BR102015021477A2 - método de extração/separação - Google Patents

método de extração/separação Download PDF

Info

Publication number
BR102015021477A2
BR102015021477A2 BR102015021477A BR102015021477A BR102015021477A2 BR 102015021477 A2 BR102015021477 A2 BR 102015021477A2 BR 102015021477 A BR102015021477 A BR 102015021477A BR 102015021477 A BR102015021477 A BR 102015021477A BR 102015021477 A2 BR102015021477 A2 BR 102015021477A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
extraction
organic phase
aqueous solution
scandium
aqueous
Prior art date
Application number
BR102015021477A
Other languages
English (en)
Other versions
BR102015021477B1 (pt
Inventor
Hiroto Sugahara
Original Assignee
Shinetsu Chemical Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shinetsu Chemical Co filed Critical Shinetsu Chemical Co
Publication of BR102015021477A2 publication Critical patent/BR102015021477A2/pt
Publication of BR102015021477B1 publication Critical patent/BR102015021477B1/pt

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D11/00Solvent extraction
    • B01D11/04Solvent extraction of solutions which are liquid
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B59/00Obtaining rare earth metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G25/00Compounds of zirconium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G27/00Compounds of hafnium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/26Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by liquid-liquid extraction using organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/44Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by chemical processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B34/00Obtaining refractory metals
    • C22B34/10Obtaining titanium, zirconium or hafnium
    • C22B34/14Obtaining zirconium or hafnium
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

resumo "método de extração/separação" a presente invenção refere-se a um método de extração/separação que envolve a etapa de contatar uma fase orgânica contendo um extrator ácido dialquildiglicol âmico: r1r2ncoch2och2cooh com uma solução aquosa contendo escândio e zircônio e/ou háfnio, para extrair assim zircônio e/ou háfnio para a fase orgânica. a pureza do escândio pode ser eficientemente aumentada pela simples etapa de extração com solvente.

