NO151552B - Fremgangsmaate til selektiv ekstraksjon av yttrium-ioner - Google Patents
Fremgangsmaate til selektiv ekstraksjon av yttrium-ioner Download PDFInfo
- Publication number
- NO151552B NO151552B NO772020A NO772020A NO151552B NO 151552 B NO151552 B NO 151552B NO 772020 A NO772020 A NO 772020A NO 772020 A NO772020 A NO 772020A NO 151552 B NO151552 B NO 151552B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- ions
- extraction
- rare earth
- mol
- yttrium
- Prior art date
Links
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title claims description 55
- -1 YTTRIUM IONS Chemical class 0.000 title claims description 46
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 title claims description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 60
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 43
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 33
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 25
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 22
- QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N N,N-bis{2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl}glycine Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(=O)O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 150000003014 phosphoric acid esters Chemical class 0.000 claims description 15
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 claims description 11
- YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N Ethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1 YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 7
- XTAZYLNFDRKIHJ-UHFFFAOYSA-N n,n-dioctyloctan-1-amine Chemical compound CCCCCCCCN(CCCCCCCC)CCCCCCCC XTAZYLNFDRKIHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- SEGLCEQVOFDUPX-UHFFFAOYSA-N di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid Chemical group CCCCC(CC)COP(O)(=O)OCC(CC)CCCC SEGLCEQVOFDUPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 2
- 229960003330 pentetic acid Drugs 0.000 claims description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims 1
- 239000003759 ester based solvent Substances 0.000 claims 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims 1
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 16
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 14
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 7
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N decane Chemical compound CCCCCCCCCC DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZSIAUFGUXNUGDI-UHFFFAOYSA-N hexan-1-ol Chemical compound CCCCCCO ZSIAUFGUXNUGDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 3
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 1-Octanol Chemical compound CCCCCCCCO KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 2
- HDGGAKOVUDZYES-UHFFFAOYSA-K erbium(iii) chloride Chemical compound Cl[Er](Cl)Cl HDGGAKOVUDZYES-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-N hydrogen thiocyanate Natural products SC#N ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 2
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N nitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC=C1 LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003748 yttrium compounds Chemical class 0.000 description 2
- DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 1-butoxybutane Chemical compound CCCCOCCCC DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N Ammonium acetate Chemical compound N.CC(O)=O USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- JYFHYPJRHGVZDY-UHFFFAOYSA-N Dibutyl phosphate Chemical compound CCCCOP(O)(=O)OCCCC JYFHYPJRHGVZDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N Diisopropyl ether Chemical compound CC(C)OC(C)C ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003317 GdCl3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 1
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N dysprosium atom Chemical compound [Dy] KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 1
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MEANOSLIBWSCIT-UHFFFAOYSA-K gadolinium trichloride Chemical compound Cl[Gd](Cl)Cl MEANOSLIBWSCIT-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N holmium atom Chemical compound [Ho] KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N lutetium atom Chemical compound [Lu] OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 150000003856 quaternary ammonium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N terbium atom Chemical compound [Tb] GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FRNOGLGSGLTDKL-UHFFFAOYSA-N thulium atom Chemical compound [Tm] FRNOGLGSGLTDKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
- ORZHVTYKPFFVMG-UHFFFAOYSA-N xylenol orange Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CC1=C(O)C(C)=CC(C2(C3=CC=CC=C3S(=O)(=O)O2)C=2C=C(CN(CC(O)=O)CC(O)=O)C(O)=C(C)C=2)=C1 ORZHVTYKPFFVMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F17/00—Compounds of rare earth metals
- C01F17/10—Preparation or treatment, e.g. separation or purification
- C01F17/17—Preparation or treatment, e.g. separation or purification involving a liquid-liquid extraction
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Description
Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte til selektiv ekstraksjon- av yttrium-ioner.
Forbindelser av yttrium (Y; atom-nummer 39) har funnet utstrakt anvendelse som råmateriale for rød-fluorescerende stof-fer som anvendes i fjernsynsteknikken. Yttriumforbindelser har også funnet utstrakt anvendelse på andre områder innen elektro-nikken, f.eks. som additiver for optiske linser, og yttriumforbindelser vinner stadig betydning innen industrien.
