RU2697128C1 - Способ разделения редкоземельных металлов иттрия и иттербия от примесей железа (3+) - Google Patents
Способ разделения редкоземельных металлов иттрия и иттербия от примесей железа (3+) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2697128C1 RU2697128C1 RU2019107297A RU2019107297A RU2697128C1 RU 2697128 C1 RU2697128 C1 RU 2697128C1 RU 2019107297 A RU2019107297 A RU 2019107297A RU 2019107297 A RU2019107297 A RU 2019107297A RU 2697128 C1 RU2697128 C1 RU 2697128C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron
- ytterbium
- yttrium
- rare
- earth metals
- Prior art date
Links
Images
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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области гидрометаллургии редких и редкоземельных металлов, а именно к способам очистки кислых фосфорорганических экстрагентов от примесей ионов железа (3+). В качестве реэкстрагента используют водный раствор щавелевой кислоты концентрацией от 0,25 до 1 М при соотношении объемов экстракта, насыщенного железом, иттрием и иттербием, и водного раствора 1-2:4. Изобретение может быть использовано для получения экстрактов редкоземельных металлов (РЗМ) иттрия и иттербия с пониженным содержанием железа при переработке экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК), полученной дигидратным способом при переработке апатитового концентрата серной кислотой, и может применяться на предприятиях горно-перерабатывающей промышленности. Техническим результатом изобретения является 99% извлечение железа(III) из экстракта на основе ди-(2-этилгексил) фосфорной кислоты при потере менее 3% иттрия и иттербия. 6 ил., 2 пр.
Description
Изобретение относится к области гидрометаллургии редких металлов, а именно к способам очистки кислых фосфорорганических экстрагентов от примесей ионов железа (3+). Изобретение может быть использовано для получения экстрактов редкоземельных металлов (РЗМ) иттрия и иттербия с пониженным содержанием железа при переработке экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) в процессе производства фосфорных удобрений.
Известен способ очистки ди-(2-этилгексил) фосфорной кислоты от железа (III) (авторское свидетельство СССР №712025, 21.05.1980), заключающийся в том, что экстракцию железа(III) проводят водным раствором серной кислоты концентрацией от 5 до 50 об. % и хлорида металла I или II группы концентрацией от 0.1 моль/л до насыщения, или водным раствором соляной кислоты концентрацией от 3 до 30 об. % и хлорида металла I или II группы с содержанием от 0.1 моль/л до насыщения или водным раствором соляной кислоты с концентрацией от 3 до 25 об. % и серной кислоты от 5 до 40 об. % и хлорида металла I или II группы в концентрации от 0.1 моль/л до насыщения и процесс ведут при соотношении экстрагента и водного раствора 5-30:1 и температуре 10-50°С. Полученный экстракт подвергают обработке жидким анионообменником с последующей регенерацией анионообменника водой.
Недостатком данного способа является попутная реэкстракция редкоземельных металлов из экстрактов на основе Д2ЭГФК растворами серной и соляной кислот высокой концентрации.
Известен способ очистки смеси экстрагентов 1 М Д2ЭГФК и 1 М трибутилфосфата (ТБФ) от ионов железа (III) (Bull. Korean Chem. Soc. 2014, Vol. 35, No. 7), в котором используют растворы, содержащие 3 М H2SO4 и 0.1 М Na2SO3, где сульфит натрия используется в качестве восстановителя иона железа(III) при противоточной двухступенчатой очистке со степенью реэкстракции до 93%.
Недостатком данного способа является попутная реэкстракция редкоземельных металлов из экстрактов на основе Д2ЭГФК растворами серной или соляной кислотами высокой концентрации, а также необходимость предварительного восстановления иона железа (III).
Известен способ очистки ди-2-этилгексилфосфорной кислоты (патент США №3214239, кл. 23-14.5, опубл. 1965), в котором экстракцию железа проводят в восстановительной атмосфере, полученной сжиганием природного газа.
Недостатком данного способа является неполная очистка органической фазы от железа (III).
Известен способ очистки ди-2-этилгексилфосфорной кислоты (патент США №3348906, кл. 23-22, опубл. 1967), в котором трехвалентное железо восстанавливают до двухвалентного состояния либо сернистым газом на активированном угле, либо сульфитом натрия с последующей обработкой органической фазы 10-20%-ной серной кислотой при 55°С.
Недостатком данного способа является неполная очистка органической фазы от железа (III), а также нежелательное попутное извлечение редкоземельных металлов из органической фазы серной кислотой.
Известен способ очистки ди-2-этилгексилфосфорной кислоты от солей 3-х валентного железа (авторское свидетельство SU №681061 от 25.08.1979), заключающийся в том, что очистка ди-(2-этилгексил) фосфорной кислоты от солей трехвалентного железа проводится путем ее обработки серной кислотой 50-60% концентрации с последующим пропусканием через полученную эмульсию воды со скоростью 0,6-0,65 л/ч.