Description

"MÉTODO DE EXTRAÇÃO/SEPARAÇÃO" CAMPO DA TÉCNICA
[001] Esta invenção refere-se a um método para separar zircônio e/ou háfnio partir de uma solução aquosa contendo escândio e zircônio e/ou háfnio por extração com solvente.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
[002] Ao contrário de outros metais de terras raras, o escândio, devido ao seu raio de íon extremamente pequeno, está raramente presente em minerais de terras raras comuns, mas amplamente presentes em pequenas quantidades em minerais de óxido de alumínio, estanho, tungstênio, zircônio, ferro, níquel, etc.
[003] Como o escândio tem uma baixa basicidade devido ao pequeno raio de íon, um ácido forte é necessário para a sua dissolução. Quando os minerais de óxido são dissolvidos com ácido, muitos outros elementos são dissolvidos ao mesmo tempo e coexistem com o escândio na solução aquosa. Uma vez que a solução aquosa contém o componente de metal principal a partir do mineral de óxido em uma concentração alta, não é fácil de separar o escândio da solução aquosa.
[004] Um método típico para a separação do escândio é extração com solvente utilizando um extrator alquil fosfato ácido tal como PC-88A (Daihachi Chemical Industry Co., Ltd., componente principal: 2-etil-hexil-2 etilhexilfosfonato). Como PC-88A tem uma capacidade de captura de escândio extremamente alta, a extração de volta é muito difícil. Outro método usa um extrator ácido carboxílico, tipicamente Versatic 10. Neste caso, o equilíbrio de extração é atingido em ou acima de pH 4, no qual o hidróxido de escândio forma e interfere com a extração. Consequentemente, existe uma necessidade por um método que possa separar eficientemente o escândio.
[005] Lista de Citações [006] Documento de Patente 1: JP-A H09-291320 [007] Documento de Patente 2: JP-A H04-036373 (USP 5.258.167) [008] Documento de Patente 3: JP-A H01-108119 [009] Documento de Patente 4: JP-A H01-246328 [OlOjDocumento de Patente 5: JP-A H04-074711 [OlljDocumento de Patente 6: JP-A 2012-012370 {US 20130123534, EP 2.592.067) [012] Documento de patente 7: JP-A 2012-012371 (US 20130102806, EP 2.592.068) [013] Documento de patente 8: JP-A 2014-001430 (WO 2013/190879) [014] Documento de patente 9: JP-A 2014-012901 [015] Documento sem ser de Patente 1: F. Kubota e outros, "Extraction/Separation Behavior of Rare Earth Metals with Novel Amic Acid Extractant", Abst. 31 st Sympo-sium on Rare Earths, The Rare Earth Society of Japan, 2014, pp. 44 a 45.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[016] Um objetivo da invenção é fornecer um método para tratar uma solução aquosa contendo escândio e zircônio e/ou háfnio para aumentar eficientemente a pureza do escândio.
[017] Em conjunto com uma solução aquosa contendo escândio como um primeiro elemento e zircônio e/ou háfnio como um segundo elemento, o inventor concluiu que a etapa de contatar a solução aquosa contendo o primeiro e o segundo elemento, especialmente de pH igual ou inferior a 3 com uma fase orgânica contendo um ácido dialquildiglicol âmico tendo a fórmula geral (1): Rm2NQ0CH20CH2C00H (1) [018] onde cada um de R'' e R^ é independentemente um grupo alquila linear ou ramificado, ao menos um de R^ e R^ sendo um grupo alquila de ao menos 6 átomos de carbono, de preferência ácido dioctildiglicol âmico tendo fórmula (1) onde ambos R^ e R2 são C4H9CH (C2H5) CH2- como um extrator, para extrair assim o segundo elemento, preferencialmente para o primeiro elemento, a partir da solução aquosa para a fase orgânica. Através dessa simples etapa, a pureza do primeiro elemento, escândio, pode ser aumentada.
[019] No tratamento de uma solução aquosa contendo escândio como um primeiro elemento e de zircônio e/ou háfnio como um segundo elemento, a invenção fornece um método para separar o segundo elemento por extração com solvente, compreendendo a etapa de contatar a solução aquosa como uma fase aquosa com uma fase orgânica contendo um ácido dialquildiglicol âmico tendo a fórmula geral (1): RIR2NCOCH2OCH2COOH (1) [020] onde cada um de R'' e R^ é independentemente um grupo alquila linear ou ramificado, ao menos um de R'' e R^ sendo um grupo alquila de ao menos 6 átomos de carbono, como um extrator, para extrair assim 0 segundo elemento para a fase orgânica.
[021 ]Em uma modalidade preferencial, a solução aquosa é uma solução aquosa ácida de pH igual ou inferior a 3.
[022] Em uma modalidade preferencial, o extrator é ácido N,N-di-2-etil-hexil-3-oxapentano-1,5-âmico correspondente à fórmula (1) onde ambos R^ e R^ são C4H9CH(C2H5)CH2-.
[023] Em uma modalidade preferencial, a etapa de contatar a solução aquosa com a fase orgânica é realizada em um misturador-decantador de múltiplos estágios em contracorrente.
EFEITOS VANTAJOSOS
[024] Embora seja difícil na técnica anterior separar o zircônio e/ou háfnio de uma solução aquosa contendo escândio e zircônio e/ou háfnio, o método de extração/separação da invenção é bem-sucedido em separar seletivamente zircônio e/ou háfnio a partir da solução aquosa. Através da etapa simples, a pureza do escândio pode ser eficientemente melhorada. O investimento de capital e custos podem ser reduzidos.
DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[025] A Figura 1 é um diagrama de blocos de um misturador-decantador de múltiplos estágios em contracorrente.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[026] O método da presente invenção começa com uma fase aquosa que é uma solução aquosa contendo escândio como um primeiro elemento e zircônio e/ou háfnio como um segundo elemento. Através da etapa simples de contatar a solução aquosa com uma fase orgânica contendo um extrator, o segundo elemento pode ser extraído e separado na fase orgânica. Após a extração, a pureza do primeiro elemento, escândio na solução aquosa é aumentada.