Ved selektiv ekstraksjon av yttrium-ioner fra en vandig oppløsning som inneholder yttrium-ioner og ioner av andre sjeldne jordartsmetaller, er det kjent å fraskille yttrium-ionene ved selektiv ekstraksjon med et ekstraksjonsreagens av eh fosforsyreester.
I henhold til den konvensjonelle fremgangsmåte kan yttrium-ionene fraskilles fra de lette ioner av sjeldne jordartsmetaller, så som La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu. Et tilfredsstillende resultat kunne imidlertid ikke oppnås for separasjonen av yttrium-ioner fra de tunge ioner av sjeldne jordartsmetaller (atom-nummer 64-71).
Ionevekslingsmetoden:. for selektiv ekstraksjon av yttrium-ioner hvor en vandig oppløsning inneholdende yttrium-ioner og de tunge ioner av sjeldne jordartsmetaller føres gjennom en kolonne fylit med ionevekslingsharpiks, har vanligvis vært anvendt for separasjon av yttrium-ioner fra de tunge ioner av sjeldne jordartsmetaller.
Ved ionevekslingsmetoden blir imidlertid en fortynnet vandig oppløsning av lav konsentrasjon anvendt, hvorved konsentrasjonen av den rensede vandige oppløsning inneholdende yttrium-ioner er ganske lav, og et stort apparat og en sterk varmekilde er påkrevet for oppkonsentrering av den vandige oppløsning; dess- uten er strømningshastigheten for det elueringsmiddel som føres gjennom kolonnen som inneholder ionevekslingsharpiksen, liten. Følgelig er produktiviteten lav.
Videre er det kjent å fraskille yttrium-ioner fra de tunge ioner av sjeldne jordartsmetaller ved selektiv ékstraksjon av yttrium-ionene under anvendelse av en kation-utvekslingsvæske og en anion-utvekslingsvæske i nærvær av et nitrat (US-patent nr.
3 575 687), eller ved selektiv ekstraksjon av yttrium-ioner med et ekstraksjonsmiddel inneholdende en kvaternær ammoniumforbin-delse i nærvær av tiocyanat-ioner (japansk patent nr. 684763
og japansk patent nr. 885174.
Disse fremgangsmåter har imidlertid ikke vært tilfredsstillende.
Ved den førstnevnte fremgangsmåte er separasjonsfaktoren for fraskillelsen av yttrium-ioner fra de tunge ioner av sjeldne jordartsmetaller lav, f.eks. ca. 2-3, og det har derfor vært nød-vendig å anvende flere titalls ekstraksjonstrinn for oppnåelse av en yttriumforbindelse av høy renhet.
Ved den sistnevnte fremgangsmåte spaltes tiocyanat-ionene lett, og det spaltede materiale kan bli utfellt, eller HCN kan dannes under ekstraksjonen. Operasjonskontrollen har følgelig ikke vært lett, og for å oppnå en yttriumforbindelse av høy renhet har man også måttet anvende flere titalls ekstraksjonstrinn.
Den foreliggende oppfinnelse tar sikte på å tilveie-bringe en ny fremgangsmåte til selektiv ekstraksjon av yttrium-ioner fra tunge ioner av sjeldne jordartsmetaller (atom-nummer mellom 64 og 71) som både er enkel og meget effektiv.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er angitt i krav 1
og en foretrukken utførelsesform i krav 2, og det vises til kravene.
De sjeldne jordartsmetaller med atomnummer fra og med
64 til og med 71 er gadolinium (Gd:64), terbium (Tb:65), dysprosium (Dy:66), holmium (Ho:67), erbium _(Er:68),. thulium (Tm:69), ytter-bium (Yb:70) og lutetium (Lu:71). Det i det følgende anvendte uttrykk DTPA betyr dietylentriaminpentaeddiksyre (jfr. krav 1),
og D2EHPA betyr di-(2-etylheksyl)-fosforsyre-ester (jfr. krav 2).
