RU2590550C2 - Способ извлечения скандия из хлоридных растворов - Google Patents
Способ извлечения скандия из хлоридных растворов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2590550C2 RU2590550C2 RU2014147162/05A RU2014147162A RU2590550C2 RU 2590550 C2 RU2590550 C2 RU 2590550C2 RU 2014147162/05 A RU2014147162/05 A RU 2014147162/05A RU 2014147162 A RU2014147162 A RU 2014147162A RU 2590550 C2 RU2590550 C2 RU 2590550C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- scandium
- extraction
- chloride
- solutions
- tributyl phosphate
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано в гидрометаллургии редких металлов и предназначено для извлечения скандия из хлоридных растворов. Для осуществления способа в качестве экстрагента скандия используют смесь трибутилфосфата с элементным йодом, взятым в количестве 12,5-76 г/л, реэкстрагируют металл водой. Извлечение хлоридных солей скандия достигается за счет образования гидрофобных комплексных анионов, входящих в состав экстрагируемых соединений. Специфика взаимодействия хлоридов скандия с элементным йодом обеспечивает высокую селективность извлечения скандия из хлоридных растворов сложного состава при низких реагентных затратах. В этом процессе элементный йод постоянно находится в органической фазе и его потери с водными растворами незначительны. Способ обеспечивает упрощение процесса извлечения и очистки скандия и снижение расхода реагентов. 1 з.п. ф-лы, 4 табл., 5 пр.
Description
Предлагаемое изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов и предназначено для извлечения и очистки скандия из хлоридных растворов.
Скандий относится к редким и рассеянным элементам, не имеющим собственных руд. Он сопутствует в небольших количествах другим цветным и редким металлам. Для его извлечения нередко используют солянокислое выщелачивание. В этом случае в раствор переходят наряду со скандием большие количества других металлов. Малые концентрации скандия на фоне высоких содержаний других металлов существенно затрудняют извлечение и очистку этого ценного металла, обусловливают большие реагентные затраты на технологический процесс. В этой связи, задачей данного изобретения является разработка высокоселективного экстрагента для извлечения скандия из хлоридных растворов и последующей очистки.
Известны различные способы извлечения скандия из растворов.
Большой глубины извлечения можно достичь экстракцией скандия ди(2-этилгексил)фосфорной кислотой [Фаворская Л.В., Кошулъко Л.П., Преснецова B.А. / Технология минерального сырья. - Алма-Ата: Каз. ИМС, 1975. - Вып. 2. - C. 67-72], в том числе, используя этот реагент в составе ТВЭКС-ов [Патент RU 2417267. Способ извлечения скандия из скандийсодержащих растворов, твердый экстрагент (ТВЭКС) для его извлечения и способ получения ТВЭКСа]. Однако, наряду со скандием эффективно извлекается большое количество других элементов. Кроме того, реэкстракция металла значительно затруднена и требует использования дорогостоящей плавиковой кислоты или водорастворимых фторидов.
Хорошо известен способ извлечения скандия трибутилфосфатом, изложенный в ряде работ [Коровин С.С. Глубокое Ю.М. Петров К.И. и др. Взаимодействие хлоридов металлов с фосфорорганическими соединениями. В кн. Химия процессов экстракции. М. Наука, 1972, с. 162 171; Фаворская Л.В., Преснецова В.А., Вайнбергер Г.Н. и др. / Технология минерального сырья. - Алма-Ата: Каз. ИМС, 1972. - Вып. 2. - С. 173-177. и др.]. Недостатком данного процесса являются невысокие коэффициенты распределения скандия и, как следствие, необходимость применения очень высоких концентраций высаливателей для повышения глубины извлечения, а также больших объемов органической фазы по отношению к водной.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является технологический процесс, предложенный Самойловым Ю.М. и Исуповым В.П. [Патент RU 2081831, Способ извлечения скандия из растворов хлорида алюминия]. Авторы работы для повышения глубины (эффективности) извлечения скандия предлагают использовать трибутилфосфат в присутствии HFeCl4 (железо - 30 г/л), с добавкой карбоновой кислоты (10 об.). При этом также хорошо экстрагируется литий, если он присутствует в исходном растворе.