[027] O extrator aqui utilizado é um ácido dialquildiglicol âmico tendo a fórmula geral (1): RIR2NCOCH2OCH2COOH (1) [028] Onde cada um de R^ e R^ é independentemente um grupo alquila linear ou ramificado, ao menos um de R^ e R^ sendo um grupo alquila de ao menos 6, de preferência 6 a 18, e mais preferencialmente 7 a 12 átomos de carbono. Se ambos os grupos alquila representados por R'' e R^ na fórmula (1) têm menos de 6 átomos de carbono, o ácido dialquildiglicol âmico (extrator) é menos lipofílico de modo que a fase orgânica contendo o mesmo pode carecer de estabilidade, levando à separação vaga entre a fase orgânica e a fases aquosa, e o próprio extrator dissolve-se em uma fase aquosa além do nível insignificante, falhando em desempenhar o seu papel. Os grupos alquila de excessivamente muitos átomos de carbono podem não contribuir para melhorias no desempenho básico, tais como a capacidade de extração e capacidade de separação, apesar de um aumento do custo de produção. É aceitável que, quando um de R'' e R^ tem ao menos 6 átomos de carbono, o outro pode ter menos de 6 átomos de carbono, contanto que o ácido dialquildiglicol âmico permanece lipofílico.
[029] O ácido dialquildiglicol âmico mais preferencial é um que tem a fórmula (1) onde ambos e são grupos alquila lineares ou ramificados de 8 átomos de carbono. Exemplos do ácido âmico incluem ácido N,N-di-n-octil-3-oxapentano-1,5-âmico (chamado de DODGAA ou ácido dioctildiglicol âmico, em seguida) correspondente à fórmula (1) onde ambos R^ e R^ são n-octil (n-CsHi?-) e ácido N,N-di-2-etil-hexil-3-oxapentano-1,5-âmico (chamado de D2EHDGAA ou ácido di-2-etilhexildiglicol âmico, em seguida) correspondente à fórmula (1) onde ambos R^ e R2 são etil-hexil (C4H9CH(C2H5)CH2-), com D2EHDGAA sendo mais preferencial.
[030] A fase orgânica consiste essencialmente do ácido dialquildiglicol âmico acima como um extrator e um solvente orgânico como um diluente no qual o extrator é dissolúvel. Um solvente orgânico, que tem uma baixa solubilidade em água, dissolve apropriadamente o extrator, tem uma baixa gravidade específica, e ajuda a melhorar a capacidade de extração, é selecionado. Exemplos do solvente orgânico incluem tolueno, xileno, hexano, isododecano, querosene, e álcoois superiores (por exemplo, de 5 a 10 átomos de carbono). A fase orgânica contém preferencialmente o extrator em uma concentração de 0,1 a 1 mol/L, mais preferencialmente de 0,3 a 0,7 mol/L.
[031] Nesta invenção, a partir de uma solução aquosa contendo escândio (primeiro metal) e zircônio e/ou háfnio (segundo metal), o segundo metal como elemento de extração é extraído para uma fase orgânica contendo o extrator (etapa de extração com solvente). O primeiro metal e o segundo metal, ou seja, escândio e zircônio e/ou háfnio, a ser tratado com o extrator estão contidos na fase aquosa no estado de solução aquosa, e pode estar presente como uma solução aquosa tendo sais solúveis em água do primeiro e do segundos metal dissolvidos nela. Exemplos do sal solúvel em água incluem cloretos (cloreto de escândio, cloreto de zircônio, e cloreto de háfnio), sulfatos (sulfato de escândio, sulfato de zircônio, e sulfato de háfnio), e nitratos (nitrato de escândio, nitrato de zircônio, e nitrato de háfnio). De acordo com a invenção, uma fase aquosa contendo 0,1 a 0,7 mol/L, especificamente 0,2 a 0,5 mol/L do primeiro metal e 0,001 a 0,05 mol/L, especificamente 0,005 a 0,02 mol/L do segundo metal pode ser tratada. A fase aquosa contendo apenas o primeiro e o segundo metal como componentes de metal é preferencial porque, após a separação do segundo metal a partir da fase aquosa através da etapa de extração, o primeiro metal permanece na fase aquosa como o único componente de metal. No entanto, é aceitável que a fase aquosa contém um metal ou metais que não o primeiro e o segundo metal, tais como sódio, potássio e magnésio, contanto que os outros metais estejam em uma concentração insuficiente para formar precipitados. Isso ocorre porque uma baixa concentração do outro metal não impede a etapa de extração de extrair o segundo metal para a fase orgânica e de manter o primeiro metal na fase aquosa. Nesse caso, a concentração do outro metal na fase aquosa é preferencialmente até 0,001 mol/L.
[032] Na etapa de extração, a fase aquosa está em pH igual ou abaixo de 3. Acima de pH 3, o primeiro e/ou o segundo metal formará um hidróxido e se tornará um precipitado, que pode impedir a extração/separação quando a fase aquosa é posta em contato com a fase orgânica, e causar uma falha na separação de fases para a etapa de extração. Se o pH está em um lado de ácido forte, uma grande quantidade de ácido é necessária para a regeneração do extrator depois da extração do segundo metal. Portanto, a fase aquosa na etapa de extração está preferencialmente em um pH de 1 a 3. Um valor de pH nessa faixa pode ser ajustado com um ácido tal como ácido clorídrico, ácido suifúrico ou ácido nítrico e de um álcali tal como hidróxido de sódio ou hidróxido de potássio.
[033] A razão entre uma concentração de extrator Co na fase orgânica para uma concentração de segundo metal Ca na fase aquosa, ou seja, Co/Ca (razão molar) está preferencialmente na faixa: 3 < Co/Ca < 500. Se Co/Ca < 3, a concentração do extrator, ácido dialquildiglicol âmico, é tão baixa em relação à concentração do segundo metal que a fase orgânica pode coagular, falhando na separação por extração com solvente. Se Co/Ca > 500, tal extrator extra pode não contribuir para melhorar o desempenho básico, tal como a capacidade de extração e a capacidade de separação, e pode, de preferência, aumentar o custo porque a concentração do extrator na fase orgânica é extremamente mais elevada do que a concentração do segundo metal na fase aquosa.