Detaljert beskrivelse av de foretrukne utførelsesformer
Når yttrium-ioner skal skilles fra en blanding av yttrium-ioner og lette og tunge ioner av sjeldne jordartsmetaller, blir de lette ioner av sjeldne jordartsmetaller som lett lar seg fraskille, først fraskilt ved den konvensjonelle fremgangsmåte. Eksempelvis behandles en vandig oppløsning som inneholder forskjellige ioner av sjeldne jordartsmetaller, med en fosforsyreester, f.eks.D2EHPA, som er fortynnet med et organisk fortynningsmiddel, for ekstraksjon av tunge ioner av sjeldne jordartsmetaller, hvorved lette ioner av sjeldne jordartsmetaller blir tilbake i vannfasen.
Det organiske oppløsningsmiddel inneholdende yttrium-ioner og de tunge ioner av sjeldne jordartsmetaller (atom-nummer mellom 64 og 71), eller den vandige oppløsning som inneholder yttrium-ioner og de tunge ioner av sjeldne jordartsmetaller som erholdes ved ovennevnte behandling, kan behandles i henhold til den selektive ekstraksjon ifølge foreliggende oppfinnelse.
Den blanding som anvendes ved den foreliggende oppfinnelse, er en blanding av yttrium-ioner og minst en av de tunge ioner av sjeldne jordartsmetaller (atom-nummer mellom 64 og 71). Den sélektive ekstraksjon ifølge oppfinnelsen er særlig fore-trukket for adskillelse av yttrium-ioner fra ioner av sjeldne jordartsmetaller med atom-nummer fra 66 til 71 (fra Dy til Lu).
Konsentrasjonen av den samlede mengde yttrium-ioner og tunge ioner av sjeldne jordartsmetaller i den vandige oppløs-ning som anvendes ved den selektive ekstraksjon ifølge oppfinnelsen, avhenger av den prosentvise ekstraksjon og ekstraksjons-tiden og er vanligvis innen området 0,005-2 mol/l, spesielt 0,05-0,5 mol/l, som Y-ioner og andre ioner av sjeldne jordartsmetaller.
Ved separasjonen i henhold til oppfinnelsen blir den vandige oppløsning inneholdende yttrium-ioner og tunge ioner av sjeldne jordartsmetaller behandlet med
en oppløsning av fosforsyreesteren fortynnet med et egnet organisk fortynningsmiddel, hvorved yttrium-ioner ekstraheres selektivt inn i den organiske fase, og de tunge ioner av sjeldne jordartsmetaller (atom-nummer på 64-71) blir tilbake i vannfasen i nærvær av DTPA.
De fosforsyreestere som anvendes ifølge den foreliggende oppfinnelse, har formelen
hvor R og R1hver representerer en alifatisk C - C,Q-hydrokarbongruppe.
Blant disse er di-(2-etylheksyl)-fosforsyre-esteren
lett tilgjengelig. Egnede fosforsyreestere innbefatter dibutyl-fosforsyre. Mengden av fosforsyreesteren er vanligvis mer enn ekvivalent med (fortrinnsvis 1,5-3 ekvivalenter) den samlede mengde av Y-ioner og andre ioner av sjeldne jordartsmetaller (må]t ved titrering med xylenol-orange).
Når mengden av fosforsyreesteren er mindre, bevirkes
en gelering i den organiske fase etter ekstraksjonen, hvorved faseseparasjonen hindres. Fosforsyreesteren anvendes sammen med et med vann ublandbart organisk fortynningsmiddel, idet dette senker viskositeten og forbedrer ekstraksjonen.
Egnede organiske fortynningsmidler innbefatter alifatiske fortynningsmidler så som kerosen, heksan, oktan, dekan, heksanol, oktanol, butyleter og isopropyleter og aromatiske fortynningsmidler så som benzen, toluen, xylen, etylbenzen og nitro-benzen. En blanding av fortynningsmidler kan også anvendes med qodt resultat. Fortrinnsvis anvendes et alifatisk C„ 10 ~C 14.-hvdro-karbon eller en alifatisk C-C..-alkohol når stor vekt legges på ekstraksjonshastigheten. Foretrukne fortynningsmidler er videre etylbenzen og oppløsningsmidler av TOA-kerosen-typen og TOA-toluen-typen, hvor TOA representerer trioktylamin,når stor vekt legges på ekstraksjonseffektiviteten.
