RU2245305C1 - Method for extractive separation of tantalum and niobium from hydrofluoride-sulfate acidic solutions - Google Patents
Method for extractive separation of tantalum and niobium from hydrofluoride-sulfate acidic solutions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2245305C1 RU2245305C1 RU2003118980/15A RU2003118980A RU2245305C1 RU 2245305 C1 RU2245305 C1 RU 2245305C1 RU 2003118980/15 A RU2003118980/15 A RU 2003118980/15A RU 2003118980 A RU2003118980 A RU 2003118980A RU 2245305 C1 RU2245305 C1 RU 2245305C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tantalum
- niobium
- extraction
- separation
- organic
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии редких и рассеянных элементов. Оно может быть использовано для экстракционного извлечения и концентрирования тантала из кислых фторидно-сульфатных растворов, сложных по химическому составу. Эти растворы могут быть получены, например, при выщелачивании танталитовых и колумбитовых концентратов растворами фтористоводородной и серной кислот. В настоящее время для извлечения тантала из подобных технологических растворов используется экстракционный способ, позволяющий проводить концентрирование тантала и очистку его от примесей, в том числе и ниобия.The invention relates to the field of metallurgy of rare and trace elements. It can be used for extraction extraction and concentration of tantalum from acidic fluoride-sulfate solutions, complex in chemical composition. These solutions can be obtained, for example, by leaching tantalite and columbite concentrates with solutions of hydrofluoric and sulfuric acids. Currently, an extraction method is used to extract tantalum from such technological solutions, which allows concentration of tantalum and its purification from impurities, including niobium.
Известен способ экстракционного извлечения и разделения тантала и ниобия из кислых растворов экстракцией метилизобутилкетоном (МИБК) [Зеликман А.Н., Коршунов Б.Г. Металлургия редких металлов. - М.: Металлргия, 1991. - 432 с.]. Недостатком этого способа является достаточно высокая растворимость экстрагента в водной фазе и воды в нем, а также его высокая летучесть. Это приводит к значительным потерям дорогого органического реагента и требует принятия специальных мер для уменьшения этих потерь и очистки водных растворов от присутствия органических веществ. Все это вызывает существенное удорожание технологического процесса.A known method of extraction extraction and separation of tantalum and niobium from acidic solutions by extraction with methyl isobutyl ketone (MIBK) [Zelikman AN, Korshunov BG Metallurgy of rare metals. - M .: Metallgia, 1991. - 432 p.]. The disadvantage of this method is the relatively high solubility of the extractant in the aqueous phase and the water in it, as well as its high volatility. This leads to significant losses of expensive organic reagent and requires special measures to reduce these losses and purify aqueous solutions from the presence of organic substances. All this causes a significant increase in the cost of the process.
Известен способ извлечения тантала и отделения его от ниобия и кислых фторидно-сульфатных растворов экстракцией алифатическими спиртами С7-С9 [Глубоков Ю.М., Травкин В.Ф., Ильин Е.Г. и др. / Цветная металлургия. 2001. №10, с.23-27]. Процесс включает три стадии: экстракцию металлов, промывку органической фазы водой при соотношении объемов органической и водной фаз О:В≥ 20:1, реэкстракцию тантала водой. Недостатком этого способа являются необходимость проведения процесса экстракции при высокой кислотности водной фазы, невысокая степень экстракции тантала и низкая величина коэффициента разделения тантала и ниобия.A known method of extracting tantalum and separating it from niobium and acid fluoride-sulfate solutions by extraction with aliphatic alcohols C 7 -C 9 [Glubokov Yu.M., Travkin VF, Ilyin EG et al. / Non-ferrous metallurgy. 2001. No. 10, pp. 23-27]. The process includes three stages: extraction of metals, washing of the organic phase with water at a ratio of volumes of organic and aqueous phases O: B≥ 20: 1, re-extraction of tantalum with water. The disadvantage of this method is the need for the extraction process at high acidity of the aqueous phase, a low degree of tantalum extraction and a low separation coefficient of tantalum and niobium.
