Способ разделения иттрия и лантана Советский патент 1982 года по МПК C22B59/00 

Изобретение относится к области редкомёталпической промышленности и касается разделения редкоземельных элементов экстракцией. Известны способы экстракционного извлечения и разделения редкоземельных металлов (РЗМ) с помощью различных органических кислот-диалкилфосфорных 1, гидроксамовых 2. Основным недостатком зтих способов является малая зффективность разделения РЗМ. Наиболее близким к предлагаемому является способ разделения иттрия, лантана и редкоземельных металлов из растворов, включающий экстракцию катионообменнылй экстрагенталга (3. Недостатком данного способа является невысокая степень разделения металлов. Целью изобретения является повышение степени разделения редкоземельных металлов. Поставленная цель достигается тем, что экстракцию проводят в присутствии крауи-эфира. Сущность способа заключается в том, что разделение РЗМ проводят путем экстракции смесью катионообменного экстрагента н макроциклического полиэфира (краун-эфира). Краун-эфиры обладают свойством образовьюать комплексные соединения с солями РЗМ. Поскольку прочность комплексов определяется, главным образом, стерическим фактором, т. е. соответствием размера катиона размеру полиэфирного кольца, то синергетический эффект, т. е. увеличение коэффициента распределения, при добавке краун-эфира к катионообменному экстрагенту имеет место для катионов с определеннь1ми размерами. Для прочих катионов, больИшх или слишком малььх для данного полиэфирного кольца, добавка краун-эфира вызывает антагонистический эффект, т. е. падение коэффициентов распределения. Наличие двух эффектов - синергетического и антагонистического для различных катионов приводит к увеличению коэффициентов разделения этих металлов. Пример 1. Проведено разделение экстракцией лантана и иттрия 1М раствором« о дналкилмонокарбоновы кислот - теломеры пропионовой кислоты, фракция Cii-Ci - (ВИК-1) - в бензоле с добавлением IM 15краун-5 из водного раствора, содержащего 380 0,5 М нитрата лантана и 0,5 М нитрата иттрия. Соотношение объемов фаз 1:1, продолжительность перемешивания 1 ч. Получены результаты равновесное рН водной фазы 5,16. Концентрация лантана в водной фазе Сцд(в) 0,494 г ион в органической фазе С (о) 0,0176 г -ион/л; иттрия - CY (в) 0,156 г-ион/л; Су (о) 0,417 г-ион/л; коэффициенты распределения лантана 0(., 0,036; иттрия 0 2,68; коэффи циент разделения |3 74,4. Пример 2. В аналогичных примеру 1 условиях проведено разделение экстракцией лантана и иттрия при равновесном рН 6,44. Получено: (в) 0,55 г-ион/л; С (о) 0,0346 г-ион/л; Су (в) 0,057 г-ион/л; CY (о) 0,572 г-ион/л; Оц 0,063; DY 10,1; 160. В близких примерам 2 и 1 условиях коэф фициенты разделения иттрия и лантана в системе с ВИК - 1 без краун-эфира составляют 3 Пример З. Проведено разделение экстракцией празеодима и гольмия 1 М раствором ВИК-1 в бензоле в присутствии 0,5 М 18-краун-6-из водного раствора содержащего |0,168 моль нитрата празеодима, 0,164 моль/л нитрата гольмия. Соотношение объемов фаз 1:1, продолжительность перемешивания 1 ч. jПoлyчeны результаты: рН равновесной водной фазы 4,29; Ср (в) 0,042 г-ион/л; Ср2 (о) 0,90 г-ион/л; Сцр (в) 0,024 г-ион Сцо(о) 0,138 г-ион/л; Dp 2,10; HoLPr 2,70. Пример 4. В аналогичных примеру 3 условиях проведено разделение экстракцией празеодима и гольмия 1 М раствором ВИК-1 в бензоле в присутствии 0,5 М 15-краун-5. Получено равновесное рН 3,98; Срц(в) 0,046 г-ион/л; Ср (о) 0,089 г-ион/л; CJ(B) 0,026 г-ион/л; Сц(о) 0,113 г-ион/л; Dp, 1,96; D 4,28; /3н./p 2,18. Таким образом, добавление краун-эфиров в экстракционные системы с катионообменными экстрагентами создает условия более эффективного разделения РЗМ по сравнению с исходными системами. Например, при разделении экстракцией лантана и иттрия смесью а, а диалкилмонокарбоновых кислот (теломеры пропионовой кислоты, фракция Cn-Cig) и 15-краун-5 ког эффициенты разделения увеличиваются в .20- 50 раз по сравнению с системой без краунэфира. Увеличение коэффициентов разделения дает возможность сушественно сократить количество ступеней экстракционного разделения, а также увеличить производительность экстракционных установок и степень чистоты готовой продукции. Формула изобретения Способ разделения иттрия, лантана и редкоземельных металлов из растворов, включающий экстракцию катионообменными экстрагентами, отличающийся тем, что, с целью повышения степени разделения, экстракцию проводят в присутствии краун-эфира. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 454836, кл. С 22 В 59/00, 1975. 2.Патент Англии № 1392822, кл. С I А, 1975. 3.Патент США № 3857919, кл. 423-9, 1974.