Mengden av det organiske fortynningsmiddel velges fortrinnsvis slik at det erholdes 0,1 - 1,5 mol/l, fortrinnsvis 0,2 - 1,0 mol/l, av fosforsyreesteren for oppnåelse av tilfredsstillende ekstraksjon.
Når TOA anvendes, tilsettes dette i et volumforhold på 0,1 - 2,0 ganger D2EHPA-mengden i fortynningsmiddelet, og deretter tilsettes kerosen eller toluen for fortynning til 0,1 - 1,5 mol/l, fortrinnsvis 0,2 - 1,0 mol/l D2EHPA-konsentrasjon.
Mengden av DTPA er på den annen side vanligvis mer enn ekvivalent med mengden av tunge ioner av sjeldne jordartsmetaller (atom-nummer på 64-71) og er fortrinnsvis innen området 0,4-1,5 ganger den mengde som er ekvivalent med det samlede innhold av Y-ioner og tunge ioner av sjeldne jordartsmetaller. Fortrinnsvis innstilles pH-verdien av den vandige oppløsning som inneholder yttriumioner og tunge ioner av sjeldne jordartsmetaller og DTPA, på en verdi mellom 6 og 9 når det arbeides i industriell målestokk.
Behandlingen av en vandig oppløsning inneholdende yttrium-ioner og erbium-ioner i henhold til oppfinnelsen skal nå illustreres i detalj.
En vandig oppløsning inneholdende 0,45 mol/l YCl-^, 0,05 mol/l ErCl^og 0,55 mol/l DTPA ble anvendt som utgangsoppløsning, hvor pH ble innstilt på 8,6 med ammoniakkvann. Utgangsoppløs-ningen ble behandlet med 1 mol/l D2EHPA fortynnet med kerosen som ekstraksjonsreagens ved et volumforhold på 1:3,5 mellom vannfasen og den organiske fase ved ekstraksjon av Y-ioner for adskillelse fra erbium-ioner. Relasjonen mellom ekstraksjonstid og prosentvis ekstraksjon er vist på fig. 1. Den prosentvise ekstraksjon av Y-ioner og Er-ioner (ordinaten)øker med økende ekstraksjonstid (abscissen). Ekstraksjonshastigheten for Y-ioher er imidlertid bemerkelsesverdig høyere enn ekstraksjonshastigheten for Er-ioner, hvorved Y-ioner konsentreres i den organiske fase, mens Er-ioner konsentreres i vannfasen.
Når det gjelder de tunge ioner av sjeldne jordartsmetaller så som Dy-, Ho- og Yb-ioner, er ekstraksjonshastigheten for Y-ioner bemerkelsesverdig høyere enn for de tunge ioner av sjeldne jordartsmetaller, som for erbium-ioner.
Relasjonen mellom den prosentvise ekstraksjon av Y-ioner (abscissen) og den prosentvise ekstraksjon av de tunge ioner av sjeldne jordartsmetaller (ordinaten) er vist på fig. 2.
Det vil sees av fig. 2 at når den prosentvise ekstraksjon av Y-ioner er 80%, ekstraheres bare ca. 30% av Dy-, Ho- og Er-ionene, og bare ca. 20% av Yb-ionene ekstraheres.
Ekstraksjonshastigheten for Y-ioner og ioner av sjeldne jordartsmetaller varierer i avhengighet av utgangsoppløsningens pH, konsentrasjonen av Y-ioner og ioner av de andre sjeldne jordartsmetaller, mengden av DTPA og formelen og mengden av ekstraksjonsreagenset. Relasjonen mellom den prosentvise ekstraksjon av Y-ioner og den prosentvise ekstraksjon av de tunge ioner av sjeldne jordartsmetaller (atom-nummer på 64-71) på fig. 2 på-virkes imidlertid ikke av disse faktorer.
Fremgangsmåten til oppnåelse av en Y-forbindelse av
høy renhet ut fra et urenset<V>2°3inneholdende forskjellige andre lette og tunge ioner av sjeldne jordartsmetaller som forurensninger vil bli illustrert i detalj.
