RU2082673C1 - Способ извлечения редкоземельных элементов из кислых растворов - Google Patents

Способ извлечения редкоземельных элементов из кислых растворов Download PDF

Info

Publication number
RU2082673C1
RU2082673C1 RU95113314/25A RU95113314A RU2082673C1 RU 2082673 C1 RU2082673 C1 RU 2082673C1 RU 95113314/25 A RU95113314/25 A RU 95113314/25A RU 95113314 A RU95113314 A RU 95113314A RU 2082673 C1 RU2082673 C1 RU 2082673C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
collector
solutions
extraction
ree
Prior art date
Application number
RU95113314/25A
Other languages
English (en)
Other versions
RU95113314A (ru
Inventor
А.В. Вершков
Ю.А. Вершкова
В.А. Маслобоев
Original Assignee
Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского научного центра РАН
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 Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского научного центра РАН filed Critical Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского научного центра РАН
Priority to RU95113314/25A priority Critical patent/RU2082673C1/ru
Publication of RU95113314A publication Critical patent/RU95113314A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2082673C1 publication Critical patent/RU2082673C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

Использование: извлечение редкоземельных элементов при комплексной переработке фосфатного сырья. Сущность способа: исходный раствор содержит редкоземельные элементы, фоновые элементы, предельная концентрация которых составляет: CaO - 2,7 г/л, SrO - 0,1 г/л, Al2O3 - 2,4 г/л, TiO2 - 1,43 г/л, Fe2O3 - 1,41 г/л. Кислотность раствора - 0,4 - 4,0 N. Раствор обрабатывают фосфорорганическим реагентом - собирателем - диалкилфосфорной кислотой, содержащей в алкильной цепи от 7 до 14 атомов углерода, причем мольное соотношение реагента-собирателя и редкоземельных элементов составляет 3oC6:1. Температура реагента-собирателя не более 100oC. Раствор перемешивают и продувают воздухом. Образующийся пенный продукт удаляют. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Description