[034] Na presente invenção, a partir da fase orgânica tendo o segundo metal extraído nela, o segundo metal pode ser extraído de volta através do contato da fase orgânica com um líquido de extração de volta, isto é, solução aquosa ácida (etapa de extração de volta). Através da extração de volta, o segundo metal pode ser recuperado e o extrator também pode ser regenerado. O líquido de extração de volta é uma fase aquosa na etapa de extração de volta e contém um ácido tal como ácido clorídrico, ácido suifúrico ou ácido nítrico. Embora o líquido de extração de volta contenha preferencialmente apenas o ácido, ele pode conter um componente de metal contanto que seja uma solução aquosa ácida capaz de extração de volta. A concentração de ácido no líquido de extração de volta é preferencialmente 3 a 7N, mais preferencialmente 4 a 6N, e, normalmente, um ácido forte abaixo de pH 1 é utilizado. Neste caso, o líquido de extração de volta precisa conter o ácido em uma quantidade de ao menos 1 equivalente, preferencialmente 3 a 5 equivalentes por equivalente do segundo metal na fase orgânica sujeita à extração de volta.
[035] Nas etapas de extração e extração de volta, a camada de extração (isto é, fases orgânicas e aquosas) é tipicamente controlada em uma temperatura inferior ao ponto de inflamação do solvente que constitui a fase orgânica. Em geral, uma temperatura mais elevada da camada de extração conduz a uma maior solubilidade do extrator na fase orgânica e uma melhor separação entre as fases orgânica e aquosa. No entanto, para evitar um incêndio a partir do excesso do ponto de inflamação, a temperatura não deveria exceder o ponto de inflamação do solvente. De preferência, a camada de extração é controlada a uma temperatura inferior ao ponto de inflamação em 5^ C a 10- C.
[036] Nas etapas de extração e extração de volta, as fases orgânica e aquosa podem ser contatadas por qualquer método da técnica anterior bem conhecido para extração com solvente. Um misturador-decantador de múltiplos estágios em contracorrente é vantajoso para contatar eficientemente uma fase orgânica consistindo de um extrator e de um solvente orgânico com uma fase aquosa que é uma solução aquosa contendo primeiro e segundo elementos ou um líquido de extração de volta e conduzindo extração e separação eficazes.
[037] A Figura 1 mostra um diagrama de blocos de um misturador-decantador de múltiplos estágios em contracorrente. O misturador-decantador inclui uma seção de extração A, uma seção de purificação B, e uma seção de extração de volta C, cada uma das quais pode ser constituída por um ou vários estágios. O número de estágios é adequadamente selecionado de modo que a pureza do primeiro metal possa atingir o nível desejado após a extração/separação. As linhas 1 a 8 representam os fluxos de entrada e saída para e a partir do misturador-decantador. O sistema alimenta uma fase aquosa (solução aquosa contendo primeiro e segundo metais) a partir da linha 1, uma fase orgânica contendo extrator a partir da linha 2, uma solução aquosa alcalina (por exemplo, solução aquosa de hidróxido de sódio) a partir da linha 3, e uma solução aquosa ácida (por exemplo, ácido suifúrico aquoso) a partir de linhas 4 e 6. Uma fase aquosa contendo primeiro metal residual (não extraído para a fase orgânica) é recuperada a partir da linha 5, e uma solução aquosa (solução aquosa ácida) na qual o segundo metal, uma vez extraído para a fase orgânica é extraído de volta, é recuperada a partir da linha 7. Na seção de extração A, o pH da fase aquosa é ajustado de modo que o primeiro e o segundo metal são separados para as fases aquosa e orgânica, respectivamente. Na seção de extração A, uma solução aquosa alcalina é adicionada às fases aquosa e orgânica a partir da linha 3. Na seção de purificação B, a fase orgânica é purificada com uma solução aquosa ácida capaz de extrair seletivamente apenas o primeiro metal (uma fração do qual é dissolvida na fase orgânica e que é deixada na fase aquosa). Na seção de purificação B, a solução aquosa ácida é adicionada à fase orgânica a partir da linha 4. A seção C de extração de volta, o segundo metal, uma vez extraído na fase orgânica, é extraído de volta para o líquido de extração de volta (solução aquosa ácida). Na seção C de extração de volta, o líquido de extração de volta (solução aquosa ácida) é adicionado á fase orgânica a partir da linha 6. O extrator a partir do qual o segundo metal foi extraído de volta pode ser reciclado a partir da linha 8 para a linha 2 para reutilização.
[038]Na seção de extração A, fase aquosa 1 é posta em contato com a fase orgânica 2 para extração. O segundo metal na fase aquosa 1 é extraído para uma fase orgânica 2 enquanto a fase aquosa 5 contendo o primeiro metal (permanecendo ali sem ser extraído para a fase orgânica 2) é recuperado a partir da seção de extração A. Compreensivelmente, a solução aquosa alcalina 3 é alimentada com a finalidade de ajustar uma concentração de ácido de equilíbrio. A fase orgânica 2 para a qual o segundo metal é extraído é alimentada para purificar a seção B onde a fase orgânica 2 é purificada com uma solução aquosa ácida 4, que tem o pH ajustado de modo a extrair seletivamente o primeiro metal (uma fração da qual é dissolvida na fase orgânica 2, e que é deixada na fase aquosa). A solução aquosa ácida 4 para a qual o primeiro metal foi extraído seletivamente é alimentada na seção de extração A, enquanto a fase orgânica purificada 2 é alimentada para a seção de extração de volta C onde o segundo metal na fase orgânica 2 é extraído de volta com uma solução aquosa ácida (liquido de extração de volta) 6 ajustada para o pH desejado. A solução aquosa resultante 7 contendo o segundo metal é recuperada. A fase orgânica 8 a partir da qual o segundo metal foi extraído de volta é reciclada para a seção de extração A em 2.
[039] A concentração da solução aquosa alcalina alimentada para a seção de extração A é tipicamente de 1 a 5 N, mas não limitada a isso. As concentrações das soluções aquosas ácidas alimentadas para a seção de purificação B e a seção de extração de volta C são cada uma tipicamente de 3 a 7 N, mas não limitada a isso. A quantidade de álcali na solução alcalina adicionada durante a extração e a quantidade de ácido na solução aquosa ácida utilizada para a extração de volta são cada uma preferencialmente 1,2 a 3,5 equivalentes, mais preferencialmente 1,3 a 2,9 equivalentes por equivalente do segundo metal na fase aquosa.
