PL79507B1 - - Google Patents

Description

Sposób wydzielania pierwiastków ziem rzadkich z roztworów lub zawiesin i Przedmiotem wynalazku jest sposób wydzielania sumy pierwiastków ziem rzadkich lub niektórych z nich z roztworów i zawiesin zawierajacych zwlaszcza jony Na, NH4, K, Ca, Sr, Ba, Mn, Ni, Co, CH8COO', S04",Cr04". 5 Dotychczas najdogodniejszym odczynnikiem sto¬ sowanym do wydzielania sumy lub, przy zastoso¬ waniu czesciowego skompleksowania, poszczegól¬ nych pierwiastków ziem rzadkich jest kwas szcza¬ wiowy. Kwas szczawiowy w znanych sposobach 10 wytraca nierozpuszczalne w wodzie szczawiany ziem rzadkich natomiast pozostale szczawiany w srodowisku kwasnym lub przy nadmiarze kwa¬ su. szczawiowego pozostaja w roztworze. Przy wy¬ tracaniu kwasem szczawiowym pierwiastków ziem 15 rzadkich stosuje sie pewien nadmiar tego odczyn¬ nika zwlaszcza jezeli wytracanie zachodzi z roz¬ tworów zbyt kwasnych jak na przyklad w obec¬ nosci duzej ilosci wapnia i magnezu. Uzyskane nie¬ rozpuszczalne w wodzie szczawiany przeprowadza 20 sie w sole rozpuszczalne przez prazenie szczawia¬ nów do weglanów w temperaturze 400—500°C lub do tlenków w temperaturze okolo 900°C nastepnie rozpuszczenie produktów termicznego rozkladu w odpowiednich kwasach. Innymi czesto stosowa- 25 nymi sposobami przeprowadzenia nierozpuszczal¬ nych szczawianów w rozpuszczalne w wodzie sole sa sposoby polegajace na utlenieniu szczawianów w zawiesinie wodnej chlorem lub gotowanie szcza¬ wianów ze stezonym kwasem azotowym. W meto- 39 2 dach tych kwas szczawiowy, który jest odczynni¬ kiem stosunkowo drogim traci sie bezpowrotnie.Z dotychczas stosowanych metod przeróbki szcza¬ wianów w sole rozpuszczalne umozliwiajacych re¬ generacje kwasu szczawiowego znane sa metody konwersji polegajace na przeprowadzeniu szcza¬ wianów pierwiastków ziem rzadkich przez goto¬ wanie z NaOH lub NH4OH w wodorotlenki. Meto¬ dy te ze wzgledu na mala rozpuszczalnosc szcza¬ wianów amonu i sodu co pociaga za soba koniecz¬ nosc pracy w duzych ilosciach roztworu oraz ze wzgledu na klopotliwe saczenie wodorotlenków sa malo oplacalne. Równiez malo oplacalna jest rege¬ neracja uzytego nadmiaru kwasu szczawiowego przy wytracaniu szczawianów lantanowców. , Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wy¬ dzielania pierwiastków ziem rzadkich polegajacego na zastosowaniu takiego odczynnika stracajacego, który dawalby podobne mozliwosci wydzielania tych pierwiastków jak kwas szczawiowy, a który jednoczesnie bylby latwo regenerowany.Cel ten zostal osiagniety dzieki stwierdzeniu, ze praktycznie nierozpuszczalne w wodzie sole pier¬ wiastków ziem rzadkich mozna uzyskac przez dzia¬ lanie na roztwory lub zawiesiny zawierajace te pierwiastki, kwasem tereftalowym, jego estrami, solami lub roztworami tych soli. Przy czym jak stwierdzono reakcja przebiega na zimno lub w pod¬ wyzszonej temperaturze w zakresie pH 2—7. Z nie¬ rozpuszczalnych w wodzie tereftalanów pierwiast- 79 50779 507 ków ziem rzadkich po przemyciu wóda i zadaniu kwasem mineralnym uzyskuje sie sól tego kwasu i wolny kwas tereftalowy, który moze byc stoso¬ wany do nastepnej operacji. Pozostajace natomiast w roztworze tereftalany pierwiastków towarzysza¬ cych jak na przyklad Na, NH4, K, Ca, Sr, Ba, Mn, Ni, Co tworza sole latwo rozpuszczalne w wodzie, male ilosci kwasu tereftalowego laczac go z glów¬ na masa.Przyklad III. 100 g koncentratu lantanowców ciezkich i itru o skladzie: 1,4% Pr6Ou, 10% Nd2Os, 16,7% Sm208 (reszte stanowily lantanowce ciezkie i itr) rozpuszczono w 2n HC1. Uzyskany roztwór rozcienczono woda do 9 1 i doprowadzono NaOH z których po zakwaszeniu odzyskuje sie trudno do pH = 6,3. Litr tego roztworu zadano sola sodo- rozpuszczalny w wodzie kwas tereftalowy. - Sposobem wedlug wynalazku uzyskuje sie sole o skladzie Lnd(C8H404)8nH20, których iloczyny "rozpuszczalnosci leza Wigr^anfcaclk^^lO-18—8 • lOr^K W odróznieniu od szczawianów lantanowców ciez¬ kich i itru tereftalany pierwiastków ziem rzadkich sa nierozpuszczalne w nadmiarze odczynnika stra¬ cajacego. Sposobem tym mozna wydzielic pier¬ wiastki ziem rzadkich z roztworów i zawiesin za¬ wierajacych zwlaszcza takie kationy jak Na, NH4, Ca, Sr, Ba, Mn, Ni, Co oraz aniony, których kwasy sa stosunkowo latwo lotne wzglednie tworza z lan- tanowcami