RU2626206C1 - Способ выделения скандия из концентратов редкоземельных элементов - Google Patents

Способ выделения скандия из концентратов редкоземельных элементов Download PDF

Info

Publication number
RU2626206C1
RU2626206C1 RU2016137815A RU2016137815A RU2626206C1 RU 2626206 C1 RU2626206 C1 RU 2626206C1 RU 2016137815 A RU2016137815 A RU 2016137815A RU 2016137815 A RU2016137815 A RU 2016137815A RU 2626206 C1 RU2626206 C1 RU 2626206C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
scandium
ree
extraction
mol
rare
Prior art date
Application number
RU2016137815A
Other languages
English (en)
Inventor
Галина Валерьевна Костикова
Ольга Геннадьевна Краснова
Аслан Юсупович Цивадзе
Валерий Иванович Жилов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ 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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН)
Priority to RU2016137815A priority Critical patent/RU2626206C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2626206C1 publication Critical patent/RU2626206C1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B59/00—Obtaining rare earth metals
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области металлургии редких металлов и может быть использовано в технологии селективного извлечения скандия из концентратов редкоземельных элементов (РЗЭ). Способ выделения скандия из концентрата редкоземельных элементов в виде водного раствора включает контактирование водного раствора, содержащего нитрат скандия, нитраты РЗЭ, трихлорацетат лития с концентрацией 1,0-2,0 моль/л с экстрагентом в течение 3 минут. В качестве экстрагента используют раствор бензо-15-краун-5 в хлороформе и экстракционный процесс проводят при рН 3,0-5,0. Техническим результатом является повышение коэффициентов разделения металлов и возможность проведения процесса селективного извлечения скандия из нейтральных концентрированных растворов нитратов РЗЭ перед проведением процессов их группового разделения по стандартной технологической схеме. 1 з.п. ф-лы, 4 пр.