Det urensede "^O^ (Y2O.j:60%) ble oppløst i en syre
så som HC1, HNO.J eller H2SO4for fremstilling av en vandig opp-løsning. Y-ionene og de tunge ioner av sjeldne jordartsmetaller (Dy og høyere elementer) ekstraheres over i en organisk fase
på konvensjonell måte under anvendelse av fosforsyreesteren, og de lette ioner av sjeldne jordartsmetaller (Tb og lavere elementer) blir tilbake i vannfasen. Y-ionene og de tunge ioner av sjeldne jordartsmetaller i den organiske fase tilbake-ekstraheres med en vandig oppløsning av en syre så som HC1, HNO^, H2SO4, etc.
DTPAog en base tilsettes til den vandige oppløsning
som inneholder syren, Y-ioner og de tunge ioner av sjeldne jordartsmetaller, . slik at pH innstilles på en passende verdi, og deretter behandles den vandige oppløsning med en fosforsyreester i passende lang tid til at Y-ioner selektivt ekstraheres over i den organiske fase, mens de tunge ioner av sjeldne jordartsmetaller (Dy eller høyere elementer) blir tilbake i vannfasen.
Y-ionene i den organiske fase tilbake-ekstraheres med
en syre så som HC1, HNO^, H2SO4, etc, og deretter behandles den vandige oppløsning med ekstraksjonsreagenset for ekstraksjon av Y-ioner. Den selektive ekstraksjonsprosess gjentas på denne måte 7-8 ganger, hvorved det erholdes Y-ioner av en renhet på
over 99,9%.
Ved rensningen av Y-ioner ifølge den foreliggende oppfinnelse kan det oppnås en Y-forbindelse av høy renhet ved den selektive ekstraksjon av Y-ioner, som derved skilles fra de tunge ioner av sjeldne jordartsmetaller, med et ekstraksjonsreagens (fosforsyreester) ved færre ekstraksjonsoperasjoner enn ved de konvensjonelle fremgangsmåter.
Eksempel 1
En vandig oppløsning inneholdende 0,05 mol/l YCl^, 0,05 mol/lDyCl3og 0,08 mol/l DTPAble anvendt som utgangsopp-løsning, idet pH ble innstilt på 7,2. 100 ml av utgangsoppløs-ningen ble ekstrahert med 100 ml kerosen inneholdende 1 mol/l D2EHPA i 5 minutter, hvorved 80,3% av Y-forbindelsen, men bare 24,5% av Dy-forbindelsen ble ekstrahert over i den organiske fase.
Eksempel 2
En vandig oppløsning inneholdende 0,05 mol/l Y(N03)3, 0,05 mol/l Er(N03)3og 0,1 mol/l DTPA ble anvendt som utgangs-oppløsning, idet pH ble innstilt på 7,0. 100 ml av utgangs-oppløsningen ble ekstrahert med 100 ml kerosen inneholdende 1 mol/l D2EHPA i 20 minutter, hvorved 84,4% av Y-forbindelsen, men bare 30,9% av Er-forbindelsen ble ekstrahert over i den organiske fase.
Eksempel 3
En vandig oppløsning inneholdende 0,05 mol/l YC13, 0,05 mol/l GdCl3 og 0,11 mol/l DTPA ble anvendt som utgangs-oppløsning, idet pH ble innstilt på 8,6. 100 ml av utgangs-oppløsningen ble ekstrahert med 100 ml kerosen inneholdende 1 mol/l D2EHPA i 15 minutter, hvorved 63% av Y-forbindelsen, men bare 40% av Gd-forbindelsen ble ekstrahert over i den organiske fase.
Eksempel 4
En vandig oppløsning fremstilt ved oppløsning av urenset ^ 2^ 3 inneholdende som forurensninger de i tabell 1 an-gitte sjeldne jordartselementer, i HC1 i en konsentrasjon på 0,2 5 mol/l ble anvendt som utgangsoppløsning, idet pH ble innstilt på 0,2. Oppløsningen ble ekstrahert med kerosen inneholdende 1,0 mol/l D2EHPA ved et volumforhold på 1:1 mellom utgangsoppløsning og oppløsningsmiddel, hvorved blandingen av forbindelser av yttrium og de tunge jordartselementer erholdtes.
