CS242846B1

CS242846B1 - Způsob'oddělení ceru od ostatních lanthanoidů a yttria

Info

Publication number: CS242846B1
Application number: CS852676A
Authority: CS
Inventors: Duc H Tran; Jiri Mostecky
Original assignee: Duc H Tran; Jiri Mostecky
Priority date: 1985-04-11
Filing date: 1985-04-11
Publication date: 1986-05-15
Also published as: CS267685A1

Abstract

Řešení se týká způsobu oddělení ceru od ostatních lanthanoidů a yttria v suspenzi po oxidaci ceru, jehož podstata spočívá v tom, že se provádí frakční rozpouštění při pH 2,4 až 2,6 při teplotě 70 °C až teplotě varu suspenze a po oddělení tekuté fáze se tuhá fáze opět rozpouští při pH 1,7 až 1,5 při výše uvedené teplotě a filtrát se vrací k suspenzi určené k oxidaci ceru.

Description

(⁵⁴) Způsob'oddělení ceru od ostatních lanthanoidů a yttria

242 846

- 1 242 846

Vynález se týká oddělení ceru od ostatních lantanoidů a yttria nebo směsi vzácných zemin různých původů.

Dosud známá provedení oddělení ceru od ostatních lantanoidů navazují na oxidaci ceru z trojmocného do čtyřmocného stavu a dalším srážením ceričitých sloučenin nebo extrakcí ceričitých sloučenin do organické fáze. Přesto, že obsah ceru v sumě vzácných zemin všech proveniencí je vysoký /cca 50 %/, jsou náklady na extrakč ni zařízení a extrakční činidla nesmírně velké a extrakce ceru je metodou málo ekonomickou. Srážení čtyřmocného ceru jako CeO^xHgO nebo bwsické soli se dosud provádí vždy z vodního prostředí a je metodou z hlediska technického vybavení nenáročnou. Sraženiny jsou však často semikoloidní, například při hydrolyse oxidovaného ' koncentrovaného roztoku dusičnanů vzácných zemin v zředěné kyselině sírové, nebo při srážení fosforečnanu ceričitého z dusičnanového čili síranového roztoku po elektrolytické oxidaci, což ztěžuje filtraci a navíc znečisťuje produkty okluzí jiných lantanoidů a dalších reaktantů. Hydroxid ceričitý nebo basické soli čtyřmocného ceru se sráží při pH až 4,5, hydroxidy ostatních lantanoidů se začínají srážet již při pH 6 až 7, proto je selektivita často neuspokojivá. Z teoretického hlediska je srážení nevhodnou metodou, poněvadž postupným srážením se zhoršuje poměr ceru k ostatním vzácným zeminám.

Způsob oddělení ceru, který tvoří předmět tohoto vynálezu, navazuje na způsob oxidace ceru v alkalické suspenzi. Dokonalost oxidace a jemnost částic v suspenzi jsou jedním z předpokladů účinnosti tohoto způsobu oddělení ceru. Dále se zakládá jen na frakčním rozpouštění, při kterém se poměr ceru k ostatním vzácným zeminám sblížením kritické oblasti dělení stále zlepšuje. Hlavním momentem způsobu je však cyklický proces dvoustupňového frakčního

- 2 242 846 rozpouštění. Suspenze, která pochází z procesu vzdušní oxidace, je podrobena frakčnímu rozpouštění při pH 2,5 a teplotě 70 °C až do bodu varu v době cca 2 hodin. Přitom zůstává veškerý cer nerozpuštěný, kdežto cca 95 % z ostatních lantanoidů přejde do roztoku. Po filtraci nebo dekantaci, kdy celkový efekt dělení je horší, avšak praktické provedení je pohodlnější, je surový cer podroben druhému stupni rozpouštění při pH 1,7 až 1,5 a teplotě 70 °C až do bodu varu po dobu cca 2 hodin. Filtrát z druhého stupně rozpouštění, který obsahuje cca 5 % z celkového ceru /většinou jako ionty Ce⁴⁺, částečně však jako zpětně zredukované ionty Ce^⁴/ se převede zpátky k oxidaci společně s další dávkou směsného hydroxidového koncentrátu. Tím se vstupuje do druhého cyklu procesu, který se opakuje ve dvoustupňovém rozpouštění při pH 2,5 a pil 1,7 až 1,5 atd. /viz schéma/. Cyklizace zabezpečuje konec konců kvantitativní výtěžky všech komponentů.

Schéma cyklického procesu oddělení ceru frakčním rozpouštěním oxidované suspenze hydroxidů vzácných zemin:

suma vzácných zeminv susp.· vzdušná frakční oxidace rozpoušt.