Недостатком способа является проблема сохранения в экстракционной системе HFeCl4. Эта комплексная кислота разрушается в нейтральных (слабокислых средах) и перераспределяется между водной и органической фазах, что усложняет проведение процесса и делает невозможным проведение реэкстракции скандия водой без практически полного уноса хлоридов железа с реэкстрактом.
Задачами заявляемого изобретения является упрощение процесса извлечения и очистки скандия при экстракции металла из хлоридных сред и снижение расхода реагентов.
Технический результат достигается тем, что в качестве экстрагента скандия из хлоридных растворов используют смесь трибутилфосфата с элементным йодом. Повышение извлечения хлоридных солей металлов достигается за счет образования гидрофобных комплексных анионов [ClI2]-, входящих в состав экстрагируемых соединений. Специфика взаимодействия хлоридов металлов с элементным йодом обеспечивает высокую селективность процесса для хлорида скандия, экстракция которого в этой системе описывается межфазной реакцией (1).
Поскольку в органическую фазу извлекается нейтральная соль (хлорид скандия), извлечение скандия увеличивается с ростом концентрации хлоридов слабо экстрагируемых металлов. В отсутствии высаливателя, реэкстракция хлорида скандия может быть осуществлена водой. В совокупности эти факторы обеспечивают возможности глубокого извлечения скандия из хлоридных растворов сложного состава при низких реагентных затратах. В этом процессе элементный йод постоянно находится в органической фазе и его потери с водными растворами незначительны.
Разрабатываемый способ подтвержден примерами.
Пример 1. Хлоридный раствор, содержащий 2,52 г/л скандия и 3,9 моль/л хлорида натрия, контактируют с 80% растворами трибутилфосфата в керосине с добавками элементного йода в количестве 12,5-76 г/л при различных концентрациях и равных соотношениях объемов фаз (о:в=1:1). После разделения фаз водной и органической растворы анализируют на содержание скандия. Результаты приведены в таблице 1.
Полученные данные показывают, что добавки в органическую фазу элементного йода приводят к росту коэффициентов распределения скандия по сравнению с трибутилфосфатом без йода более чем на 3 порядка.
Пример 2. Скандий содержащие водные растворы при различных концентрациях хлорид-иона (хлорида магния) контактируют с 80% раствором трибутилфосфата в керосине с добавкой 50 г/л элементного йода (0,2 моль/л) при о:в=1:1 и оценивают данные распределения скандия. Результаты эксперимента приведены в таблице 2.
Приведенные данные свидетельствуют, что хлорид-ион является эффективным высаливателем скандия.
Пример 3. Хлоридный раствор, содержащий приблизительно по 0,001 моль/л хлоридов различных элементов и 4,5 моль/л хлорида аммония, контактируют с 80% раствором трибутилфосфата в керосине с добавкой 76 г/л элементного йода (0,3 моль/л) при о:в=1:1. Затем оценивают межфазное распределение элементов. Результаты эксперимента в виде коэффициентов распределения металлов (CMn+(о)/CMn+(в)) и коэффициентов разделения скандий/металл (βSc3+/Mn+=DSc3+/DMn+) приведены в таблице 3.
По данным таблицы 3 видно, что лучше скандия экстрагируется лишь железо(3+). Однако предварительное восстановление катионов железа(3+) до железа(2+) устраняет мешающее влияние этого металла при экстракции скандия из железосодержащих растворов.
Пример 4. Хлоридный раствор, содержащий 2,52 г/л скандия и 6 г-экв/л хлорид-иона (высаливатель- хлорид магния), контактируют с 80% раствором трибутилфосфата в керосине с добавкой 50 г/л элементного йода при о:в = 1:1, затем экстракт (органическую фазу) отделяют и обрабатывают водой также при равных отношениях объемов фаз. Затем реэкстрагируют металл водой. По данным анализа концентрация скандия в органической фазе после экстракции составила 0,25 г/л, а после реэкстракции водой - около 0,02 г/л. Таким образом, глубина реэкстракции металла водой составила более 92% за 1 контакт.