Blandingen ble anvendt som utgangsmateriale ved den selektive ekstraksjon av Y-ioner og dermed adskillelse fra de tunge ioner av sjeldne jordartsmetaller. Innholdet av forbindelser av de tunge jordartselementer er angitt i tabell 2.
En vandig oppløsning inneholdende 0,1 mol/l av det urensede ^ 2^ 3 i blandingen av Y-ioner og de andre ioner av sjeldne jordartsmetaller og 0,11 mol/l DTPA ble anvendt som en utgangs-oppløsning, idet pH ble innstilt på 8,6. 100 ml av utgangsopp-løsningen ble ekstrahert med 100 ml kerosen inneholdende 1 mol/l D2EHPA i 10 minutter. Ekstraksjonen ble gjentatt 7 ganger, hvorved innholdet av forbindelser av de tunge jordartselementer kunne nedsettes som angitt i tabell 2.
Eksempel 5
En vandig oppløsning inneholdende 0,05 mol/l YCl-j, 0,05 mol/l ErCl3og 0,11 mol/l DTPA ble anvendt som utgangs-oppløsning, idet pH ble innstilt på 3,3 med en HCl-CH3COONH4-pufferoppløsning (0,5 mol/l CH3COONH4) .•
100 ml av utgangsoppløsningen ble ekstrahert med 100 ml dekan inneholdende 0,5 mol/l D2EHPA i henholdsvis 5 og 15 minutter. Den prosentvise ekstraksjon av samlede komponenter, samt innholdet av Y- og Er-forbindelser i den organiske fase ved hver ekstraksjon på 5 minutter eller 15 minutter er vist på fig. 3.
Eksempel 6
100 ml av utgangsoppløsningen i eksempel 5 ble ekstrahert med 100 ml n-heksanol inneholdende 0,5 mol/l D2EHPA i henholdsvis 5 minutter, 30 minutter og 90 minutter. Den prosentvise ekstraksjon av de samlede komponenter, samt innholdet av Y- og Er-forbindelser i den organiske fase ved de forskjellige ekstrak-sjonstider er vist på fig. 4.
Eksempel 7
En vandig oppløsning inneholdende 0,05 mol/l YC13,
0,05 mol/l ErCl3og 0,11 moi/1 DTPA ble anvendt som utgangsopp-
løsning, idet pH bie innstilt på 3,3. 100 ml av utgangsoppløs-ningen ble ekstrahert med 100 ml etylbenzen inneholdende 0,5 mol/l D2EHPA i henholdsvis 5 minutter, 30 minutter og 90 minutter. Ekstraksjonsevnen for de samlede komponenter, samt innholdet av Y (mol%) i den organiske fase er vist på fig. 5. Den prosentvise ekstraksjon av de samlede komponenter ved ekstraksjonstidene 5 minutter, 30 minutter og 90 minutter var henholdsvis 10,3%, 30,1% og 4 2,5%, mens innholdet av Y-forbindelser i der. organiske fase ved ekstraksjonstidene 5 minutter, 30 minutter og'90 minutter var henholdsvis 80,3%, 78,4% og 76,5%.
Eksempel 8
100 ml av utgangsoppløsningen i eksempel 7 ble ekstrahert med 100 ml av en blanding av kerosen og trioktylc.min inneholdende 0,5 mol/l D2EHPA (volumforhold 1/2 mellom trioktylamin og D2EHPA) i henholdsvis 5 minutter, 30 minutter og 90 minutter.
Den prosentvise ekstraksjon av de samlede komponenter, samt innholdet av Y-forbindelser (mol%) i den organiske fase var henholdsvis 4,3% (81,4 mol%), 19,1% (80,0 mol%) og 33,2%
(78,3 mol%). (Se fig. 5).