Наиболее близким к предложенному способу по технической сущности и достигаемому результату является способ экстракционного разделения тантала и ниобия с использованием в качестве экстрагента трибутилфосфата [Коровин С.С., Дробот Д.В., Федоров П.И. Редкие и рассеянные элементы. Химия и технология. - М.: МИСИС, 1999. - 464 с.]. Экстракцию проводят из сильнокислых растворов (не менее 8 М H2SO4) в присутствии большого избытка фторид-ионов. Коэффициенты разделения не превышают 100. Сравнение всех параметров экстракции прототипа и предлагаемого способа дано в табл.1-5. Недостатками данного способа являются: высокая кислотность водной фазы (концентрация свободной серной кислоты не менее 300 г/л), относительно невысокая степень извлечения и разделения тантала и ниобия, низкая скорость расслаивания органической и водной фаз и самого процесса экстракции металлов. Это приводит к необходимости использования большого числа экстракционных аппаратов и их размеров и, следовательно, к увеличению затрат при использовании экстракционного процесса.Closest to the proposed method in terms of technical nature and the achieved result is a method for the extraction separation of tantalum and niobium using tributyl phosphate as an extractant [Korovin SS, Drobot DV, Fedorov PI Rare and scattered elements. Chemistry and technology. - M .: MISIS, 1999. - 464 p.]. The extraction is carried out from strongly acidic solutions (at least 8 M H 2 SO 4 ) in the presence of a large excess of fluoride ions. The separation coefficients do not exceed 100. A comparison of all the extraction parameters of the prototype and the proposed method is given in table 1-5. The disadvantages of this method are: high acidity of the aqueous phase (the concentration of free sulfuric acid is at least 300 g / l), a relatively low degree of extraction and separation of tantalum and niobium, a low rate of separation of the organic and aqueous phases and the metal extraction process itself. This leads to the need to use a large number of extraction apparatus and their sizes and, therefore, to increase costs when using the extraction process.
Технической сущностью настоящего изобретения является увеличение степени извлечения тантала в органическую фазу, повышение степени разделения тантала и ниобия, снижение кислотности водной фазы при экстракции, а также увеличение скорости экстракции металлов и скорости расслаивания органической и водной фаз.The technical essence of the present invention is to increase the degree of extraction of tantalum into the organic phase, increase the degree of separation of tantalum and niobium, reduce the acidity of the aqueous phase during extraction, as well as increase the rate of metal extraction and the rate of delamination of the organic and aqueous phases.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе экстракционного разделения тантала и ниобия, включающем извлечение тантала трибутилфосфатом, экстракцию ведут органическим экстрагентом, представляющим собой смесь трибутилфосфата (70-85% об.) и алифатического спирта С7-С9 (30-15% об.).This goal is achieved by the fact that in the known method of extraction separation of tantalum and niobium, including the extraction of tantalum with tributyl phosphate, extraction is carried out with an organic extractant, which is a mixture of tributyl phosphate (70-85% vol.) And aliphatic alcohol C 7 -C 9 (30-15% about.).
Суть предлагаемого способа поясняется следующими примерами.The essence of the proposed method is illustrated by the following examples.
Пример 1. Ведут экстракцию тантала и ниобия из фторидно-сульфатного водного раствора, содержащего 31,0 г/л тантала и 2,3 г/л ниобия. Содержание фторид-ионов не превышает суммарного содержания металлов в стехиометрическом соотношении не более 7:1; содержание серной кислоты меняется в пределах 100-400 г/л. В качестве органической фазы используется смесь 80% об. ТБФ и 20% об. октанола-1, а также 100% об. ТБФ (прототип). Экстракцию проводят при соотношении объемов органической и водной фаз О:В=1:1 и температуре 21° С. Время контакта фаз - 3 мин. В таблице 1 приведены данные по влиянию кислотности водной фазы на извлечение тантала и ниобия в органическую фазу.Example 1. Tantalum and niobium are extracted from a fluoride-sulfate aqueous solution containing 31.0 g / l of tantalum and 2.3 g / l of niobium. The content of fluoride ions does not exceed the total metal content in a stoichiometric ratio of not more than 7: 1; sulfuric acid content varies between 100-400 g / l. A mixture of 80% vol. Is used as the organic phase. TBP and 20% vol. octanol-1, as well as 100% vol. TBP (prototype). Extraction is carried out at a volume ratio of organic and aqueous phases of O: B = 1: 1 and a temperature of 21 ° C. The contact time of the phases is 3 minutes. Table 1 shows data on the effect of the acidity of the aqueous phase on the extraction of tantalum and niobium in the organic phase.
Влияние кислотности водной фазы на извлечение тантала и ниобия.Table 1
The effect of the acidity of the aqueous phase on the extraction of tantalum and niobium.
Из приведенных в табл.1 данных видно, что при использовании в качестве экстрагента смеси ТБФ и алифатического спирта C7-С9 извлечение металлов значительно выше, чем для ТБФ, при содержании серной кислоты более 250 г/л.From the data given in Table 1, it can be seen that when using a mixture of TBP and aliphatic alcohol C 7 -C 9 as an extractant, the extraction of metals is much higher than for TBP, with a sulfuric acid content of more than 250 g / l.
