной кислоте, добавляют изобутилдиантипирилметан (ИБДАМ) в количестве 50 кг. После растворения реагента технологический раствор подают в экстрактор, в который лриливают 1 м хлороформа и насьвценный раствор рода- °0 нида аммония из расчета поддержания соотношения ИБДАМ и роданида 1:3 (в мольных долях ). Экстрагируют сопутствующие элементы. Экстракт подают на регенерацию ИБДАМ. С водным концен-65 1,2 л 82,0. 72,0 97,0 29,0 12,5

тратом экстракцию повторяют в последовательности, описанной вы111е. Из водного остатка концентрируют РЗЭ известным способом. Выход РЗЭ - 99,6%.

Пример 2. К1м технологического раствора, содержащего редкоземельные элементы, приливают раствор НС1 (1:1) в количестве из расчета создания КИСЛОТНОСТИ 5,0 М по соляной кислоте и 50 кг ИБДАМ в количестве 50 кг После растворения реагента к раствору приливают дихлорэтан в количестве 1 100 кг 34%-ного раствора роданида аммония, Проводят экстракцию примесей, оставляя РЗЭ в водной фазе. Далее поступают как описано выше, выход РЗЭ - 99,8%. ическая Водная 99,9 99,99 99,99 99,99 99,99 99,99 Нет потерь антан - - европий лютеций даспроэий гадолиний (суммарно) 0,01-10

Пример 3. К 1 м технологического раствора, содержащего РЗЭ приливают НС (.1:1 ,из расчета, чтобы кислотность раствора стала 5,3 М по , соляной кислоте и 50 .кг ИБДЛМ. После растворения реагента в экстрактор,, в 5 который переливают раствор, подают 50 кг 79,5%-ного раствора роданида . аммония экстракцию ведут 1м дихлорэтана. Экстрагируют сопутствую-., «ие элементы дважды. Экстракт, содер-10

жащий сопутствующие элементы и примеси, подают на регенерацию реагента известным способом, возвращая реагент в дихлорэтан.в производственный цикл. В оставшейся водной фазе концентрируют РЗЭ известным способом. Выход РЗЭ - 99,7%.

Изс ретение позволяет отделить РЗЭ от более 38 элементов примесей и увели 1ить степень очистки РЗЭ от сопутствующих элементов в 100-1000 раз