Недостатком данного способа является попутная реэкстракция редкоземельных металлов из экстрактов на основе Д2ЭГФК раствором серной кислоты высокой концентрации.
Известен способ разделения марганца и железа (авторское свидетельство СССР №483121, опубл. 05.09.75) принятый за прототип, в котором очистка Д2ЭГФК от железа (III) путем его реэкстракции 3-4 н. соляной кислотой.
Недостатком данного способа является низкая степень извлечения железа, а также нежелательное попутное извлечение редкоземельных металлов из органической фазы.
Техническим результатом изобретения является 99% извлечение железа(III) из экстракта на основе ди-(2-этилгексил) фосфорной кислоты при потере менее 3% иттрия и иттербия.
Технический результат достигается тем, что в качестве реэкстрагента используют водный раствор щавелевой кислоты концентрацией от 0,25 М до 1 М при соотношении объемов экстракта, насыщенного железом, иттрием и иттербием, и водного раствора 1-2:4, скорости перемешивания от 300 до 500 об/мин, времени перемешивания от 10 до 15 мин и комнатной температуре от 21 до 23°С, получают очищенный раствор экстракционной фосфорной кислоты, который направляют на производство фосфорных удобрений и водный раствор оксалата железа, направляемый на регенерацию щавелевой кислоты, и очищенный от ионов железа(3+) экстракт, направляемый на реэкстракцию РЗМ растворами серной кислоты концентрацией от 2 до 6 моль/л, осаждение РЗМ карбонатом натрия, фильтрацию осадка карбонатов РЗМ, промывку и прокаливание с получением оксидов РЗМ, который направляют на пирометаллургическое рафинирование.
Способ поясняется следующими фигурами:
фиг. 1 - схема получения карбонатов РЗМ из ЭФК.
фиг. 2 - график зависимости степени извлечения железа (III) от числа стадий реэкстракции;
фиг. 3-график зависимости степени извлечения железа (III) от концентрации щавелевой кислоты;
фиг. 4 - график зависимости степени извлечения железа (III) от соотношения водной и органической фаз;
фиг. 5 - график зависимости степени извлечения железа от времени перемешивания;
фиг. 6 - график зависимости степени извлечения железа от скорости перемешивания;
Способ осуществляют следующим образом (Фиг. 1). Готовят раствор щавелевой кислоты концентрацией от 0,25 моль/л до 1 моль/л (фиг. 3). Готовят раствор экстрагента путем смешения чистого Д2ЭГФК и керосина в пропорции 1 к 1. Далее, полученный раствор экстрагента насыщают железом, иттрием и иттербием экстракцией из экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК), полученной при разложении апатита серной кислотой. В результате получают очищенный раствор ЭФК, который направляется на производство фосфорных удобрений, и экстракт, насыщенный железом и РЗМ. Затем раствор оксалата железа и РЗМ смешивают с раствором щавелевой кислоты в реакторе, оборудованном перемешивающим устройством с возможностью поддержания заданной скорости перемешивания от 300 до 500 об/мин (фиг. 6), и проводят реэкстракцию железа в 7-9 стадий при соотношении объемов экстракта, насыщенного железом, иттрием и иттербием, и водного раствора 1-2:4 (фиг. 4), при комнатной температуре от 21 до 23°С до достижения равновесия в течение 10-15 мин (фиг. 5). Органический экстракт, содержащий катионы иттербия (III) и иттрия (III) отделяют от водного раствора железа при помощи делительной воронки или при помощи нижнего слива реактора. Продолжительность разделения фаз составляет не более 5 мин. Полученный раствор оксалата железа отправляется на регенерацию. Экстракт возвращают в реактор с последующим добавлением новой порции щавелевой кислоты. После проведения последней стадии реэкстракции, полученный экстракт направляется на реэкстракцию РЗМ серной кислотой концентрацией от 2 до 6 моль/л. Полученный реэкстракт направляется на осаждение РЗМ при помощи карбоната натрия. Далее, осадок карбонатов РЗМ фильтруется, промывается и прокаливается. Полученный после прокаливания порошок оксидов РЗМ направляется на пирометаллургическое рафинирование.