Claims (2)
1. Fremgangsmåte til selektiv ekstraksjon av yttriumioner,karakterisert vedat en vandig oppløsning inneholdende dietylentriaminpentaeddiksyre, yttriumioner og ioner av ett eller flere tunge, sjeldne jordartsmetaller (atom-nr. 64 - 71), hvilken oppløsning har en begynnelses-pH fra 6 til 9, brin-ges i kontakt med en fosforsyreester med formelen
hvor R og R1er en alifatisk C4- C,g-hydrokarbongruppe, idet fosforsyre-esteren anvendes fortynnet med et med vann ublandbart løsningsmiddel.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at fosforsyreesteren er di-(2-etylheksyl)-fosforsyreester, og det anvendes organiske løsningsmidler valgt blant alifatiske C10-C14-hydrokarboner, alifatiske Cg-C^-alkoholer, etylbenzen og trioktylamin fortynnet med toluen eller kerosen.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51068332A JPS605654B2 (ja) | 1976-06-11 | 1976-06-11 | イツトリウムの分離法 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO772020L NO772020L (no) | 1977-12-13 |
| NO151552B true NO151552B (no) | 1985-01-14 |
| NO151552C NO151552C (no) | 1985-05-02 |
Family
ID=13370765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO772020A NO151552C (no) | 1976-06-11 | 1977-06-09 | Fremgangsmaate til selektiv ekstraksjon av yttrium-ioner |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4104358A (no) |
| JP (1) | JPS605654B2 (no) |
| FR (1) | FR2354290A1 (no) |
| NO (1) | NO151552C (no) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2843574A1 (de) * | 1977-10-11 | 1979-04-19 | Mitsubishi Chem Ind | Verfahren zur abtrennung von yttriumionen |
| US4477260A (en) * | 1982-05-05 | 1984-10-16 | Alfred University Research Foundation, Inc. | Process for preparing a carbonaceous slurry |
| FR2794032B1 (fr) * | 1999-05-27 | 2002-06-14 | Univ Claude Bernard Lyon | Procede pour separer en milieu aqueux des lanthanides et/ou des actinides par complexation-nanofiltration, et nouveaux complexants mis en oeuvre dans ce procede |
| RU2456359C1 (ru) * | 2011-03-03 | 2012-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" | Способ извлечения церия из растворов солей |
| RU2463369C1 (ru) * | 2011-04-08 | 2012-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" | СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КАТИОНОВ ЛАНТАНА La+3 ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ |
| RU2463370C1 (ru) * | 2011-04-22 | 2012-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" | Способ извлечения катионов гольмия (iii) из нитратных растворов |
| RU2482201C1 (ru) * | 2011-11-10 | 2013-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" | Способ извлечения европия (iii) из растворов солей |
| RU2478724C1 (ru) * | 2011-11-10 | 2013-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" | Способ извлечения иттрия (iii) из растворов солей |
| RU2548353C1 (ru) * | 2013-12-17 | 2015-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" | СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КАТИОНОВ Еu3+ ИЗ ВОДНО-СОЛЕВЫХ РАСТВОРОВ |
| RU2567634C1 (ru) * | 2014-07-17 | 2015-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" | Способ извлечения тербия (iii) из водно-солевых растворов |
| RU2602112C1 (ru) * | 2015-08-03 | 2016-11-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Способ извлечения лантана(iii) из растворов солей |
| RU2616748C1 (ru) * | 2015-11-10 | 2017-04-18 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Способ извлечения солей гольмия (iii) из водных растворов |
| RU2690129C1 (ru) * | 2018-10-15 | 2019-05-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КАТИОНОВ Gd (3+) ДОДЕЦИЛСУЛЬФАТОМ НАТРИЯ |
| CN112575188B (zh) * | 2020-11-24 | 2022-08-19 | 福建省长汀金龙稀土有限公司 | 一种二烷基氨基苯氧乙酸萃取剂及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3192012A (en) * | 1962-08-09 | 1965-06-29 | Andrew C Rice | Process for separating the rare earth elements by means of solvent extraction |
| US3230036A (en) * | 1963-09-18 | 1966-01-18 | Frederick A Kappelmann | Method for separating americium and curium from the lanthanide rare earths and yttrium |
| US3323857A (en) * | 1965-12-16 | 1967-06-06 | Donald J Bauer | Selective extraction and separation of lanthanides with a quaternary ammonium compound |