Изобретение относится к способам извлечения редкоземельных элементов (РЗЭ) из кислых растворов с низким исходным содержанием РЗЭ (до 2 г/л) и может быть использовано при комплексной переработке фосфатного сырья, в частности, при извлечении РЗЭ из технических растворов производства фосфорной кислоты мокрым способом и растворов выщелачивания фосфогипса кислотами.
Несовершенство существующих в настоящее время способов извлечения РЗЭ из кислых растворов не позволяет использовать их при переработке промышленных растворов, имеющих кислотность 04 4,0 N и сложный солевой фон, включающий ионы Ca, Sr, Al, Ti, Fe и др. концентрации которых сравнимы или превышают концентрацию целевого компонента РЗЭ.
Известен способ извлечения редкоземельных элементов (Скрылев Л.Д. Сазонова В.Ф. Менчук В.В. О флотационном выделении ионов редкоземельных элементов. // Изв. ВУЗов. Горный журнал, 1978, N 4, с. 138- 140) путем взаимодействия собирателя раствора каприната калия с раствором хлоридов РЗЭ с последующим отделением коллоидных растворов труднорастворимых мыл при помощи флотации.
Недостаток способа заключается в неэффективности использования указанного собирателя в кислых средах: при снижении pH растворов ниже 7 введенный в раствор собиратель взаимодействует с ионами водорода, превращаясь в сравнительно хорошо растворимую каприновую кислоту. Кроме того, при наличии в растворе солей других элементов, например Ca, они также будут взаимодействовать с собирателем, уменьшая извлечение РЗЭ.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ извлечения редкоземельных элементов из кислых растворов (авт. св. N 1691307, МКИ5 C 01 F 17/00, 1991), включающий введение в исходный раствор, имеющий pH 1oC2, реагента-собирателя в виде 0,07oC0,13%-ного водного натриевых солей диалкилфосфиновых кислот, содержащих в алкильной цепи 8-10 атомов углерода, в количестве 3 моль/моль РЗЭ, продувание раствора воздухом и отделение образовавшегося твердого продукта. Процесс ведут при температуре 10- 60oC.
Недостатком способа является то, что указанный собиратель неприемлем для сильно кислых сред (pH<1), так как в таких условиях натриевые соли диалкилфосфиновых кислот переходят в недиссоциированную кислотную форму, что затрудняет их взаимодействие с катионами редкоземельных элементов. Кроме того, использование собирателя в виде 0,07oC0,13%-ного водного раствора влечет за собой значительное разбавление обрабатываемых растворов, что крайне нежелательно при осуществлении ряда технологических операций. Что касается влияния фоновых элементов, то из описания способа оценить это невозможно, так как способ опробован применительно к модельным растворам, содержащим лишь катионы РЗЭ.
Настоящее изобретение направлено на решение задачи извлечения редкоземельных элементов из сильнокислых водных растворов (0,4oC4,0 N) с высоким содержанием конкурирующих ионов, состав которых отвечает составу промышленных растворов кислотной переработки фосфатного сырья.
Поставленная задача решается тем, что в способе извлечения редкоземельных элементов из кислых растворов, включающем введение в исходный раствор фосфорорганического реагента-собирателя, продувание раствора воздухом и отделение образовавшегося твердого продукта, согласно изобретению, извлечение ведут из раствора с кислотностью 0,4-4,0 N, в качестве раегента-собирателя используют устойчивые в сильнокислых средах поверхностно-активные вещества (ПАВ) диалкилфосфорные кислоты, содержащие в алкильной цепи от 7 до 14 атомов углерода, а мольное соотношение собиратель/РЗЭ составляет 3- 6.
Поставленная задача решается также тем, что выбранный реагент-собиратель достаточно селективен по отношению к целевому компоненту ионам РЗЭ, что позволяет извлекать их из растворов, содержащих один или более фоновых элементов, таких как Ca, Sr, Al, Ti, Fe и др. предельные концентрации которых составляют, г/л: 2,70 CaO, 0,1 SrO, 2,40 Al2O3, 1,43 TiO2, 1,41 Fe2O3.
На решение поставленной задачи направлено также то, что реагент-собиратель используется в чистом виде без применения растворителей, и перед введением в раствор он может нагреваться для понижения вязкости до температуры не более 100oC.