Description

Изобретение относится к области металлургии редких металлов и может быть использовано в технологии селективного извлечения скандия из концентратов редкоземельных элементов (РЗЭ).
Известен способ разделения скандия и РЗЭ экстракцией ТиАФ из солянокислых растворов [Г.В. Костикова, Н.А. Данилов, Ю.С. Крылов, Г.В. Корпусов, Е.В. Сальникова. Исследование экстракции скандия триизоамилфосфатом из различных сред. Сообщение 2. Экстракция скандия из хлорнокислых и солянокислых растворов. - Радиохимия. 2006, т. 48, №2, с. 164-167].
Недостатком данного способа является то, что высокие величины коэффициентов разделения скандия и РЗЭ наблюдаются только при концентрации соляной кислоты в водной фазе более 5 М, что создает трудности при проведении процессов разделения, не позволяет использовать аппаратуру из нержавеющей стали, приводит к ухудшению условий труда и экологической вредности производства.
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ экстракционного разделения скандия и РЗЭ при экстракции бензо-15-краун-5 из пикратных растворов [Z.X. Zhou, C.X. Du, Z.H. Zhou, K.B. Yu, Z.Y. Zhou Solvent extraction of scandium picrate by crown ether and crystal structure of complex between picrate and benzo-15-crown-5. - International solvent extraction conference ISEC'88, Moscow, USSR, July 18-24, 1988. Moscow: Nauka, 1988. Conference Papers, v. 1, p. 183-186.]
Недостатком этого способа является то, что даже для низких концентраций металлов в исходном водном растворе (20 мг/л по Sc2O3) коэффициенты распределения скандия не превышают 10, а коэффициенты разделения составляют для скандия и эрбия - 11, для скандия и иттербия - 8, 9 и для скандия и иттрия - 12, 9, что недостаточно для проведения эффективного процесса разделения.
Техническим результатом изобретения является повышение коэффициентов распределения скандия и увеличение коэффициентов разделения скандия и РЗЭ при экстракции весовых количеств рассматриваемых элементов, а также возможность проведения процесса селективного извлечения скандия из нейтральных концентрированных растворов нитратов РЗЭ методом полупротивотока с неподвижной органической фазой при большом соотношении потоков фаз (В : О > 10:1) перед проведением процессов их группового разделения по стандартной технологической схеме.
Данный технический результат достигается за счет проведения в течение 3 минут экстракции из водного раствора, содержащего нитрат скандия, нитраты РЗЭ и трихлорацетат лития с концентрацией 1,0-2,0 моль/л. В качестве экстрагента используют раствор 1 моль/л бензо-15-краун-5 в хлороформе и экстракционный процесс проводят при рН 3,0-5,0.
При концентрации трихлорацетата лития в водном растворе менее 1,0 моль/л происходит уменьшение коэффициентов распределения скандия (DSc) и соответственно коэффициентов разделения скандия и РЗЭ (βSc/РЗЭ) в связи с уменьшением концентрации трихлорацетата аниона в водном растворе.
При концентрации трихлорацетата лития в водном растворе более 2,0 моль/л происходит увеличение вязкости водного раствора, ухудшается процесс расслаивания фаз и увеличивается вероятность их инверсии.
При проведении процесса экстракционного разделения при значениях рН меньше 3,0 уменьшаются величины коэффициентов распределения скандия (DSc) и разделения скандия и РЗЭ (βSc/РЗЭ) за счет частичного перехода свободной трихлоруксусной кислоты в органическую фазу.
При значениях рН более 5,0 возможен частичный гидролиз скандия и РЗЭ в водном растворе и образование осадков в экстракционной системе.
Примеры, иллюстрирующие изобретение.
Пример 1.
Водный раствор, содержащий 0,11 моль/л Sc(NO3)3, 0,91 моль/л ΣLn(NO3)3 (содержание индивидуальных РЗЭ, %: La2O3 - 23,53; CeO2 - 42,68; Pr6O11 - 4,14; Nd2O3 - 16,72; Sm2O3 - 2,46; Eu2O3 - 0,79; Gd2O3 - 1,67; Dy2O3 - 0,83; Er2O3 - 0,57; Yb2O3 - 0,24; Y2O3 - 6,37) и 1,0 моль/л трихлорацетата лития приводится в контакт с раствором 1 моль/л бензо-15-краун-5 в хлороформе. Время экстракции 3 минуты, рН при проведении процесса экстракции 3,5. При этом коэффициенты распределения скандия и ΣРЗЭ равны: DSc=6,85, DΣРЗЭ=0,058, а коэффициент разделения βSc/ΣРЗЭ=118.
Пример 2.
Водный раствор, содержащий 0,11 моль/л Sc(NO3)3, 0,91 моль/л ΣLn(NO3)3 (содержание индивидуальных РЗЭ, %: La2O3 - 23,53; CeO2 - 42,68; Pr6O11 - 4,14; Nd2O3 - 16,72; Sm2O3 - 2,46; Eu2O3 - 0,79; Gd2O3 - 1,67; Dy2O3 - 0,83; Er2O3 - 0,57; Yb2O3 - 0,24; Y2O3 - 6,37) и 1,5 моль/л трихлорацетата лития приводится в контакт с раствором 1 моль/л бензо-15-краун-5 в хлороформе. Время экстракции 3 минуты, рН при проведении процесса экстракции 3,5. При этом коэффициенты распределения скандия и ΣРЗЭ равны: DSc=33,5, DΣРЗЭ=0,076, а коэффициент разделения βSc/ΣРЗЭ=440.
Пример. 3.
Водный раствор, содержащий 0,11 моль/л Sc(NO3)3, 0,91 моль/л ΣLn(NO3)3 (содержание индивидуальных РЗЭ, %: La2O3 - 23,53; CeO2 - 42,68; Pr6O11 - 4,14; Nd2O3 - 16,72; Sm2O3 - 2,46; Eu2O3 - 0,79; Gd2O3 - 1,67; Dy2O3 - 0,83; Er2O3 - 0,57; Yb2O3 - 0,24; Y2O3 - 6,37) и 2,0 моль/л трихлорацетата лития приводится в контакт с раствором 1 моль/л бензо-15-краун-5 в хлороформе. Время экстракции 3 минуты, рН при проведении процесса экстракции 3,5. При этом коэффициенты распределения скандия и ΣРЗЭ равны: DSc=80,2, DΣРЗЭ=0,105, а коэффициент разделения βSc/ΣРЗЭ=763.
Пример 4.
Водный раствор, содержащий 0,11 моль/л Sc(NO3)3, 0,91 моль/л ΣLn(NO3)3 (содержание индивидуальных РЗЭ, %: La2O3 - 23,53; CeO2 - 42,68; Pr6O11 - 4,14; Nd2O3 - 16,72; Sm2O3 - 2,46; Eu2O3 - 0,79; Gd2O3 - 1,67; Dy2O3 - 0,83; Er2O3 - 0,57; Yb2O3 - 0,24; Y2O3 - 6,37) и 1,5 моль/л трихлорацетата лития приводится в контакт с раствором 1 моль/л бензо-15-краун-5 в хлороформе. Время экстракции 3 минуты, рН при проведении процесса экстракции 4,5. При этом коэффициенты распределения скандия и ΣРЗЭ равны: DSc=40,5, DΣРЗЭ=0,075, а коэффициент разделения βSc/ΣРЗЭ=540.
Как видно во всех приведенных примерах коэффициенты разделения скандия и РЗЭ существенно выше, чем при экстракции из пикратных растворов, что позволяет методом полупротивотока при большом соотношении потоков фаз (В : О > 10:1) осуществить селективное выделение скандия из концентратов редкоземельных элементов перед проведением процессов их группового разделения, что уменьшает количество проводимых технологических операций, а также увеличивает эффективность и производительность процесса.

