Способ экстракционного извлечения цезия Советский патент 1992 года по МПК B01D11/04 C01F17/00 

Предлагаемое изобретение относится к области экстракционной технологии и может быть использовано для извлечения цезия как в технологических, так и в аналитических целях.

Известен способ экстракционного извлечения цезия из азотнокислых растворов с использованием смеси краун-эфира и ди- нонилнафталинсульфокислоты Недостатком этого способа являются малая емкость органической фазы по цезию и сложность реэкстракции.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ извлечения цезия из кислых или щелочных сред с помощью растворов бензозамещенных краун-эфиров в поли- фторзамещенных спиртах. По этому способу водные растворы, содержащие цезий, контактируют с раствором бензозамещен- ного краун-эфира в полифторзамещенном спирте, фазы разделяют и проводят реэкст- ракцию цезия водой. Недостатками прототипа являются невысокая емкость органической фазы по цезию (менее 0,11 моль/л), невозможность извлечения цезия из сильнокислых сред и недостаточная эффективность реэкстракции (Dcs 0,4).

Целью изобретения является повышение эффективности процесса за счет повышения степени извлечения цезия из щелочных и сильнокислых сред, увеличения емкости органической фазы и упрощения реэкстракции.

Поставленная цель достигается за счет использования в качестве бензозамещенно- го краун-эфира бис-(мета,мета -дифенил- фосфинил)-дибензо-21-краун-7 (условное наименование ДФДБ21К7). Цезий экстрагируют из водных растворов кислоты или щелочи раствором ДФД521К7 в полифторзамещенном спирте. После разделения фаз проводят реэкстракцию цезия водой.

Сопоставительный анализ заявляемого способа с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается использованием в качестве экстрагента бис-(мета,мета -ди- фенилфосфинил)-дибензо-21-краун-7 Использование этого краун-эфира позволяет повысить емкость экстракционной смеси и степень извлечения из щелочных и сильнокислых сред, а также обеспечивает более эффективную резкстракцию цезия водой Ранее ДФДБ21К7 для экстракции цезия не применялся,

V4 О 00

ГО

ON

При изучении экстракционных свойств замещенных дибензо-краун-эфиров было установлено, что введение любого заместителя в большинство краун-эфиров снижает их экстракционные свойства и ухудшает ре- экстракцию цезия водой, Только ДФДБ21К7 по экстракционным свойствам оказался лучше незамещенного ДБ21К7. При сохранении высоких экстракционных характеристик значительно облегчилась ре- экстракция цезия водой, возросла емкость экстракционной смеси.

Эти свойства ДФДБ21К7 не могли быть предсказаны заранее и привели к существенному положительному эффекту, т.е. предлагаемое изобретение удовлетворяет критерию существенные отличия.

При использовании по заявленному способу экстрагента, содержащего дополнительно второй краун-эфир - дициклогек- сил 18 краун-6 (ДЦГ18К6) одновременно с цезием из водных сред извлекается и стронций. Высокая емкость органической фазы по цезию и возможность реэкстракции водой при этом сохраняются. Использование другого краун-эфира вместо ДФДБ21К7 в смеси с ДЦГ18К6 затруднено, т.к. совместная растворимость всех краун-эфиров с ДЦП8К6 очень низка. Так, например, растворимость ДБ18К6 в полифторзамещен- ном спирте в присутствии ДЦГ18К5 падает ниже 0,05 моль/л, что приводит к существенному снижению емкости органической фазы по цезию.

Таким образом только заявляемый спо- соб позволяет одновременно извлекать цезий и стронций из водных растворов.

Пример 1. В центрифужной пробирке смешивают по 2,0 мл органической и водной фаз, встряхивают в течение 15 мин при (22 2)°С, разделяют фазы центрифугированием и определяют концентрации элементов радиометрически, по у-изучению изотопа це- зия-137. В качестве экстрагента используют растворы краун-эфиров.: бис-(мета,мета -ди- фенилфосфонил) дибензо-21-краун-7 (ДФДБ21К7), дибензо-18-краун-6 (ДБ18К6) и дициклогексил-18-краун-6 (ДЦГ18К6) в 1,1,7-тригидрододекафторгептиловом спирте (ФГС). Полученные результаты представ- лены в табл.1.

Как видно из представленных данных заявляемый способ позволяет более чем в 20 раз увеличить коэффициент распределения цезия из щелочных сред и в 3,7 раза из сильнокислых, повысить емкость органической фазы по цезию в 2,5-1,3 раза.

Пример 2. Условия как в примере 1, но в качестве органической фазы используют раствор 0,1 моль/л ДФДБ21К7 и 0,1 моль/л ДЦГ18К6 в ФГС. Результаты представлены в табл.2.

Как видно из представленных данных, заявляемый способ обеспечивает при необходимости одновременное извлечение цезия и стронция. По способу-прототипу получить раствор, содержащий по 0,1 моль/л ДБ18К6 и ДЦГ18К6 не удалось, т.к. в присутствии ДЦП8К6 растворимость ДБ18К6 в ФГС сильно понижается.

Пример 3. Органическую фазу насыщают цезием до концентрации моль/л, а затем проводят реэкстракцию в условиях примера 1. Результаты представлены в табл.З.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что для реэкстракции 99% цезия по заявляемому способу достаточно 2 ступеней на резкстракции, а по способу-прототипу 4.

Таким образом, представленные примеры показывают, что по сравнению с прототипом заявляемый способ позволяет более чем в 20 раз повысить коэффициенты распределения цезия при экстракции из щелочных сред, в 2,5-1,3 раза повысить емкость органической фазы по цезию, обеспечивает при необходимости, одновременное извлечение цезия и стронция и упрощает процесс реэкстракции.

Формула изобретения

1.Способ экстракционного извлечения цезия раствором бензозамещенного краун- эфира в полифторзамещенном спирте с последующей реэкстракцией водой, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения цезия из щелочных и азотнокислых сред, увеличения емкости органической фазы и упрощения реэкстракции, в качестве бензозамещенного краун-эфира используют бис-(мета,мета -ди- фенилфосфинил)-дибензо-21-краун-7.

2,Способ по п.1,отличающийся тем, что, с целью совместного извлечения цезия и стронция, в органическую фазу дополнительно вводят дициклогексил-18-кра- ун-6.

Таблица

Использование: для извлечения цезия как в технологических, так и в аналитических целях. Сущность изобретения: в качестве бензозамещенного краун-эфира используют бис-(мета,мета -дифенилфосфи- нил)-дибензо-21-краун-7. В органическую фазу дополнительно вводят дициклогексил- 18-краун-6. 1 з.п.ф-лы, 3 табл.

Таблица2

ТаблицаЗ