Сущность способа заключается в обработке кислых растворов с кислотностью 0,4oC4,0 N, содержащих редкоземельные элементы, а также Ca, Sr, Al, Fe, Ti и др. фоновые элементы в количествах, сопоставимых или превышающих содержание РЗЭ, фосфорорганическим реагентом-собирателем, в качестве которого используются диалкилфосфорные кислоты с числом атомов углерода в алкильной цепи 7- 14, при интенсивном перемешивании раствора и непрерывной продувке его воздухом или иным, инертным по отношению к раствору, газом и удалении образующегося пенного продукта. Собиратель используют без растворителя и подают в раствор непрерывно и равномерно в течение процесса при интенсивном диспергировании. Расход собирателя составляет 3oC6 моль на 1 моль РЗЭ в зависимости от содержания конкурирующих элементов. Для понижения вязкости собиратель может быть предварительно нагрет до температуры не более 100oC.
Использование способа позволяет извлекать РЗЭ из специфических промышленных растворов при переработке фосфатного сырья.
Так как технологические растворы при переработке фосфатного сырья не имеют кислотность ниже 0,4 N, а степень извлечения РЗЭ при понижении кислотности увеличивается, то не использовались растворы с кислотностью ниже указанной. При проведении процесса из растворов с кислотностью выше 4,0 N степень диссоциации собирателя понижается, что затрудняет его взаимодействие с ионами РЗЭ.
Использование в качестве собирателя диалкилфосфорных кислот с числом атомов углерода 7, не приводит к образованию труднорастворимого соединения с извлекаемым компонентом. Применение ПАВ с длиной алкильной цепи, содержащей более 14 атомов углерода, снижает эффективность процесса, так как при этом уменьшается растворимость в воде и критическая концентрация мицеллообразования, что приводит к образованию коллоидных растворов, резко уменьшая их собирательную способность. Кроме того, при увеличении длины углеводородной цепи уменьшается степень диссоциации диалкилфосфорных кислот в кислых растворах, что также приводит к уменьшению собирательной способности.
Расход собирателя в пределах 3- 6 моль/моль РЗЭ позволяет извлекать целевой компонент в виде труднорастворимого соединения при невысоком захвате конкурирующих ионов. Введение собирателя в количестве менее 3 моль/моль РЗЭ не обеспечивает достаточной степени извлечения РЗЭ. Избыток собирателя (более 6 моль/моль РЗЭ) приводит к разбавлению получаемого твердого продукта фоновыми элементами, что затрудняет его дальнейшую переработку.
Необходимость предварительного нагрева собирателя обусловлена повышением вязкости с ростом углеводородной цепи (повышением температуры плавления ПАВ). При этом температура нагрева определяется снижением вязкости собирателя до величины, достаточной для успешного его диспергирования, и зависит от длины углеводородной цепи. При перегреве собирателя выше 100oC начинается его разложение.
Сущность и преимущества заявляемого изобретения могут быть проиллюстрированы следующими примерами.
Пример 1. Во флотационную колонку, снабженную турбинной мешалкой и пористой перегородкой, через которую продувается воздух, помещают 200 мл сернофосфорнокислого раствора кислотностью 4,0 N и концентрацией фосфорной кислоты 15% (в пересчете на P2O5), содержащего 1,24 г/л Ln2O3, 2,70 г/л CaO, 0,100 г/л SrO, 2,40 г/л Al2O3, 1,43 г/л TiO2, 1,41 г/л Fe2O3. Расход ПАВ составил 3,0 моль на 1 моль РЗЭ, время проведения процесса 10 минут, температура ПАВ 15oC. В результате извлечение РЗЭ составило 49,7%
Основные параметры процесса извлечения и полученные результаты по данному Примеру и Примерам 2-4 сведены в Таблицу.
Пример 2. Условия проведения процесса аналогичны Примеру 1 за исключением: расход ПАВ 5,6 моль/моль РЗЭ, температура ПАВ 40oC. Степень извлечения составила 76,5%
Пример 3. Условия проведения процесса аналогичны Примерам 1,2 за исключением: раствор кислотностью 0,8 N, концентрацией фосфорной кислоты 4% (в пересчете на P2O5), состава: 0,23 г/л Ln2O3, 2,17 г/л CaO, 0,048 г/л SrO, 0,54 г/л Al2O3, 0,192 г/л TiO2, 0,225 г/л Fe2O3. Расход ПАВ 3,5 моль/моль РЗЭ, температура ПАВ 60oC Степень извлечения составила 80,7%
Пример 4. Условия проведения процесса аналогичны Примерам 1-3 за исключением: используют раствор выщелачивания фосфогипаса раствором серной кислоты содержанием 20 г/л, с конечной кислотностью 0,4 N, состава: 0,346 г/л Ln2O3, 1,55 г/л CaO, 0,042 г/л SrO. Расход ПАВ 6,0 моль/моль РЗЭ, температура ПАВ 20oC. Степень извлечения составила 90,8%
Анализ данных, приведенных в примерах и таблице, показывает, что заявляемый способ по сравнению с прототипом позволяет избирательно извлекать редкоземельные элементы из значительно более кислых исходных растворов с приемлемой степенью извлечения. При этом исходные растворы, в отличие от прототипа, не подвергаются разбавлению.