Пример 5. Хлоридный раствор, содержащий 0,45 г/л скандия и 7 г-экв/л хлорид-иона (высаливатель- хлорид магния), контактируют с растворами трибутилфосфата в керосине с различными концентрациями в присутствии 25 г/л элементного йода, затем экстракт (органическую фазу) отделяют и обрабатывают водой также при равных отношениях объемов фаз. После разделения фаз водной и органической растворы анализируют на содержание скандия. Результаты приведены в таблице 4.
Приведенные выше примеры показывают, что добавление в органические растворы трибутилфосфата элементного йода в количестве 12,5-76 г/л повышает коэффициенты распределения скандия более чем на 3 порядка (пример 1). Причем этот эффект особенно заметен для хлорида скандия, что обеспечивает ему наиболее высокие коэффициенты распределения и селективность (пример 3). Исключение составляет хлорид железа(3+). Для устранения мешающего влияния железа при экстракции скандия из железосодержащих растворов катионы железа(3+) предварительно восстанавливают до железа(2+) (пример 3). Глубокое извлечение хлорида скандия из водных растворов достигается при концентрациях хлорид-иона выше 4 г-экв/л (пример 2). Реэкстрагируют металл водой (пример 4). Величина коэффициентов распределения скандия сохраняется высокой, вплоть до низких содержаний) трибутилфосфата в органической фазе (пример 5).
Claims (2)
1. Способ извлечения скандия экстракцией из хлоридных растворов с использованием трибутилфосфата в качестве компонента органической фазы, отличающийся тем, что процесс проводят смесями трибутилфосфата с элементным йодом, взятом в количестве 12,5-76 г/л, а реэкстрагируют металл водой.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при экстракции скандия из железосодержащих растворов катионы железа(3+) предварительно восстанавливают до железа(2+).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014147162/05A RU2590550C2 (ru) | 2014-11-24 | 2014-11-24 | Способ извлечения скандия из хлоридных растворов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014147162/05A RU2590550C2 (ru) | 2014-11-24 | 2014-11-24 | Способ извлечения скандия из хлоридных растворов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014147162A RU2014147162A (ru) | 2016-06-10 |
RU2590550C2 true RU2590550C2 (ru) | 2016-07-10 |
Family
ID=56114961
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014147162/05A RU2590550C2 (ru) | 2014-11-24 | 2014-11-24 | Способ извлечения скандия из хлоридных растворов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2590550C2 (ru) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2624314C1 (ru) * | 2016-06-22 | 2017-07-03 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ СО РАН, КНЦ СО РАН) | Способ извлечения скандия из хлоридных растворов |
RU2685833C1 (ru) * | 2018-10-19 | 2019-04-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "Русредмет" (ООО "НПК "Русредмет") | Способ извлечения концентрата скандия из скандийсодержащих кислых растворов |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1589156A1 (ru) * | 1988-11-23 | 1990-08-30 | Ташкентский Государственный Университет Им.В.И.Ленина | Способ определени сканди |
US5492680A (en) * | 1994-08-04 | 1996-02-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior | Separation of scandium from tantalum residue using fractional liquid-liquid extraction |
RU2081831C1 (ru) * | 1993-11-29 | 1997-06-20 | Институт химии твердого тела и переработки минерального сырья СО РАН | Способ извлечения скандия из растворов хлорида алюминия |
RU2417267C1 (ru) * | 2009-09-17 | 2011-04-27 | Закрытое акционерное общество "Далур" | СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СКАНДИЯ ИЗ СКАНДИЙСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ, ТВЕРДЫЙ ЭКСТРАГЕНТ (ТВЭКС) ДЛЯ ЕГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТВЭКСа |
CN102071317A (zh) * | 2011-01-27 | 2011-05-25 | 太原理工大学 | 一种从赤泥盐酸浸出液中萃取钪时使用的复合萃取剂 |
-
2014
- 2014-11-24 RU RU2014147162/05A patent/RU2590550C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1589156A1 (ru) * | 1988-11-23 | 1990-08-30 | Ташкентский Государственный Университет Им.В.И.Ленина | Способ определени сканди |
RU2081831C1 (ru) * | 1993-11-29 | 1997-06-20 | Институт химии твердого тела и переработки минерального сырья СО РАН | Способ извлечения скандия из растворов хлорида алюминия |
US5492680A (en) * | 1994-08-04 | 1996-02-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior | Separation of scandium from tantalum residue using fractional liquid-liquid extraction |
RU2417267C1 (ru) * | 2009-09-17 | 2011-04-27 | Закрытое акционерное общество "Далур" | СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СКАНДИЯ ИЗ СКАНДИЙСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ, ТВЕРДЫЙ ЭКСТРАГЕНТ (ТВЭКС) ДЛЯ ЕГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТВЭКСа |
CN102071317A (zh) * | 2011-01-27 | 2011-05-25 | 太原理工大学 | 一种从赤泥盐酸浸出液中萃取钪时使用的复合萃取剂 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014147162A (ru) | 2016-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Xiang et al. | Extraction of lithium from salt lake brine containing borate anion and high concentration of magnesium | |
US9896743B2 (en) | Method for re-extraction of rare-earth metals from organic solutions and preparing concentrate of rare-earth metals | |
RU2014141795A (ru) | Способ извлечения редкоземельных элементов и редких металлов | |
Panda et al. | Solvent extraction of neodymium (III) from acidic nitrate medium using Cyanex 921 in kerosene | |
JP6194867B2 (ja) | 抽出分離方法 | |
US10260127B2 (en) | Method for recovering scandium values from leach solutions | |
JP2015516507A5 (ru) | ||
Wannachod et al. | Mass transfer and selective separation of neodymium ions via a hollow fiber supported liquid membrane using PC88A as extractant | |
Belova et al. | Extraction of rare earth metals, uranium, and thorium from nitrate solutions by binary extractants | |
RU2590550C2 (ru) | Способ извлечения скандия из хлоридных растворов | |
RU2640479C2 (ru) | Способ извлечения и разделения редкоземельных металлов при переработке апатитового концентрата | |
Mishra et al. | Application of bifunctional ionic liquids for extraction and separation of Eu3+ from chloride medium | |
WO2016209178A1 (en) | Recovering scandium and derivatives thereof from a leach solution loaded with metals obtained as a result of leaching lateritic ores comprising nickel, cobalt and scandium, and secondary sources comprising scandium | |
El-Nadi et al. | Removal of iron from Cr-electroplating solution by extraction with di (2-ethylhexyl) phosphoric acid in kerosene | |
RU2602112C1 (ru) | Способ извлечения лантана(iii) из растворов солей | |
RU2610500C1 (ru) | Способ очистки сульфатных цинковых растворов от хлорид-иона | |
RU2604287C1 (ru) | Способ селективной экстракции ионов золота и серебра из солянокислых растворов трибутилфосфатом | |
RU2584626C1 (ru) | Способ извлечения гольмия (iii) из растворов солей | |
RU2624314C1 (ru) | Способ извлечения скандия из хлоридных растворов | |
RU2587449C1 (ru) | Способ очистки сернокислых или азотнокислых растворов от хлорид-иона | |
RU2697128C1 (ru) | Способ разделения редкоземельных металлов иттрия и иттербия от примесей железа (3+) | |
RU2586168C1 (ru) | Способ отделения галлия от алюминия | |
Chekmarev et al. | Extractant selection for copper (II) ion extraction | |
Conradie et al. | The separation of zirconium and hafnium from (NH4) 3Zr (Hf) F7 using amine-based extractants | |
RU2645990C1 (ru) | Экстракционная смесь для выделения америция и европия из карбонатно-щелочных растворов |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201125 |