| FR1534888A (fr) * | 1967-06-21 | 1968-08-02 | Commissariat Energie Atomique | Procédé de séparation des éléments des groupes actinides et lanthanides |
| AT273047B (de) * | 1967-11-08 | 1969-07-25 | Goldschmidt Ag Th | Verfahren zur Trennung der Elemente Yttrium und Lanthan bis Lutetium durch Verteilen ihrer Thiocyanate |
| US3463619A (en) * | 1968-07-12 | 1969-08-26 | Atomic Energy Commission | Solvent extraction process for purifying americium and curium |
| JPS4818691B1 (no) * | 1968-08-27 | 1973-06-07 | ||
| US3578391A (en) * | 1969-09-16 | 1971-05-11 | Sylvania Electric Prod | Yttrium purification |
| US3640678A (en) * | 1970-06-01 | 1972-02-08 | Molybdenum Corp | Yttrium purification process |
| NO127964B (no) * | 1971-07-20 | 1973-09-10 | Sjeldne Jordarter Forskning |
-
1976
- 1976-06-11 JP JP51068332A patent/JPS605654B2/ja not_active Expired
-
1977
- 1977-06-06 FR FR7717242A patent/FR2354290A1/fr active Granted
- 1977-06-07 US US05/804,465 patent/US4104358A/en not_active Expired - Lifetime
- 1977-06-09 NO NO772020A patent/NO151552C/no unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO772020L (no) | 1977-12-13 |
| US4104358A (en) | 1978-08-01 |
| JPS605654B2 (ja) | 1985-02-13 |
| FR2354290B1 (no) | 1981-06-12 |
| JPS52150717A (en) | 1977-12-14 |
| NO151552C (no) | 1985-05-02 |
| FR2354290A1 (fr) | 1978-01-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3596241B1 (en) | Extraction of rare earth elements with deep eutectic solvents | |
| NO151552B (no) | Fremgangsmaate til selektiv ekstraksjon av yttrium-ioner | |
| Xie et al. | A critical review on solvent extraction of rare earths from aqueous solutions | |
| Amaral et al. | Thorium and uranium extraction from rare earth elements in monazite sulfuric acid liquor through solvent extraction | |
| Gijsemans et al. | Recovery of rare earths from the green lamp phosphor LaPO 4: Ce 3+, Tb 3+(LAP) by dissolution in concentrated methanesulphonic acid | |
| US9752212B2 (en) | Method for extracting and separating rare-earth element | |
| CN104894372B (zh) | 一种萃取分离三价镧系与三价锕系离子的方法 | |
| Preston | The recovery of rare earth oxides from a phosphoric acid byproduct. Part 4. The preparation of magnet-grade neodymium oxide from the light rare earth fraction | |
| NO127964B (no) | ||
| Al-Areqi et al. | Solvent extraction of thorium from rare earth elements in monazite thorium concentrate | |
| Dashti et al. | Synergistic effects of Ionquest 801 and Cyanex 572 on the solvent extraction of rare earth elements (Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, and Er) from a chloride medium | |
| US3575687A (en) | Process for the selective separation of rare earth metals from their aqueous solutions | |
| Wang et al. | Enhanced separation of praseodymium and neodymium by kinetic “push and pull” system of [A336][NO3]-DTPA in a column extractor | |
| Kujawski et al. | Processes and technologies for the recycling of spent fluorescent lamps | |
| US3582263A (en) | Solvent extraction process for separating gadolinium from terbium and dysprosium | |
| US20180187290A1 (en) | Method for separating iron from an organic phase containing uranium and method for extracting uranium from an aqueous solution of mineral acid containing uranium and iron | |
| Bautista | Separation chemistry | |
| US3514267A (en) | Batch separator of yttrium and rare earths under total reflux | |
| Dashti et al. | Synergistic, extractive, and selective separation of light, medium, and heavy rare earth elements using Cyanex 572 and Alamine 336 from a chloride medium | |
| US3640678A (en) | Yttrium purification process | |
| KR102299211B1 (ko) | 폐형광체 침출액으로부터 희토류 원소의 분리 방법 | |
| Akiba et al. | Selective transport of yttrium (III) in the presence of iron (III) through liquid-membrane impregnating acidic organophosphonate mobile carrier | |
| RU2626206C1 (ru) | Способ выделения скандия из концентратов редкоземельных элементов | |
| RU2767924C1 (ru) | Способ селективного извлечения скандия из редкоземельных концентратов | |
| TWI646052B (zh) | 一種回收純化稀土金屬鑭離子的方法 |