EXEMPLO
[040] Exemplos da invenção são dados abaixo a título de ilustração e não a título de limitação.
Exemplo 1 [041] D2EHDGAA como um extrator foi dissolvido em querosene para formar uma solução D2EHDGAA a 0,5 mol/L, que foi utilizada como uma fase orgânica. Cloreto de escãndio, cloreto de zircônio, e cloreto de háfnio foram dissolvidos em água para formar uma solução aquosa mista contendo 0,2 mol/L de escãndio, 0,01 mol/L de zircônio, e 0,01 mol/L de háfnio, que teve seu pH ajustado para pH 1 com ácido suifúrico e utilizado como uma fase aquosa. Um funil de separação foi carregado com 100 ml da fase orgânica e 100 ml da fase aquosa, agitado a 20- C por aproximadamente 20 minutos para extrair zircônio e háfnio, e deixado em repouso até que o equilíbrio foi atingido. A fase orgânica foi separada da fase aquosa. Em seguida, 100 ml da fase orgânica separada e 100 ml de solução aquosa de ácido suifúrico a 5N (líquido de extração de volta) foram alimentados em um funil de separação, o qual foi agitado a 20- C por aproximadamente 20 minutos para extrair de volta o zircônio e o háfnio a partir da fase orgânica para a solução aquosa de ácido suifúrico.
[042] As concentrações de escândio, zircônio e háfnio, na fase aquosa após a extração e na solução aquosa de ácido suifúrico após a extração de volta foram medidas por um espectrômetro de emissão ICP (ICP-7500 por Shimadzu Corp., o mesmo se aplica em seguida).
Exemplo Comparativo 1 [043] A extração e a extração de volta foram realizadas como no Exemplo 1, exceto que PC-88A (Daihachi Chemical Industry Co., Ltd., componente principal; 2-etil-hexil-2-etilhexilfosfonato) foi usado como o extrator. As concentrações de escândio, zircônio e háfnio foram medidas.
[044] O Exemplo 1 utilizando D2EHDGAA tinha um fator de separação de 81 como calculado a partir das concentrações medidas de zircônio e háfnio, indicando um bom comportamento de separação. O Exemplo Comparativo 1 utilizando PC-88A falhou em separar escândio de zircônio e háfnio porque o escândio foi extraído para a fase orgânica em conjunto com o zircônio e o háfnio.
Exemplo 2 [045] Usando o extrator D2EHDGAA, uma solução aquosa contendo escândio, zircônio e háfnio, e um misturador-decantador de múltiplos estágios em contracorrente, como mostrado na Figura 1, o zircônio e o háfnio foram extraídos e separados a partir da solução aquosa.
[046] Especificamente, D2EHDGAA como o extrator foi dissolvido em querosene para formar uma solução de 0,5 mol/L que foi utilizada como uma fase orgânica. Cloreto de escândio, cloreto de zircônio, e cloreto de háfnio foram dissolvidos em água para formar uma solução aquosa mista contendo 0,2 mol/L de escândio, 0,01 mol/L de zircônio, e 0,01 mol/L de háfnio, que teve seu pH ajustado para pH 1 com ácido suifúrico e usada como uma fase aquosa.
[047] O misturador-decantador de múltiplos estágios em contracorrente da Figura 1 incluiu uma seção de extração A de 5 estágios, uma seção de purificação de 3 estágios B, e uma seção de extração de volta C de 4 estágios. A fase orgânica e a fase aquosa foram submetidas à extração/separação a 20- C no misturador-decantador. A fase aquosa foi alimentada a uma taxa de fluxo de 30 l_/h a partir da linha 1, a fase orgânica foi alimentada a 6,8 L/h a partir da linha 2, uma solução de hidróxido de sódio a 4N alimentada a 0,5 L/h a partir da linha 3, uma solução aquosa de ácido suifúrico a 5N alimentada a 0,04 L/h a partir da linha 4, e uma solução de aquosa de ácido suifúrico a 5N alimentada a 0,1 L/h a partir da linha 6. A fase aquosa após a extração foi recuperada em 30,6 L/h a partir da linha 5, e a solução aquosa de ácido suifúrico após a extração de volta recuperada em 0,1 L/h a partir da linha 7.
[048] Após um estado estacionário ser alcançado, a fase orgânica foi recuperada a partir da seção de extração A e extraída de volta com uma solução aquosa de ácido suifúrico a 3N. A concentração de escândio no líquido de extração de volta foi medida por um espectrômetro de emissão ICP. A fase aquosa recuperada a partir da linha 5 também foi medida para as concentrações de escândio, zircônio e háfnio por um espectrômetro de emissão ICP.
[049] O líquido de extração de volta tinha uma concentração de escândio de 0,0002 mol/L, e a fase aquosa tinha uma concentração de escândio de 1,5 mol/L, uma concentração de zircônio de 0,0001 mol/L e uma concentração de háfnio de 0,0001 mol/L. A porcentagem de escândio com base na quantidade total de escândio, zircônio e háfnio na fase aquosa foi de 99,9 mol%, e a porcentagem de retenção de escândio na fase aquosa foi de 99,9 mol%.
Exemplo Comparativo 2 [050] A extração e a extração de volta foram realizadas tal como no Exemplo 2, exceto que PC-88A foi usado como o extrator. As concentrações de escândio, zircônio e háfnio foram medidas como no Exemplo 2.
[051 ]0 líquido de extração de volta tinha uma concentração de escândio de 0,01 mol/L, e a fase aquosa tinha uma concentração de escândio de 0,02 mol/L, uma concentração de zircônio de 0,03 mol/L, e uma concentração de háfnio de 0,03 mol/L. A porcentagem de escândio com base na quantidade total de escândio, zircônio e háfnio na fase aquosa foi de 25 mol%, e a porcentagem de retenção de escândio na fase aquosa foi de 25 mol%. Uma parte do escândio foi extraída para a fase orgânica em conjunto com zircônio e háfnio, e o escândio extraído de volta a partir da fase orgânica foi de apenas 0,01 mol%, o que indica que apenas uma fração do escândio uma vez extraído para a fase orgânica foi extraída de volta. Os resultados demonstram que o PC-88A é difícil de separar o escândio do zircônio e háfnio.
REIVINDICAÇÕES