Способ поясняется следующими примерами. Пример 1. Смесь 50 мл экстракта, насыщенного железом (концентрацией 0,0081 моль/л), иттрием (концентрацией 0,0036 моль/л) и иттербием (концентрацией 0,00071 моль/л), на основе Д2ЭГФК и 100 мл водного раствора щавелевой кислоты (соотношение объемов фаз 1:2) концентрацией 0,5 моль/л загружается в автоматизированный реактор с верхнеприводным перемешивающим устройством, скорость перемешивания устанавливается равной 400 об/мин, температура в реакторе поддерживается на уровне 22°С. Процесс экстракции длится 10 минут. После завершения работы мешалки, смесь отстаивается 5 минут после чего водная фаза выгружается через нижний слив реактора. Полученный раствор оксалата железа отправляется на регенерацию щавелевой кислоты известному способу. Затем в реактор добавляется новая порция щавелевой кислоты. После проведения 8 стадии процесса реэкстракции железа, полученный экстракт направляется на реэкстракцию РЗМ серной кислотой концентрацией 2-6 моль/л.
Пример 2. Смесь 100 мл экстракта, насыщенного железом (концентрацией 0,0081 моль/л), иттрием (концентрацией 0,0036 моль/л) и иттербием (концентрацией 0,00071 моль/л), на основе Д2ЭГФК и 400 мл водного раствора щавелевой кислоты (соотношение объемов фаз 1:4) концентрацией 0,5 моль/л загружается в автоматизированный реактор с верхнеприводным перемешивающим устройством, скорость перемешивания устанавливается равной 500 об/мин, температура в реакторе поддерживается на уровне 22°С. Процесс экстракции длится 15 минут. После завершения работы мешалки, смесь отстаивается 7 минут, после чего водная фаза выгружается через нижний слив реактора. Полученный раствор оксалата железа отправляется на регенерацию щавелевой кислоты по известному способу. Затем в реактор добавляется новая порция щавелевой кислоты. После проведения 9 стадии процесса реэкстракции железа, полученный экстракт направляется на реэкстракцию РЗМ серной кислотой концентрацией 2-6 моль/л.
На фиг. 2 представлена зависимость степени извлечения редкоземельных металлов (иттрия и иттербия) и железа от количества проведенных стадий реэкстракции.
Выявлено, что степень извлечения железа растет с ростом числа стадий обработки экстракта щавелевой кислотой. При 8-ми кратной обработке экстракта содержание железа в экстракте уменьшилось на 99%, в то время как содержание иттрия и иттербия изменилось незначительно (уменьшилось менее чем в 1,05 раза).
Таким образом, способ (фиг. 1) позволяет очистить экстракт на основе Д2ЭГФК от примесей железа (III) не снижая концентрацию иттрия и иттербия в органической фазе экстрагента.
Claims (1)
- Способ разделения редкоземельных металлов (РЗМ) иттрия и иттербия от примесей железа (3+), включающий экстракцию катионов иттрия, иттербия и железа (3+) из растворов экстракционной фосфорной кислоты органическим экстрагентом ди-2-этилгексилфосфорной кислотой в керосине с получением экстракта, насыщенного железом, иттрием и иттербием, и реэкстракцию, отличающийся тем, что в качестве реэкстрагента при реэкстракции используют водный раствор щавелевой кислоты концентрацией от 0,25 до 1 М при соотношении объемов экстракта, насыщенного железом, иттрием и иттербием, и водного раствора щавелевой кислоты 1-2:4, скорости перемешивания от 300 до 500 об/мин, времени перемешивания от 10 до 15 мин и комнатной температуре от 21 до 23°С, с получением очищенного раствора экстракционной фосфорной кислоты, который направляют на производство фосфорных удобрений, и водного раствора оксалата железа, направляемого на регенерацию щавелевой кислоты, при этом очищенный от ионов железа (3+) экстракт направляют на реэкстракцию РЗМ растворами серной кислоты концентрацией от 2 до 6 моль/л, осаждение РЗМ карбонатом натрия, фильтрацию осадка карбонатов РЗМ, промывку и прокаливание с получением оксидов РЗМ, которые направляют на пирометаллургическое рафинирование.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019107297A RU2697128C1 (ru) | 2019-03-14 | 2019-03-14 | Способ разделения редкоземельных металлов иттрия и иттербия от примесей железа (3+) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019107297A RU2697128C1 (ru) | 2019-03-14 | 2019-03-14 | Способ разделения редкоземельных металлов иттрия и иттербия от примесей железа (3+) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2697128C1 true RU2697128C1 (ru) | 2019-08-12 |
Family
ID=67640278
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019107297A RU2697128C1 (ru) | 2019-03-14 | 2019-03-14 | Способ разделения редкоземельных металлов иттрия и иттербия от примесей железа (3+) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2697128C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2713766C1 (ru) * | 2019-11-06 | 2020-02-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Способ отделения иттрия и иттербия от примесей титана |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000047785A1 (en) * | 1999-02-12 | 2000-08-17 | Baotou Iron And Steel (Group) Co., Ltd. | Processing route for direct production of mixed rare earth metal oxides by selective extraction |