Claims (2)

1. Способ выделения скандия из концентрата редкоземельных элементов, включающий экстракцию с помощью бензо-15-краун-5, отличающийся тем, что экстракцию ведут раствором бензо-15-краун-5 в хлороформе из концентрата в виде водного раствора, содержащего нитрат скандия, нитраты редкоземельных элементов и трихлорацетат лития.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что экстракцию проводят при значениях рН 3,0-5,0 и при концентрации трихлорацетата лития 1,0-2,0 моль/л.
RU2016137815A 2016-09-22 2016-09-22 Способ выделения скандия из концентратов редкоземельных элементов RU2626206C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016137815A RU2626206C1 (ru) 2016-09-22 2016-09-22 Способ выделения скандия из концентратов редкоземельных элементов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016137815A RU2626206C1 (ru) 2016-09-22 2016-09-22 Способ выделения скандия из концентратов редкоземельных элементов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2626206C1 true RU2626206C1 (ru) 2017-07-24

Family

ID=59495800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016137815A RU2626206C1 (ru) 2016-09-22 2016-09-22 Способ выделения скандия из концентратов редкоземельных элементов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2626206C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2767924C1 (ru) * 2021-08-12 2022-03-22 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН) Способ селективного извлечения скандия из редкоземельных концентратов

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0043765A1 (fr) * 1980-07-03 1982-01-13 COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE Etablissement de Caractère Scientifique Technique et Industriel Procédé de séparation des actinides et des lanthanides présents à l'état trivalent dans une solution aqueuse acide
US4339416A (en) * 1978-11-28 1982-07-13 Commissariat A L'energie Atomique Uranium recovery process
US4943318A (en) * 1989-02-27 1990-07-24 British Nuclear Fuels Plc Removal of thorium from raffinate
GB2305291A (en) * 1995-09-12 1997-04-02 Doryokuro Kakunenryo A method of separating trivalent actinides and rare earth elements
RU2188157C2 (ru) * 2000-03-27 2002-08-27 Институт химии нефти СО РАН Способ извлечения тория из водных растворов, содержащих редкоземельные металлы
RU2425804C1 (ru) * 2010-02-12 2011-08-10 Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" Способ очистки регенерированного урана
RU2517651C1 (ru) * 2013-05-07 2014-05-27 Александра Валерьевна Ануфриева Способ экстракционной очистки нитратных растворов, содержащих рзм