sole latwiej rozpuszczalne niz terefta¬ lany. Do takich anionów naleza miedzy innymi CH3COO", S04", Cr04". Przy zastosowaniu techniki czesciowego kompleksowania z EDTA lub jakimi¬ kolwiek innymi kompleksujacymi anionowo lanta¬ nowce zwiazkami mozna uzyskac przez wytracenie za pomoca kwasu tereftalowego lub jego soli roz¬ dzial lantanowców na lekkie i ciezkie wzglednie rozdzielic poszczególne pary lantanowców jak na przyklad La od Y, Nd od Y, Sm od Yb, Ln od Y itp.Przyklad I. Roztwór octanów pierwiastków ziem rzadkich zawierajacy w 5 lwody 100 g Ln208 o skladzie: 50% La208, 35% Nd2Os, 8% Pr6On, 3% Sm208, 1% Y2Os oraz 2% Gd2Os i ciezkich lanta¬ nowców zadano 170 g kwasu tereftalowego i goto¬ wano przy ciaglym mieszaniu. Po 2 godzinach wy¬ tracony osad tereftalanów pierwiastków ziem rzad¬ kich odsaczono, przesacz zadawano kroplami teref- talanu amonu, az do momentu, w którym dodana kropla odczynnika nie powodowala wytracania sie osadu. Wytracona z przesaczu stosunkowo mala ilosc osadu tereftalanów przemywano woda, laczo¬ no z glówna masa osadu i zadawano 2 1 ln kwasu azotowego. Uzyskana zawiesine ogrzewano, a po oziebieniu roztwór azotanów pierwiastków ziem rzadkich odsaczano od wydzielonego kwasu teref¬ talowego.Przyklad II. 220 g swiezo straconych wegla¬ nów pierwiastków ziem rzadkich o skladzie: 77% La2Os, 14% Pr6On, 6% Nd208, 3% MgO rozbeltano w 2 1 wody i zadano 200 g kwasu tereftalowego.Zawiesine ogrzewano az do chwili, gdy przestaly sie wydzielac pecherzyki Co2. Osad tereftalanów odsaczono, przemyto woda slabo zakwaszona, za¬ dano 2 1 ln HC1. Zawiesine ogrzewano i odsaczano wytracany kwas tereftalowy od roztworu chlorków lantanowców, które zawieraly zaledwie slady mag¬ nezu. Przesacz po wydzielonych tereftalanach za¬ kwaszano kwasem solnym do pH = 2 i odsaczano 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 wa kwasu wersenowego Na2H2Y az do calkowite¬ go skompleksowania pierwiastków ziem rzadkich.Uzyskany roztwór polaczono z poprzednim (6 1) calosc zagrzano przy intensywnym mieszaniu i wprowadzano porcjami roztwór wzglednie zawie¬ sine soli amonowej kwasu tereftalowego. W ten sposób postepujac uzyskano 4 frakcje o mniejszej zawartosci Y i lantanowców ciezkich niz miesza¬ nina wyjsciowa oraz roztwór, z którego po wytra¬ ceniu szczawianów uzyskano 45 g tlenków pier¬ wiastków ziem rzadkich o zawartosci 0,8% Pr6On, 5,5% Sn^Og, 1% Nd208, reszte stanowil Y i lanta¬ nowce ciezkie o liczbie porzadkowej wyzszej od samaru.Przyklad IV. 5 1 roztworu chromianów lan¬ tanowców o zawartosci okolo 100 g Ln208 o skla¬ dzie: 90% Y208 (reszte tworzyly Sm2Os, Gd2Os i lantanowce ciezkie) zadano amoniakiem. Wydzie¬ lony osad odsaczono od zóltawego od jonów Cr04" roztworu. Osad ten rozbeltano w 2 1 wody desty¬ lowanej i zadano 250 g kwasu tereftalowego. Za¬ wiesine ogrzewano przez 60 min przy stalym mie¬ szaniu. Powstaly kryptokrystaliczny osad odsaczo¬ no od zólto-pomaranczowego roztworu. Osad prze¬ myto woda i zadano 3,5 1 ln kwasu azotowego.Otrzymano w ten sposób roztwór azotanów i kwas tereftalowy. Roztwór azotanów zadano NH8 do pH = 8 i oddzielonym poprzednio kwasem terefta- lowym. Uzyskana zawiesine ogrzewano. Wydzielo¬ ne tereftalany odsaczono i rozlozono kwasem azo¬ towym jak poprzednio. Uzyskany roztwór azotanów praktycznie byl wolny od jonów Cr04". PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wydzielania pierwiastków ziem rzadkich z roztworów i zawiesin, zawierajacych zwlaszcza jony Na, NH4, K, Ca, Sr, Ba, Mn, Ni, Co, CH3COO', S04", Cr04", przez wytracanie trudno rozpuszczal¬ nych w wodzie soli pierwiastków ziem rzadkich i nastepnie przeprowadzenie tych soli w zwiazki rozpuszczalne, znamienny tym, ze na zawiesiny lub roztwory zawierajace pierwiastki ziem rzadkich dziala sie kwasem tereftalowym jego estrami, albo jego solami lub ich roztworami w granicach pH 2—7, na zimno lub w podwyzszonej tempera¬ turze przy czesciowym skompleksowaniu lub nie, a utworzone tereftalany pierwiastków ziem rzad¬ kich przemywa sie woda zakwaszona lub nie za¬ kwaszona i zadaje odpowiednim kwasem, uzysku¬ jac rozpuszczalny roztwór soli pierwiastków ziem rzadkich i wolny kwas tereftalowy, który stosuje sie do nastepnej operacji. RSW Zakl. Graf. W-wa, ul. Srebrna 16, z. 513-75/0 — 105 + 20 egz. Cena 10 zl PL PL