Claims (2)

1. Способ извлечения редкоземельных элементов из кислых растворов, включающий введение в исходный раствор фосфорорганического реагента-собирателя, продувание раствора воздухом и отделение образовавшегося твердого продукта, отличающийся тем, что извлечение ведут из растворов с кислотностью 0,4 4,0 N, а в качестве реагента-собирателя используют диалкилфосфорные кислоты, содержащие в алкильной цепи 7 14 атомов углерода, причем мольное соотношение реагента-собирателя и редкоземельных элементов составляет 3 6 1.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что исходный раствор содержит один или более фоновых элементов, таких как Ca, Sr, Al, Ti, Fe, предельная концентрация которых составляет, г/л:
СаО 2,7
SrО 0,1
Al2O3 2,4
TiO2 1,43
Fe2O3 1,41
3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что при введении в раствор реагент-собиратель имеет температуру не более 100oС.
RU95113314/25A 1995-07-26 1995-07-26 Способ извлечения редкоземельных элементов из кислых растворов RU2082673C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95113314/25A RU2082673C1 (ru) 1995-07-26 1995-07-26 Способ извлечения редкоземельных элементов из кислых растворов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95113314/25A RU2082673C1 (ru) 1995-07-26 1995-07-26 Способ извлечения редкоземельных элементов из кислых растворов

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95113314A RU95113314A (ru) 1996-09-10
RU2082673C1 true RU2082673C1 (ru) 1997-06-27

Family

ID=20170688

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95113314/25A RU2082673C1 (ru) 1995-07-26 1995-07-26 Способ извлечения редкоземельных элементов из кислых растворов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2082673C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Скрылев Л.Д. и др. Известия ВУЗов. Горный журнал. - 1978, N 4, с.138 - 140. 2. Авторское свидетельство СССР N 1691307, кл. C 01 F 17/00, 1991. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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

Also Published As

Publication number Publication date
RU95113314A (ru) 1996-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3625761A (en) Method for the treatment of alkaline earth metal sulfate scale
RU2293781C1 (ru) Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса
FI70930C (fi) Foerfarande foer vaetske-vaetske-extrahering av germanium
CA2037377C (en) Solvent extraction process
Golterman Differential extraction of sediment phosphates with NTA solutions
US4241027A (en) Reductive stripping process for the recovery of either or both uranium and vanadium
Li et al. Separation study of cadmium through an emulsion liquid membrane
US4624704A (en) Selective recovery of zinc from metal containing brines
RU2082673C1 (ru) Способ извлечения редкоземельных элементов из кислых растворов
RU2739409C1 (ru) Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса
FI70049B (fi) Vaetske-vaetske-extraktionsfoerfarande foer avlaegsnande och utvinning av metaller ur vattenloesningar
KR900000080B1 (ko) 카드뮴 제거에 의한 습식공정 인산의 정제방법
GB1515261A (en) Process for preparing pure phosphoric acid
JPH03170328A (ja) 石膏から希土類有価物を回収する方法
RU2760693C1 (ru) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ La (III) ИЗ ВОДНОГО РАСТВОРА НИТРАТА ЛАНТАНА (III), ПОЛУЧЕННОГО ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ МОНАЦИТА
US4256716A (en) Process for treating loaded extractant from purification of phosphoric acid by extraction
US4656012A (en) Process for the recovery of uranium from phosphoric acid solutions
KR930007139B1 (ko) 갈륨을 함유하는 염기성 용액으로부터 갈륨의 회수방법
US4521386A (en) Procedure for obtaining high purity magnesium salts or their concentrate solutions from sea water, brine or impure magnesium salt solutions
US3359067A (en) Method for the recovery of calcium phosphates from high lime content phosphate ores
Köster et al. New reagent systems for the flotation of kaolinite
RU2120408C1 (ru) Способ извлечения фосфатов редкоземельных элементов из апатитового концентрата
SU1595793A1 (ru) Способ получени фосфорной кислоты
DE3780758T2 (de) Verfahren fuer die extraktion einer organischen fluessigkeit, die eine azotierte organische base aus einer waessrigen suspension von mineralischen teilchen enthaelt und verfahren zur herstellung von alkalimetall-bikarbonat.
Zielinski et al. Selective precipitation stripping process for lanthanides

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040727