Способ извлечения иттрия из водных растворов Советский патент 1982 года по МПК B01J20/02 

(5) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИТТРИЯ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ

1

Изобретение относится к процессам выделения иттрия из водных растворов сорбцией солями гетерополикислот и может быть использовано при очистке стоных вод, в химическом анализе, а также при переработке иттрийсодержащих растворов химических и радиохимических производств.

Известен способ концентрирования иттрия, основанный на применении аммониевых солей 12-молибдофосфорной и 12-вольфрамофосфорной кислот 1.

Однако известный способ извлечения разработан применительно и кон центрированию следовых количеств иттрия.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ извлечения иттрия из водных растворов взаимодействием с 12-молибдофосфатом аммония.

Способ осуществляют следующим образом.

Известный вес (0,25 г.) осадка 12-молибдофосфата аммония приводят в контакт с 15 мл 0,1 н. раствора ННлМО., содержащего 10 г иттрия и 250 мг ацетата натрия. Раствор в контакте с осадком выдерживают до установления сорбционного равновесия. Осадок с сорбированным иттрием

10 отделяют от раствора отстаиванием или фильтрованием. Иттрий сорбируется при рН 2-А 2.

Применение известного способа извлечения иттрия с использованием

15 12-молибдофосфата аммония недостаточ но эффективно и ограничено узкой кислой областью рН раствора. Максимальная величина Kd, равная 1о4, получена при рН 3,. В более щелочной

20 среде извлечение иттрия резко падает,

По известному способу концентрирования иттрия, сорбцию элемента ведут в присутствии ацетата натрия. В противном случае при концентрировании иттрия из растворов с величина кислотности водной фазы пос ле процесса сорбции уменьшается до значения рН 1,0, где иттрий не сорбируется. Ацетат натрия, выступающий здесь в роли буфера, позволяет поддержать в процессе сорбции необходимую кислотность водной фазы. Все это препятствует внедрению из вестного способа в химическую практи ку. Целью изобретения является повыше ние степени извлечения. Поставленная цель достигается тем что согласно способу извлечения иттрия из водных растворов путем взаимодействия иттрия с 12-молибдофосфа алкилтриметиламмонием и процесс ведут при рН k-6. Сущность изобретения состоит в то что в качестве сорбента в предлагаемом способе используют 12-молибдофосфат алкилтриметиламмония. Сорбент получают непосредственно в процессе извлечения иттрия путем взаимодействия 12-молибдофосфорной кислоты Н-),РМо., стехиометрическим количеством катионной поверхностно-актив ной четвертичной аммониевой соли(алкилтриметиламмонийхлоридом R(CHvlN x X Ct, где .,; n 10-16). Способ осуществляют следующим об эазом, В иттрийсодержащий раствор вводят 12-молибдофосфорную кислоту, щелочь для установления рН k-6 и стехиометрическое количество алкилтриметиламмонийхлорида. В результате реакции Г к (сн) Njc |;R (сн,, NJ PMo V-ЗНС из раствора выпадает нерастворимый осадок 12-молибдофосфат алкилтриме тиламмония, который сорбирует иттрий. Осадок выдерживают в контакте с маточным раствором в течение 24 ч, после чего твердую фазу отделяют от раствора отстаиванием или фильтрованием. Максимум сорбционных свойств осад ков, образующихся при взаимодействии Н-РМо 0. с алкилтриметиламмонийхлоридом, соответствует величине рН от 4 до 6.8 этих пределах величина . При большей кислотности водной фазы происходит конкурирующее влияние ионов водорода, в результате, чего величина Kd резко падает. Так как при рН 2,0 извлечение иттрия практически отсутствует. При ,0 комплексный анион гетерополикислоты под действием щелочи разлагается на комплексы с меньшей степенью насыщения молибденом ( Р0(.о() П р и м е рМ. К 100 мл водного раствора с концентрацией иттрия 10 мг/л доба,в/1яют 1 мл 0,005 М раствора HjPMo,tO/; доводят рН раствора до 5,0 путем добавления 0,1 н-раствора NaOH и вводят 0,5 мл 0,04М раствора Lc.(CHj) NJCr (мол.м. 235,5 г). Образовавшийся осадок выдерживают в контакте с раствором в течение 2k ч, после чего осветленную часть раствора анализируют на иттрий. Коэффициент распределения иттрия между осадком и раствором равен 1 ,85 . П р и м е р 2. К 100 мл водного раствора с концентрацией иттрия 10 мг/л добавляют 1 мл 0,005 М раствора Ho,PM9|,j 04(.(мол.м. 1826 г, доводят рН раствором до 5,0 путем добавления 0,1 н. раствора NaOH и вводят 0,5 мл 0, М раствора CCtjHn ( (мол.м, 277,5 г).Образовавшийся осадок выдерживают в контакте с раствором в течение 24 ч,после чего осветленную часть раствора анализируют на иттрий.Kd иттрия между осадком и раствором составляет ,03-10 . ПримерЗ- КЮОмл водного раствора с концентрацией иттрия 10 мг/л добавляют 1 мл 0,005 М раствора 2 0. (мол.м. 1826 г}, доводят рН раствора до 5.0 путем добавления 0,1 н. раствора NaOH и вводят 0,5 мл 0,04 М раствора )NjCl (мол.м. 319,5 г). Образовавшийся осадок выдерживают в контакте с раствором в течение 24 ч. после чего осветленную части раствора анализируют на иттрий.Kd иттрия между осадком и раствором равен - 1,10 Ю. П р и м е р 4. К 100 мл водного раствооа с концентрацией иттрия 10 мг/л добавляют 1 мл 0,005М раствора капли 0,1 н. раствора NaOH для установления рН 4,0 -6,0 и 0,5 мл 0,04 м раствора R(CH5)N3Cb где R C,H,.j, п 10-16. Образовавшийся осадок выдерживают в контакте с раствором в течение 24 ч,после чего осветленную часть раствора анализируют на иттрий Коэффициент распределения иттрия между осадком и раствором в этих ус ловиях равен . В качестве осадителя 12-молибдо. фосфорной кислоты в примере испол зуют поверхностно-активное вещество алкилтрйметиламмонийхлоридГк(СК7,)1,М2 п 10-16. Препарат представляет собой смесь гомологов с длиной углеводородной цепочки от 10 до 16 атомов углерода. Средняя молекулярная масса препарата 278 г. Вещество выпускают с добавками безводных растворителей (изопропиловый или этиловый спирты), хорошо растворяющих поверхностно-активные вещества. Таким образом, коэффициент распределения иттрия при исходной концентрации в растворе 10 мг/л составляет 10 , соответственно степень извлечения выше чем в известном способе . Формула изобретения Способ извлечения иттрия из водных растворов путем взаимодействия иттрия с аммониевой солью 12-молибдофосфорной кислоты с последующим разделением образующихся твердой и жидкой фаз,отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения, в качестве аммониевой соли 12-молибдофосфорной кислоты используют 12-молибдофосфат алкилтриметиламмония и процесс ведут при рН Ц-6. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Сургутский В. П., Серебренников В. В. О новом гетерополикремнефосформолибденовом ионообменнике и разделение на нем редкоземельных элементов/Труды Томского ун-та. 19бЗ, т.157. с. 29-31. 2.Si.tit а. Van R., Robb W. I. I norg Nucl. Chem., 196, 26, f , p. 509-518.