—^při pH 2,5 í

frakční

Filtrát II— rozooušt.

vzácné zeFiltrát I miny bez ceru při pH 1,5 až 1,7 ?ový cerovy produkt

Vynález je dokumentován následujícími příklady aplikace.

Příklad 1 ^f 1 000 ml roztoku, který obsahoval 0,35 N Ln^⁺ v molárním složení La 30 %, Ce 50 % a Nd 20 %, byl po upravení pH na 12,5 přídavkem NaOI-I oxidován vzduchem při 90 °0 po dobu 2 hodin. Následovalo frakční rozpouštění suspenze při pil 2,5 a teplotě 70 °C po dobu 2 hodin. Po filtraci se filtrační koláč podrobil dalšímu

- 5 242 846 frakčnímu rozpouštění při pH 1,7 a teplotě 70 °C po dobu rovněž 2 hodin. Další filtrací se získal cerový produkt a filtrát II se vrátil na začátek nového cyklu a spojil se s novou 1-litrovou dávkou čerstvého roztoku koncentrátu. Po oxidaci se suspenze podrobila 2. cyklu rozpouštění, který se zase prováděl ve dvou stupních při pH 2,5 a 1,7 atd. Zjistilo se, že kvalita produktů se při cyklizaci rychle ustaluje po 5· cyklu. Čistota cerového produktu se zvyšuje z 96,8 % po 1. stupni rozpouštění na 99,8 % po 2. stupni rozpouštění. Ve filtrátu I nebyl nalezen žádný cer.

Schéma a výsledky, /údaje v gramech/:

Oxidace v susp. rozpoušt. Filtrát I

cyklus	1ΐ	2.	5.	..... 4·	při pH	“Cyklus 1.	2.	5.	4.
La	17,10	17,50	17,52	17,55	2	,5	La	16,45	16,95	16,94 16,91
Ce	50,12	51,57 51,64	51,65			Ce	0	0	0	0
Nd	11,78	12,21	12,27	12,27		(	Nd	11,15	11,60	11,61. 11,60

přechodný cerový produkt

cyklus	1.	2.	5.	4.
La	0,48	0,49	0,49	0,48
Ce	50,10	51,55	51,55	51,55
Nd	0,55	0,55	0,54	0,52
čistota	96,7%	96,8%	96,8%	96,9%

i

Filtrát II rozpuštění při ¹ ........ ¹ ——————— ———————-

cyklus	1.	•ez.- 2.	5.	4t⁺	PH	1,7
La	0,40	0,42	0,45	0,42
Ce	1,45	1,52	1,51	1,51
Nd	0,45	0,49	0,49	0,49	koně čný	J	( erovy produkt
					cyklus		1. 2o 5 o 4·
					La	0	,2 0,2 0,2 0,2

Ce 28,61 29,90 29,91 29,95

Nd 0,05 0,05 0,05 0,05 čistota 99,82%99,85> 99,85) 99,85% poznámka:

⁺: začátek cyklického pokusu ⁺⁺: konec cykliského pokusu

- 4 Příklad 2

242 846

000 ml roztoka, který obsahuje 0,41 N Ln^* v molárním Složení La 22,25 Ce 54,2 %, Př 5,9 %, Nd 14,5 % a ostatní lantanoidy 5,15 %, byl po upravení pH na 12,5 přídavkem NaOH oxidován vzduchem při 90 °C v době 2 hodin. Následovalo frakční rozpouštění suspenze při pH 2,5 a teplotě 70 °C po dobu 2 hodATpo filtraci se filtrační koláč podrobil dalšímu frakčnímu rozpouštění při pH 1,5 a teplotě 70 °C po dobu rovněž 2 hodin. Další filtrací se získal cerový produkt, kdežto filtrát II se vracel na začátek nového cyklu a spojil se s novou 1-litrovou dávkou Čerstvého roztoku koncentrátu. Po oxidaci se suspenze podrobila 2«cyklu rozpouštění, který se prováděl ve dvou stupních při pH 2,5 a 1,5 atd. Zjistilo se, že kvalita produktů se při cyklizaci rychle ustaluje po 5, nebo 4· cyklu. Čistota cerového produktu se zvyšuje z cca 91 % po 1» stupni rozpouštění na 98,7 % po 2.stupni rozpouštění. Ve filtrátu I nebyl nalezen žádný cer.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

242 846

Způsob oddělení ceru od ostatních lantanoidů a yttria v suspenzi po oxidaci ceru vyznačující se tím, že se provádí frakční rozpouštění při pH 2,4 až 2,6 při teplotě 70 °C až teplotě varu suspenze a po oddělení tekuté fáze se tuhá fáze .opět rozpouští při pH 1,7 až 1,5 při výše uvedené teplotě a filtrát se vrací k suspenzi určené k oxidaci ceru.