Пример 2. Ведут экстракцию тантала и ниобия из фторидно-сульфатного водного раствора, содержащего 31,0 г/л тантала и 2,3 г/л ниобия. Концентрация свободной серной кислоты - 300 г/л, а связанного с металлами фторид-иона - 23,2 г/л, что соответствует стехиометрическому соотношению металл:фторид-ион - 1:7. Органическая фаза - смесь трибутилфосфата и октанола-1 с различным соотношением между собой. Экстракцию проводят при соотношении органической и водной фаз О:В=1:1 и температуре 20,6° С. Время контакта фаз - 5 мин. В таблице 2 приведены данные по влиянию состава органической фазы на разделение тантала и ниобия.Example 2. The extraction of tantalum and niobium from a fluoride-sulfate aqueous solution containing 31.0 g / l of tantalum and 2.3 g / l of niobium. The concentration of free sulfuric acid is 300 g / l, and the fluoride ion associated with metals is 23.2 g / l, which corresponds to a metal: fluoride-ion stoichiometric ratio of 1: 7. The organic phase is a mixture of tributyl phosphate and octanol-1 with different ratios. Extraction is carried out at a ratio of organic and aqueous phases O: B = 1: 1 and a temperature of 20.6 ° C. The contact time of the phases is 5 minutes. Table 2 shows data on the effect of the composition of the organic phase on the separation of tantalum and niobium.
Влияние состава органической фазы на извлечение и разделение тантала и ниобияtable 2
The effect of the composition of the organic phase on the extraction and separation of tantalum and niobium
Приведенные результаты указывают на то, что высокое извлечение тантала и его отделение от ниобия достигается в интервале концентраций ТБФ и алифатического спирта: 70-85% об. ТБФ и 30-15% об. спирта.The above results indicate that a high extraction of tantalum and its separation from niobium is achieved in the concentration range of TBP and aliphatic alcohol: 70-85% vol. TBP and 30-15% vol. alcohol.
Пример 3. Процесс экстракционного разделения тантала и ниобия ведут при различном времени контакта фаз. Состав органической фазы приведен в примере 2. Экстракцию проводят при соотношении органической и водной фаз О:В=1:1 и температуре 20,9° С. В таблице 3 приведены данные по влиянию времени контакта фаз на экстракцию тантала и ниобия.Example 3. The process of extraction separation of tantalum and niobium is carried out at different phase contact times. The composition of the organic phase is shown in Example 2. Extraction is carried out at a ratio of organic and aqueous phases of O: B = 1: 1 and a temperature of 20.9 ° C. Table 3 shows the data on the influence of the phase contact time on the extraction of tantalum and niobium.
Влияние времени контакта фаз на экстракцию тантала и ниобияTable 3
Effect of phase contact time on tantalum and niobium extraction
Из приведенных в табл.3 данных следует, что при экстракции органическим растворителем, содержащим смесь 80%об. ТБФ и 20%об. октанола-1, для достижения величины коэффициентов распределения тантала и ниобия, близкой к равновесным, достаточно 3-4 мин контакта фаз, в то время как при использовании 100% необходимо не менее 10 мин.From the data given in table 3 it follows that during extraction with an organic solvent containing a mixture of 80% vol. TBP and 20% vol. octanol-1, to achieve the distribution coefficients of tantalum and niobium close to equilibrium, 3-4 minutes of phase contact are sufficient, while when using 100%, at least 10 minutes are necessary.
Пример 4. Экстракцию тантала и ниобия ведут в соответствии с условиями примера 3. В случае использования в качестве органической фазы раствора 80% об. ТБФ и 20% об. октанола-1 максимальная производительность по сумме потоков органической и водной фаз достигает 5,3 м3/м2· час. В тоже время при использовании в качестве органической фазы неразбавленного ТБФ максимальная производительность по сумме фаз составляет 2,1 м3/м2· час. Таким образом, использование в качестве экстрагента смеси ТБФ и спирта позволяет повысить скорость расслаивания фаз, а значит, и производительность экстракционного оборудования.Example 4. The extraction of tantalum and niobium is carried out in accordance with the conditions of example 3. In the case of using as an organic phase a solution of 80% vol. TBP and 20% vol. octanol-1 maximum productivity by the sum of the flows of the organic and aqueous phases reaches 5.3 m 3 / m 2 · hour. At the same time, when undiluted TBP is used as the organic phase, the maximum productivity by the sum of the phases is 2.1 m 3 / m 2 · h. Thus, the use of a mixture of TBP and alcohol as an extractant makes it possible to increase the rate of phase separation, and, therefore, the productivity of extraction equipment.