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4339416A (en) * 1978-11-28 1982-07-13 Commissariat A L'energie Atomique Uranium recovery process
EP0043765A1 (fr) * 1980-07-03 1982-01-13 COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE Etablissement de Caractère Scientifique Technique et Industriel Procédé de séparation des actinides et des lanthanides présents à l'état trivalent dans une solution aqueuse acide
US4943318A (en) * 1989-02-27 1990-07-24 British Nuclear Fuels Plc Removal of thorium from raffinate
GB2305291A (en) * 1995-09-12 1997-04-02 Doryokuro Kakunenryo A method of separating trivalent actinides and rare earth elements
RU2188157C2 (ru) * 2000-03-27 2002-08-27 Институт химии нефти СО РАН Способ извлечения тория из водных растворов, содержащих редкоземельные металлы
RU2425804C1 (ru) * 2010-02-12 2011-08-10 Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" Способ очистки регенерированного урана
RU2517651C1 (ru) * 2013-05-07 2014-05-27 Александра Валерьевна Ануфриева Способ экстракционной очистки нитратных растворов, содержащих рзм

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Z.X. ZhOU, C.X. DU, Z.H. ZhOU, K.B. YU, Z.Y. Zhou Solvent extraction of scandium picrate by crown ether and crystal structure of complex between picrate and benzo-15-crown-5, International solvent extraction conference ISEC¢88, Moscow, USSR, July 18-24, 1988. Moscow: Nauka, 1988. Conference Papers, V. 1, p. 183-186. *
Z.X. ZhOU, C.X. DU, Z.H. ZhOU, K.B. YU, Z.Y. Zhou Solvent extraction of scandium picrate by crown ether and crystal structure of complex between picrate and benzo-15-crown-5, International solvent extraction conference ISEC¢88, Moscow, USSR, July 18-24, 1988. Moscow: Nauka, 1988. Conference Papers, V. 1, p. 183-186. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2767924C1 (ru) * 2021-08-12 2022-03-22 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН) Способ селективного извлечения скандия из редкоземельных концентратов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102618736B (zh) 稀土元素的萃取分离方法
CHANG et al. Study on separation of rare earth elements in complex system
Kulkarni Recovery of uranium (VI) from acidic wastes using tri-n-octylphosphine oxide and sodium carbonate based liquid membranes
CN104894372B (zh) 一种萃取分离三价镧系与三价锕系离子的方法
RU2015134576A (ru) Извлечение металлов из металлических соединений
Yadav et al. NdFeB magnet recycling: Dysprosium recovery by non-dispersive solvent extraction employing hollow fibre membrane contactor
CN108950249B (zh) 一种含钒页岩酸浸液的钒铝分离方法
CN102321800A (zh) 镨钕氧化物的制备方法
RU2626206C1 (ru) Способ выделения скандия из концентратов редкоземельных элементов
De Jong et al. Lanthanum (III) and gadolinium (III) separation by cloud point extraction
US4104358A (en) Selective extraction of yttrium ions
CN109897976B (zh) La-Nd轻稀土预分离三出口萃取分离工艺
RU2426599C2 (ru) Способ извлечения ионов самария и европия ионной флотацией с применением додецилсульфата натрия
WO2022010759A3 (en) Methods for separation and recovery of rare earth elements from aqueous solutions using diglycolamide derivatives
JP2014118598A (ja) 希土類元素の分離方法
Toita et al. Formation of minimal third phase in ionic liquid extraction system with trioctylphosphine oxide and its possible application to extraction concentration
RU2767924C1 (ru) Способ селективного извлечения скандия из редкоземельных концентратов
JP5502178B2 (ja) 銀の回収方法
WO2014118288A1 (fr) Procede d'extraction selective du scandium
RU2518619C2 (ru) Способ выделения гадолиния экстракцией фосфорорганическими соединениями
CN111961849B (zh) 一种萃取分离钪的方法
Zlobina et al. Extractive separation of scandium from rare earth elements
谌纯 et al. Separation and enrichment of vanadium from stone coal acidic leach solution using tertiary amine N235
RU2678651C1 (ru) Способ получения оксида иттербия-176
CN105253866A (zh) 一种去除酮连氮法水合肼中有机物的方法