Способ очистки растворов хлоридов редкоземельных металлов от цинка (II) Советский патент 1992 года по МПК C02F1/42 C01F17/00 

Изобретение относится к области гидрометаллургии редких металлов, а именно к очистке технологических растворов хлоридов редкоземельных металлов (РЗМ) от цинка (II).

Концентраты редкоземельных металлов, например лопарит, содержат значительные количества (до 0,5 г/дм j ионов цинка (II). Кроме того, цинковую пыль используют для восстановления европия (III) до европия (II), при этом концентрация ионов цинка (II) в растворе достигает 30 г/дм3.

Наличие ионов цинка (II) в технологических растворах приводит к загрязнению готовой продукции и окружающей среды соединениями цинка. Кроме того, растворы

после восстановления европия (III) и выделения РЗМ направляют в глухой шламона- копитель, что приводит к дополнительным капитальным затратам и отрицательно сказывается на экологической обстановке.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ очистки никелевых и кобальтовых растворов от цинка (II) на сильноосновных анионитах, содержащих в качестве функциональных групп четвертичные аммониевые основания (ЧАО), например АВ-17х8, из солянокислых растворов с концентрацией HCI 1:3,5 моль/дм3.

Динамическая обменная емкость (ДОЕ) по цинку (II) составляет 2,38 мг-экв/г

ч| Ю

4 СП Ю О

(76,2 мг/г для АВ-17). Кроме того, известный метод относится к очистке никелевых и кобальтовых растворов. При применении его к растворам РЗМ можно ожидать подобный эффект, хотя это и не является очевидным.

Основными недостатками этого способа являются низкий выход очищенного продукта на единицу загруженной смолы из-за низкой емкости по цинку (76,2 мг/г) и недостаточно высокая глубина очистки (до 1,5м г/л)./

Цель изобретения - увеличение объема очищенного продукта на единицу загруженной смолы и повышение глубины очистки.

Поставленная цель достигается использованием сильноосновных анионитов, содержащих в качестве функциональных групп пиридиновый и метилпиридиновый азот, например ВП-1АП, а процесс очистки проводят из растворов с концентрацией хлоридов РЗМ 0,5-1,5 моль/дм и соляной кислоты моль/дм .

Способ основан на селективном извлечении анионных комплексов цинка (II) (ZnCkfj. образуемых в предлагаемом диапазоне концентраций хлоридов РЗМ, за счет их взаимодействия с указанными функциональными группами анионита ВП-1АП при отсутствии конкурентной сорбции соляной кислоты в предлагаемом диапазоне ее концентраций.

Наличие в анионите пиридинового и ме- тилпиридинового азота приводит к повышению емкости анионита, т.е. к увеличению количества очищенного продукта на единицу загруженной смолы, Уменьшение концентрации хлорида РЗМ менее 0,5 моль/дм3 приводит к недостаточной глубине очистки от цинка за счет неполного его связывания в хлоридные комплексы. Увеличение концентрации хлорида РЗМ более 1,5 моль/дм3 приводит к недостаточной глубине очистки от цинка за счет образования хуже сорбируемых высших хлоридных комплексов цинка

(ZnCU2).

Уменьшение концентрации соляной кислоты менее моль/дм приводит к выполнению осадки гидроксидов РЗМ , что препятствует проведению процесса сорбациию

Увеличение концентрации соляной кислоты более 10 моль/дм приводит к уменьшению выхода очищенного раствора за счет уменьшения емкости анионитов из-за конкурентной сорбции соляной кислоты на пиридиновых группах.

Пример 1. Технологический раствор хлоридов РЗМ с концентрацией LnCIs

0,75 моль/дм3, HCI моль/дм3, Znd2 1 г/дм , пропускают через колонку с объемом анионообменной смолы ВП-1АП 250см и сечением колонки 1 см2, с линейной скоростью 1 см/мин.

Пример 2. Модельный раствор хлоридов РЗМ состава HCI моль/дм3 LnCIa 0,28; 0,5; 0,75; 1,5; 1,75 моль/дм3, ZnCl2 1 г/дм , пропускается с линейной

скоростью 1 см/мин через сорбционные колонки с анионообразными смолами ВП-1АП и АВ-17, объемом 250 см3, сечением 1 см2.

Зависимость выхода очищенного раствора на единицу загруженной смолы (объем раствора до проскока V к объему колонки VK) и глубины очистки (концентрация цинка после очистки, м2/дм3) от концентрации хлоридов РЗМ приведена в табл.1.

Пример 3. Модельный раствор хлоридов РЗМ состава LnCIa 0,75 моль/дм3, ZnCte 1 г/дм3 и концентрации соляной кислоты 5 1,2 моль/дм3 пропускают с линейной скоростью 1 см/мин через сорбционные колонки с анионообменными смолами ВП-1АП и АВ-17, объемом 250 см3 с сечением 1 см2.

Зависимость выхода очищенного раствора на единицу загруженной смолы (V/VK) и глубины очистки (ZnCIa, мг/дм3) от

концентрации соляной кислоты приведена в табл.2.

Пример 4 (известный). Раствор хлорида цинка состава ZnCl2 1 г/дм3; НС 2 моль/дм3, пропускается с линейной скоростью 1 см/мин через сорбцион- ную колонку объемом 250 см3 и сечением 1 см с анионитом АВ-17; 8. В указанных условиях выход очищенного раствора составляет 9 колоночных объемов, глубина

очистки цинка составляет до 1,5 мг/дм3.

Использование предлагаемого способа позволяет увеличить объем очищенного раствора в 1,8 раза при увеличении глубины

очистки до 0,8 мг/дм (т.е. в 1,9 раза).

Ф о р мула изобретения Способ очистки растворов хлоридов редкоземельных металлов от цинка (II) путем его сорбции сильноосновным анионитом,

отличающийся тем, что, с целью увеличения объема очищенного продукта на единицу загруженной смолы и глубины очистки, используют анионит, содержащий в качестве функциональных групп пиридиновый и метилперидиновый азот, а сорбцию проводят из растворов с концентрацией (моль/дм хлоридов редкоземельных металлов - 0,5-1,5 и соляной кислоты - - .

Таблица

Изобретение относится к области гидрометаллургии редких металлов, а именно к очистке технологических растворов хлоридов редкоземельных металлов (РЗМ) от цинка (II). Цель - увеличение объема очищенного продукта на единицу загруженной смолы и повышение глубины очистки. Используют анионит, содержащий в качестве функциональных групп пиридиновый и метилпиридиновый азот. Сорбцию проводят из растворов с концентрацией хлоридов РЗМ 0,5-1,5 моль/дм3 и соляной кислоты - - моль/дм3. 2 табл. ё

Данные об очистке по примеру 1.

Таблица2