Пример 5. Процесс экстракционного разделения тантала и ниобия ведут в соответствии с условиями примера 1. В качестве органической фазы используют трибутилфосфат (80% об.) с добавкой 20% об. алифатических спиртов (ROH, где R: С6 - гексанол, С7 - гептанол, C8 - октанол-2, С9 - нонанол и С10 - деканол). В таблице 4 приведены данные по влиянию природы спирта на эффективность разделения тантала и ниобия.Example 5. The process of extraction separation of tantalum and niobium is carried out in accordance with the conditions of example 1. As the organic phase, tributyl phosphate (80% vol.) With the addition of 20% vol. aliphatic alcohols (ROH, where R: C 6 is hexanol, C 7 is heptanol, C 8 is octanol-2, C 9 is nonanol and C 10 is decanol). Table 4 shows data on the influence of the nature of alcohol on the separation efficiency of tantalum and niobium.
Влияние природы спирта на эффективность разделения тантала и ниобияTable 4
The effect of the nature of alcohol on the separation efficiency of tantalum and niobium
Из приведенных в таблице 4 данных видно, что наиболее эффективно использование в качестве добавки спиртов с длиной радикала в алифатической цепи C7-С9. Кроме того, использование гексанола (R - С6) приводит к большим его потерям из-за достаточно высокой растворимости в водной фазе. При использовании деканола (R - С10) наблюдается резкое ухудшение процесса расслаивания органической и водной фаз.From the data given in table 4, it is seen that the most effective use as an additive is alcohols with a radical length in the aliphatic chain of C 7 -C 9 . In addition, the use of hexanol (R - C 6 ) leads to its large losses due to the sufficiently high solubility in the aqueous phase. When using decanol (R - C 10 ), a sharp deterioration in the process of delamination of the organic and aqueous phases is observed.
Пример 6. Из фторидно-сульфатного водного раствора проводят разделение экстрагентом, содержащим 80% об. ТБФ и 20% об. октанола-1. Состав исходной водной фазы (г/л): тантал - 30,5; ниобий - 7,8; серная кислота - 253; фторид-ион - 39. Экстракцию ведут при соотношении объемов органической и водной фаз О:В=1,2:1. Промывку равновесной органической фазы и реэкстракцию проводят водой при различном соотношении органической и водной фаз. Промывные воды объединяются с исходной водной фазой и направляются на экстракцию. Условия процесса и полученные экспериментальные дынные приведены в таблице 5.Example 6. From a fluoride-sulfate aqueous solution, separation is carried out with an extractant containing 80% vol. TBP and 20% vol. octanol-1. The composition of the initial aqueous phase (g / l): tantalum - 30.5; niobium - 7.8; sulfuric acid - 253; fluoride ion - 39. Extraction is carried out with a volume ratio of organic and aqueous phases O: B = 1.2: 1. Washing the equilibrium organic phase and stripping is carried out with water at different ratios of organic and aqueous phases. Wash water is combined with the initial aqueous phase and sent for extraction. The process conditions and the obtained experimental melon are given in table 5.
Основные показатели процесса разделения тантала и ниобияTable 5
The main indicators of the process of separation of tantalum and niobium
Приведенный пример показывает, что общее извлечение тантала, а также коэффициент разделения тантала и ниобия по заявленному способу выше, чем по способу-прототипу. При этом операции промывки органической фазы и реэкстракции могут проводиться водой, в то время как в случае использования в качестве органической фазы неразбавленного ТБФ (прототип) для интенсификации процесса расслаивания фаз используют водные растворы реагентов (серная кислота, фторид аммония).The above example shows that the total extraction of tantalum, as well as the separation coefficient of tantalum and niobium in the claimed method is higher than in the prototype method. At the same time, washing the organic phase and stripping can be carried out with water, while in the case of using undiluted TBP as the organic phase (prototype), aqueous solutions of reagents (sulfuric acid, ammonium fluoride) are used to intensify the process of phase separation.
Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет повысить извлечение тантала, а также степень экстракционного разделения тантала и ниобия. Кроме того, предлагаемый процесс позволяет проводить экстракцию из менее кислых растворов (200-250 г/л серной кислоты), что приводит к снижению затрат на реагенты. Наконец эффективность процесса экстракции повышается за счет снижения затрат на экстракционное оборудование вследствие уменьшения времени контакта фаз и увеличения скорости расслаивания водной и органической фаз, которая составляет 5,3 м3/м2· час для предлагаемого способа и 2,1 м3/м2· час для прототипа.Thus, the use of the proposed method allows to increase the extraction of tantalum, as well as the degree of extraction separation of tantalum and niobium. In addition, the proposed process allows extraction from less acidic solutions (200-250 g / l sulfuric acid), which leads to lower costs for reagents. Finally, the efficiency of the extraction process is increased by reducing the cost of extraction equipment due to a decrease in the phase contact time and an increase in the rate of delamination of the aqueous and organic phases, which is 5.3 m 3 / m 2 · hour for the proposed method and 2.1 m 3 / m 2 · Hour for the prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003118980/15A RU2245305C1 (en) | 2003-06-27 | 2003-06-27 | Method for extractive separation of tantalum and niobium from hydrofluoride-sulfate acidic solutions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003118980/15A RU2245305C1 (en) | 2003-06-27 | 2003-06-27 | Method for extractive separation of tantalum and niobium from hydrofluoride-sulfate acidic solutions |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003118980A RU2003118980A (en) | 2004-12-27 |
RU2245305C1 true RU2245305C1 (en) | 2005-01-27 |
Family
ID=35138988
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003118980/15A RU2245305C1 (en) | 2003-06-27 | 2003-06-27 | Method for extractive separation of tantalum and niobium from hydrofluoride-sulfate acidic solutions |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2245305C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2670232C2 (en) * | 2016-10-12 | 2018-10-19 | Акционерное общество "Ангарский электролизный химический комбинат" | Method for separation of niobium and tantalum |
-
2003
- 2003-06-27 RU RU2003118980/15A patent/RU2245305C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
КОРОВИН С.С. и др. Редкие и рассеянные элементы. Химия и технология. Москва, МИСИС, 1999, с.348-351. * |
МАЙОРОВ В.Г. и др. Экстракция тантала (V) и ниобия (V) октанолом из фторидных и фторидно-сернокислых растворов, Журнал прикладной химии, 2001, т.74, вып.3, с.357-360. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2670232C2 (en) * | 2016-10-12 | 2018-10-19 | Акционерное общество "Ангарский электролизный химический комбинат" | Method for separation of niobium and tantalum |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3751553A (en) | Process for separating yttrium values from the lanthanides | |
CA1187706A (en) | Process for separating germanium from an aqueous solution | |
RU2640479C2 (en) | Method of extracting rare earth metals from wet-process phosphoric acid when processing apatite concentrates | |
US2962372A (en) | Columbium and tantalum separation | |
Randazzo et al. | Recovery of zinc from spent pickling solutions by liquid-liquid extraction using TBP | |
RU2670232C2 (en) | Method for separation of niobium and tantalum | |
US3883634A (en) | Liquid-liquid extraction of germanium from aqueous solution using hydroxy-oximes | |
RU2245305C1 (en) | Method for extractive separation of tantalum and niobium from hydrofluoride-sulfate acidic solutions | |
RU2747574C2 (en) | Method of separation of heavy rem (yttrium, ytterbium, erbium and dysprosium) during extraction thereof from phosphatic solutions | |
RU2269582C1 (en) | Method for extraction separation of tantalum and niobium from acid fluoride-sulfate solution | |
US2937925A (en) | Solvent extraction process for uranium from chloride solutions | |
RU2518619C2 (en) | Method of separating gadolinium by extraction with phosphoroorganic compounds | |
RU2713766C1 (en) | Method of separating yttrium and ytterbium from titanium impurities | |
RU2697128C1 (en) | Method of separating rare-earth metals of yttrium and ytterbium from iron (3+) impurities | |
RU2090632C1 (en) | Method of palladium extraction from acid aqueous solutions | |
RU2211871C1 (en) | Method of processing loparite concentrate | |
Mukhachev et al. | Physical and chemical foundations of the extraction refining of natural uranium | |
RU2049133C1 (en) | Method of extraction of rare-earth metals from their mixtures | |
RU2611001C1 (en) | Extraction separation of scandium and thorium | |
US4405566A (en) | Removal of uranium from sulphate solutions containing molybdenum | |
RU2623570C1 (en) | Method of processing of the tantalone-biobase concentrate | |
AMIN | REMOVAL OF IRON FROM SYNERGISTIC DI-2-ETHYLHEXYL PHOSPHORIC ACID AND TRI BUTYL PHOSPHATE ORGANIC SOLVENT LOADED WITH URANIUM FROM SULFATE LEACH | |
RU2582404C1 (en) | Method of cleaning scandium from zirconium, thorium and iron | |
Shigetomi et al. | Fundamental study on separation of uranium from other metals by solvent extraction with tributylphosphate or tributylphosphine oxide in molten naphthalene | |
SU1752805A1 (en) | Method of arsenic extraction from copper refining electrolyte |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090628 |