Claims (4)

1. Método para separar um segundo elemento de uma solução aquosa por extração com solvente, a dita solução aquosa contendo escândio como um primeiro elemento e cada um ou tanto zircônio quanto háfnio como o segundo elemento, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende a etapa de contatar a solução aquosa como uma fase aquosa com uma fase orgânica contendo um ácido dialquildiglicol âmico tendo a fórmula geral (1): Rm^NCOCHaOCHaCOOH (1) onde cada um de R^ e R^ é independentemente um grupo alquila linear ou ramificado, ao menos um de R^ e R^ sendo um grupo alquila de ao menos 6 átomos de carbono, como um extrator, para extrair assim o segundo elemento para a fase orgânica.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a solução aquosa é uma solução aquosa ácida de pH igual ou inferior a 3.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o extrator é ácido N,N-di-2-etil-hexil-3-oxapentano-1,5-âmico correspondente à fórmula (1), onde ambos R^ e R^ são, C4H9CH(C2H5)CH2-.
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de contatar a solução aquosa com a fase orgânica é realizada em um misturador-decantador de múltiplos estágios em contracorrente.
BR102015021477-4A 2014-09-10 2015-09-03 Método para separar um segundo elemento de uma solução aquosa por extração com solvente BR102015021477B1 (pt)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-184316 2014-09-10
JP2014184316A JP6194867B2 (ja) 2014-09-10 2014-09-10 抽出分離方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BR102015021477A2 true BR102015021477A2 (pt) 2016-10-04
BR102015021477B1 BR102015021477B1 (pt) 2021-10-05