RU2528576C1 (ru) * | 2013-03-05 | 2014-09-20 | Открытое акционерное общество "Объединенная химическая компания "УРАЛХИМ" | Способ извлечения редкоземельных металлов и получения строительного гипса из фосфогипса полугидрата |
RU2538863C2 (ru) * | 2013-03-05 | 2015-01-10 | Открытое акционерное общество "Объединенная химическая компания "УРАЛХИМ" | Способ реэкстракции редкоземельных металлов из органических растворов и получение концентрата редкоземельных металлов |
RU2575763C1 (ru) * | 2015-01-12 | 2016-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" | Способ для получения механических колебаний |
RU2640479C2 (ru) * | 2016-03-30 | 2018-01-09 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный унивеситет" | Способ извлечения и разделения редкоземельных металлов при переработке апатитового концентрата |
-
2019
- 2019-03-14 RU RU2019107297A patent/RU2697128C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000047785A1 (en) * | 1999-02-12 | 2000-08-17 | Baotou Iron And Steel (Group) Co., Ltd. | Processing route for direct production of mixed rare earth metal oxides by selective extraction |
RU2528576C1 (ru) * | 2013-03-05 | 2014-09-20 | Открытое акционерное общество "Объединенная химическая компания "УРАЛХИМ" | Способ извлечения редкоземельных металлов и получения строительного гипса из фосфогипса полугидрата |
RU2538863C2 (ru) * | 2013-03-05 | 2015-01-10 | Открытое акционерное общество "Объединенная химическая компания "УРАЛХИМ" | Способ реэкстракции редкоземельных металлов из органических растворов и получение концентрата редкоземельных металлов |
RU2575763C1 (ru) * | 2015-01-12 | 2016-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" | Способ для получения механических колебаний |
RU2640479C2 (ru) * | 2016-03-30 | 2018-01-09 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный унивеситет" | Способ извлечения и разделения редкоземельных металлов при переработке апатитового концентрата |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2713766C1 (ru) * | 2019-11-06 | 2020-02-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Способ отделения иттрия и иттербия от примесей титана |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Shi et al. | Synergistic solvent extraction of vanadium from leaching solution of stone coal using D2EHPA and PC88A | |
KR930001132B1 (ko) | 바스트네사이트중에 함유된 희토류 원소들로부터 네오디뮴 또는 디디뮴을 분리하는 방법 | |
EP2964794B1 (en) | A method for re-extraction of rare-earth metals from organic solutions and preparing concentrate of rare-earth metals | |
Wu et al. | Simultaneous recovery of rare earths and uranium from wet process phosphoric acid using solvent extraction with D2EHPA | |
Zarrougui et al. | Highly efficient extraction and selective separation of uranium (VI) from transition metals using new class of undiluted ionic liquids based on H-phosphonate anions | |
RU2293134C1 (ru) | Способ извлечения редкоземельных металлов и иттрия из углей и золошлаковых отходов от их сжигания | |
AU2010270689B2 (en) | Processes for recovering metals from aqueous solutions | |
CN106191447B (zh) | 一种酸溶液中钪、钛、钒的分步提纯工艺 | |
BR112017001370B1 (pt) | método para recuperação de terras raras por meio de extração fracionada | |
BR112019002095B1 (pt) | Método para extração, enriquecimento e recuperação de terras raras a partir de solução de baixa concentração de terras raras | |
Belova | Development of solvent extraction methods for recovering rare earth metals | |
Liu et al. | Separation and recovery of vanadium and iron from oxalic-acid-based shale leachate by coextraction and stepwise stripping | |
Pereira et al. | Phosphoric acid extraction and rare earth recovery from apatites of the Brazilian phosphatic ores | |
RU2697128C1 (ru) | Способ разделения редкоземельных металлов иттрия и иттербия от примесей железа (3+) | |
RU2640479C2 (ru) | Способ извлечения и разделения редкоземельных металлов при переработке апатитового концентрата | |
ES2261944T3 (es) | Un proceso para la recuperacion de uranio de alta pureza a partir de acido fosforico debil de calidad fertilizante. | |
JPH0445570B2 (ru) | ||
CN104878202B (zh) | 一种从含稀土污泥中提取稀土的方法 | |
Wejman-Gibas et al. | solvent extraction of zinc (II) from ammonia leaching solution by LIX 54-100, LIX 84 I and TOA | |
RU2713766C1 (ru) | Способ отделения иттрия и иттербия от примесей титана | |
US2937925A (en) | Solvent extraction process for uranium from chloride solutions | |
EA024748B1 (ru) | Способ экстракции урана | |
RU2611001C1 (ru) | Способ экстракционного разделения скандия и тория | |
AU2015202297B2 (en) | Processes for recovering metals from aqueous solutions | |
JPS631245B2 (ru) |