Способ разделения редкоземельных элементов Советский патент 1981 года по МПК C01F17/00 

(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Изобретение относится к способам разделения редкоземельных элементов (РЗЭ) и может быть использовано в химической технологии для предварительного быстрого разделения смесей РЗЭ на подгруппы легких и тяжелых РЗЭ, для очистки большого количества легких РЗЭ от примеси тяжелых с последующей более тонкой очисткой методами зкстракцин и ионного Семена.

Известен способ разделения смеси РЗЭ на злементы цериевой и иттриевой подгрупп при использовании о-сульфобензойиой кислоты 1, который заключается в растворении карбонатов РЗЭ в водном растворе р-сульфо нзойной кислоты с последующим упариванием реакционной смеси до начала кристаллизации и охлаждением.

Однако этот способ эффективен только при разделении РЗЭ цериевой и ттриевой подгрупп с атомными номерами, раэличаюищмися более, чем на две единицы. Кромг того, в описании этого способа не указано количество РЗЭ, переходящее в осадок при однократном охлаждении.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению яв- .

ляется способ разделения смесн РЗЭ фракционным осаждением протоннрованньтх ко тлексов НЬиА. ИНдО (.Рг, Nd, Sm) при температуре 80°С 2..

Раствор, содержащий 1иС1з и этиленди,аминтетраацетат при рН 2-3, нагревают до 80°С с последовательным выделением 5 фракций осадка, которые промывают спиртом, сушат иа воздухе и прокаливают до окислов. Этим способом достигают частного разделения смеси

10 РЗЭ цериевой подгруппы, величина коэффициента разделения смеси ND-Pr составляет 1,31,6. Разделение основано на разности растворимости комплексов НииАиН2р(Ьи-Ьо|-Sm) при .

IS

К недостаткам зтого способа следует отнести неполное осаждение злементов цериевой подгруппы гаэ при , непригодностьэтого способа для разделения смеси РЗЭ на подгруппы легких и тяжелых элементов.

20

Целью изобретения является устранение указанного недостатка.

Поставленшя цель в описываемом способе достигается тем, что водный раствор солей РЗЭ, содержащий не выше 0,03 моль/л РЗЭ иттриевой подгруппы и не ниже 0,002 моль/л РЗЭ цериевой подгруппы, обрабатывают этилендиаминтетраацетатом, при рН 2-3, и нагревают до терлпературы кипения. Проведение осаждения из растворов, содержащих РЗЭ иттриевой подгруппы, выше 0,03 0,03 моль/л приводит к частичному соосаждени РЗЭ этой подгруппы G малорастворимылт ком плексонатами РЗЭ цериевой подгруппы. При уменьшении концентрации РЗЭ цериевой подгруппы в разделяемой смеси ниже 0,002 моль/л образование осадков не происходаг. Пример 1. Разделение смеш этилендиаминтетраацетатов неодима и эрбия. Навеску 2 г смеси окислов и 2.03 растворяют в ганимальном количестве НС1 и доводат объем раствора до 250 мл (рН раствора 5), затем добавляют к этому раствору 3,4 г ЭДТК, три протона которой нейтрализованы водным раствором NhbOH (содержание NH- в продажном растворе определено по плот ности растворов). Полученную реакционную смесь (рН 2.3-3,0) кипятят в открытом сосуде, поддерживая постоянный объем раствора до появления осадка (около 20 мин). Образовавшийся осадок отделяют от реакционной смеси и кипятят с водой для удаления соосадившихся комплексов эрбия. Содержание Nd и ЕГ в растворе и осадке определяют спектрофотометрически на приборе Specord U Vis (точность определения 2-3%). Результаты проведенного анализа показали, что осадок комплекса HNdA- не содержит примеси соединений зрбия. Раствор обогащается эрбием в 1,5 раза. В осадок переходит около 30% исходного количества неодима. Величина коэффициента разделения смеси Nd-Егпри однократном осаждении составляет приблизительно 100. Таким образом, в результате однократного осаждения достигается очистка неодима от эрбия. Пример 2. Отастка смеси неодима и празеодима от эрбия. Отделение эрбия от смеси неодима и празеодима проводят по методике, описанной в примере 1. При однократном осаждении смеси, содержащей 14% Ег Оу 44% и 42% после кипячения в течение 60 мин получают осадок, не содержащий соединений эрбия, и раствор, обогащенный эрбием в 5 раз по стравнению с исходной смесью. В осадок переишо около 55% исходной смеси РЗЭ. Достоинствами описываемого способа являются простота его аппаратурного оформления, дешевизна и доступность используемых реагентов, возможность многократного повторения операщга осаждения с целью повыщения эффективности разделения. Многократное осаждение проводят при растворении полученного осадка под действием и повторным осаж дением при добавлении НС1, т. е. операция многократного осаждения проводится без дополнительных затрат этилендиаминтетрауксусной кислоты. Формула изобретения Способ разделения редкоземельных элементов фракционным осаждением путем обработки водного раствора солей редкоземельных элемен тов, этилендиаминтетрацетатом при нагревании и рН 2-3, отличающийся тем, что, с целью разделения смесей редкоземельных элементов на элементы цериевой и иттриевой подгруппы, обработке подвергают раствор, содержащий не выше 0,03 моль/л редкоземельных элементов иттриевой подгруппы и не ниже 0,002 моль/л редкоземельных элементов цериевой подгруппы, и нагревание ведут до температуры кипения. Источники информащш, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 497238, кл. С 01 F 17/00, 1973. 2.G. Brunisholz, Helv. Chim. acta, v. 38, p. 455, 1955.