Family

ID=54065690

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR102015021477-4A BR102015021477B1 (pt) 2014-09-10 2015-09-03 Método para separar um segundo elemento de uma solução aquosa por extração com solvente

Country Status (11)

Country Link
US (1) US9822428B2 (pt)
EP (1) EP2995693B1 (pt)
JP (1) JP6194867B2 (pt)
KR (1) KR101847688B1 (pt)
CN (1) CN105400970B (pt)
AU (1) AU2015218466B2 (pt)
BR (1) BR102015021477B1 (pt)
MY (1) MY173171A (pt)
PH (1) PH12015000288A1 (pt)
RU (1) RU2685835C2 (pt)
ZA (1) ZA201506648B (pt)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6784369B2 (ja) * 2016-10-21 2020-11-11 株式会社東芝 放射性廃液に含まれる長寿命核種の分離回収方法
CN108531746B (zh) * 2017-03-02 2020-07-14 厦门稀土材料研究所 一种贵金属分离用萃取剂和应用该萃取剂萃取分离贵金属的方法
CN109082544B (zh) * 2017-06-14 2021-05-18 厦门稀土材料研究所 一种含有有效官能团的萃取剂和吸附剂及其在钍金属萃取分离中的应用
RU2732259C1 (ru) * 2020-05-07 2020-09-14 Акционерное общество "Чепецкий механический завод" Способ извлечения гафния и циркония из фторидного вторичного сырья, содержащего гафний и цирконий
CN112063861B (zh) * 2020-09-14 2022-08-09 江西省科学院应用化学研究所 一种从高铝稀土料液中分离稀土的萃取方法
CN113584305B (zh) * 2021-07-28 2023-03-14 福建省长汀金龙稀土有限公司 一种n,n-二烷基酰胺羧酸类化合物的应用及方法
CN114807602B (zh) * 2022-05-19 2023-02-21 哈尔滨工业大学(威海) 一种分离锆铪的萃取溶剂及萃取方法
CN115627368B (zh) * 2022-10-17 2024-02-13 厦门稀土材料研究所 一种利用先进膜分离技术高效富集铪的方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01108119A (ja) 1987-10-19 1989-04-25 Sanki Eng Kk 希土類元素の精製方法
JPH01246328A (ja) 1988-03-28 1989-10-02 Agency Of Ind Science & Technol スカンジウムの補集方法
JPH0436373A (ja) 1990-06-01 1992-02-06 Lion Corp 希土類金属の抽出剤及び抽出方法
US5258167A (en) 1990-06-01 1993-11-02 Lion Corporation Extractant for rare earth metal and method for extracting the same
JP2876152B2 (ja) 1990-06-19 1999-03-31 三井サイテック株式会社 希土類金属の分離精製法
US7282187B1 (en) * 1996-03-26 2007-10-16 Caboi Corporation Recovery of metal values
JP3428292B2 (ja) 1996-04-26 2003-07-22 大平洋金属株式会社 Sc金属の回収方法
FR2813877B1 (fr) * 2000-09-11 2002-12-06 Cezus Cie Europ Du Zirconium Procede de separation de metaux tels que le zirconium et l'hafnium
RU2329951C2 (ru) * 2006-07-12 2008-07-27 Лев Александрович Нисельсон Способ разделения тетрахлоридов циркония и гафния ректификацией
AU2010202408B2 (en) 2009-06-17 2014-12-18 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Method for extracting and separating rare earth elements
JP5679159B2 (ja) 2010-07-05 2015-03-04 信越化学工業株式会社 希土類金属抽出剤の合成方法、及び希土類金属の溶媒抽出用有機相
JP5679158B2 (ja) 2010-07-05 2015-03-04 信越化学工業株式会社 希土類金属の溶媒抽出用有機相の製造方法
MY164109A (en) * 2011-06-27 2017-11-30 Shinetsu Chemical Co Method for extracting and separating light rare earth element
JP5635027B2 (ja) 2012-03-12 2014-12-03 日本電信電話株式会社 コンピュータシステム及びシステム制御方法
JP5367862B2 (ja) * 2012-03-13 2013-12-11 国立大学法人九州大学 スカンジウム抽出剤およびこの抽出剤を用いたスカンジウム抽出方法
JP5403115B2 (ja) 2012-06-19 2014-01-29 住友金属鉱山株式会社 スカンジウムの分離精製方法
KR101343426B1 (ko) 2012-08-09 2013-12-20 한국과학기술연구원 산성 추출제를 사용한 지르코늄과 하프늄의 분리방법
JP5454735B2 (ja) 2013-10-23 2014-03-26 住友金属鉱山株式会社 スカンジウムの分離精製方法

Also Published As

Publication number Publication date
RU2685835C2 (ru) 2019-04-23
BR102015021477B1 (pt) 2021-10-05
KR101847688B1 (ko) 2018-04-10
AU2015218466A1 (en) 2016-03-24
AU2015218466B2 (en) 2020-04-16
PH12015000288B1 (en) 2017-03-22
CN105400970A (zh) 2016-03-16
CN105400970B (zh) 2019-01-01
EP2995693A1 (en) 2016-03-16
RU2015138503A (ru) 2017-03-14
JP6194867B2 (ja) 2017-09-13
RU2015138503A3 (pt) 2019-03-26
US9822428B2 (en) 2017-11-21
ZA201506648B (en) 2017-02-22
PH12015000288A1 (en) 2017-03-22
EP2995693B1 (en) 2020-03-11
JP2016056415A (ja) 2016-04-21
MY173171A (en) 2020-01-02
KR20160030450A (ko) 2016-03-18
US20160068930A1 (en) 2016-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BR102015021477A2 (pt) método de extração/separação
Larsson et al. Selective extraction of metals using ionic liquids for nickel metal hydride battery recycling
AU2012203533B2 (en) Method for extracting and separating light rare earth element
BRPI1009523B1 (pt) Method for the purification of lithium bicarbonate.
JP5392828B2 (ja) 希土類元素の抽出・分離方法
JP2007327085A5 (pt)
AR077648A1 (es) UN PROCESO PARA RECUPERAR MOLIBDENO DE UNA SOLUCION ACUOSA ÁCIDA QUE CONTIENE MOLIBDENO Y UN PROCESO DE EXTRACCIoN DE SOLVENTE PARA RECUPERAR METALES DE SOLUCIONES ACUOSAS.
KR870007845A (ko) 바륨염의 정제방법
BR112015030282A2 (pt) método de recuperação de cobre e de metais preciosos
BRPI0413031B1 (pt) Processo para lixiviação de metal/extração por solvente
JPS6050128A (ja) 水溶液からの鉄(3)の抽出方法および抽出溶媒からの鉄(3)の逆抽出方法
CA2854269C (en) Processes for metal ions removal of from aqueous solutions
WO2016209178A1 (en) Recovering scandium and derivatives thereof from a leach solution loaded with metals obtained as a result of leaching lateritic ores comprising nickel, cobalt and scandium, and secondary sources comprising scandium
CA2903516A1 (en) Extraction/separation method
BRPI0919679B1 (pt) Composição de extração por solvente, processo para recuperar um metal de uma solução ácida aquosa, e,método para reduzir degradação de uma composição deextração por solvente
AU2015275875A1 (en) Interseparation of metals
FI69113C (fi) Foerfarande foer separering och utvinning av kobolt
ES2887197T3 (es) Procedimiento mejorado de recuperación de paladio de otros elementos metálicos presentes en una fase acuosa nítrica usando malonamidas como agentes de extracción
JP2022504157A (ja) ブラインおよびこれを製造する方法
JP4483441B2 (ja) 高イリジウム、ルテニウム含有液からのロジウム精製方法
SU258592A1 (ru) Способ экстракции кадми из сульфатных растворов
BR102016023957B1 (pt) Processo contínuo para separação de terras-raras leves
BR102012030467A2 (pt) Método para a extração e a separação de elemento de terra rara leve
BR102013005840A2 (pt) Process of obtaining in industrial scale of cobalt sulphate with high purity by technique of purification of cobalt ore leakage via solvent extraction
SE455171B (sv) Forfarande for extraktion av silver ur tiosulfathaltiga vattenlosningar

Legal Events

Date Code Title Description
B03A Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette]
B06F Objections, documents and/or translations needed after an examination request according [chapter 6.6 patent gazette]
B06U Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: procedure suspended [chapter 6.21 patent gazette]
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 03/09/2015, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS.