RU2735017C1 - Способ разделения гольмия (iii) и церия (iii) анионным поверхностно-активным веществом (пав) из водного раствора их нитратов - Google Patents
Способ разделения гольмия (iii) и церия (iii) анионным поверхностно-активным веществом (пав) из водного раствора их нитратов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2735017C1 RU2735017C1 RU2020114797A RU2020114797A RU2735017C1 RU 2735017 C1 RU2735017 C1 RU 2735017C1 RU 2020114797 A RU2020114797 A RU 2020114797A RU 2020114797 A RU2020114797 A RU 2020114797A RU 2735017 C1 RU2735017 C1 RU 2735017C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iii
- cerium
- holmium
- solution
- separation
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
- B03D1/00—Flotation
-
- 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 технологии переработки руд и концентратов, содержащих редкоземельные элементы (РЗЭ), и может быть использовано в технологии получения редкоземельных элементов из низкоконцентрированного или вторичного сырья на стадии разделения суммы лантаноидов с помощью метода ионной флотации. Гольмий (III) и церий (III) разделяют анионным поверхностно-активным веществом (ПАВ) из водного раствора их нитратов. Проводят ионную флотацию с получением пенной фазы и водной фазы в виде камерного остатка. К водному раствору нитратов гольмия (III) и церия (III) добавляют анионное ПАВ - додецилсульфат натрия в качестве вспенивателя при соотношении концентраций гольмия (III) и церия (III) к додецилсульфату натрия как 1:3. Полученный раствор перемешивают, доводят рН раствора до значения не менее 7,9 и выдерживают не менее 20 мин. Проводят термостатирование при температуре от 20 до 25°С, после чего проводят ионную флотацию полученного раствора с обеспечением извлечения и разделения катионов гольмия (III) и церия (III) додецилсульфатом натрия, который в растворе при этом является собирателем. Способ позволяет достичь возможности эффективного разделения катионов гольмия (III) и церия (III) из растворов их солей. 1 ил., 3 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии, а именно к технологии переработки руд и концентратов, содержащих редкоземельные элементы (РЗЭ). Изобретение может быть использовано в технологии получения редкоземельных элементов из низкоконцентрированного или вторичного сырья на стадии разделения суммы лантаноидов с помощью метода ионной флотации.
Известен способ экстракционного разделения РЗЭ с использованием фосфиновых кислот в смеси с солями тетраалкиламмония (патент US № 5622679 22.04.1997 г.), разделение РЗЭ проводили из кислотных растворов с использованием руд, содержащих РЗЭ, таких как монацит, бастнетит, ксенотим, боксит и подобные им. Экстрагировали РЗЭ от иттербия до лютеция. Соотношения фосфатов исследуемых РЗЭ к экстрагенту составляли от 2 : 1 до 15 : 1.
Недостатком способа является необходимость увеличения температуры до 50° С в реализуемом процессе. Область рН максимального извлечения РЗЭ должна находиться в кислой области в интервале от 2 до 4. При этом разделение РЗЭ составляло не более 4.
Известен способ экстракционного разделения РЗЭ с использованием фосфиновых кислот в смеси с солями арилфосфоновыми или аклкилфосфоновыми кислотами или эфирами (патент US № 5639433 17.06.1997 г.). Процесс извлечения РЗЭ проводили при добавлении хлорида натрия в водную фазу, содержащую соляную и азотную кислоты концентрацией 1 М. Соотношение фосфорных соединений РЗЭ к экстрагенту варьировали от 9 : 1 до 3 : 7. Извлечение РЗЭ исследовали в кислой среде и рН составляло от 2 до 4.
Недостатком способа является необходимость поддержания рН среды в кислой области. Кроме того, молярное соотношение растворителя к экстрагенту должно составлять 50 : 50. Разделение РЗЭ при данных условиях не превышает 3,44.
Известен способ разделения РЗЭ (патент US № 4647438 03.03.1987 г.), включающий экстракцию в системе жидкость – жидкость между содержащей соли РЗЭ водной фазой и органической фазой, содержащей экстрагент из группы фосфиновых кислот, промывку экстракта и реэкстрацию раствором минеральной кислоты. Исследование проводили в присутствии соляной кислоты (1 М и 1,5 М) и азотной кислоты (1,5 М). Исследуемый диапазон рН составлял от 0,5 до 6,0.
Недостатком способа является то, что рафинаты и реэкстракты получаются с низким содержанием РЗЭ, что делает невозможным использование этих растворов в дальнейших процессах разделения РЗЭ, вследствие чего требуются дополнительные затраты времени, материалов, энергоресурсов.
Известен способ экстракционного разделения редкоземельных элементов (патент RU № 2319666, 10.08.2007), включающий их извлечение с помощью смеси фосфиновых кислот, в том числе ИДДФК (изододецилфосфетановая кислота) в углеводородном разбавителе. При этом содержание РЗЭ составляло от 0,3 до 1 М и азотной кислоты от 0,1 до 0,2 М. Коэффициент разделения РЗЭ не превышал 3,5.
Недостатком способа является невысокий коэффициент разделения, а также использование в извлечении РЗЭ достаточно сложной смеси фосфиновых кислот.
Известен способ извлечения и разделения ионов церия и иттрия (патент RU № 2373299 20.11.2009 г.), принятый за прототип, включающий ионную флотацию с использованием в качестве собирателя додецилсульфат натрия в концентрации, соответствующей стехиометрии реакции. При этом для селективного извлечения иттрия и разделения ионов иттрия и церия ионную флотацию осуществляют при рН 5,0.
Недостатком способа является возможность разделения целевых компонентов в слабокислой среде.
Техническим результатом является увеличение коэффициентов разделения близких по свойствам катионов гольмия (III) и церия (III) ввиду различной устойчивости флотируемых гидроксокомплексов.
Технический результат достигается тем, что к водному раствору нитратов гольмия (III) и церия (III) добавляют анионное ПАВ – додецилсульфат натрия в качестве вспенивателя при соотношении концентраций гольмия (III) и церия (III) к додецилсульфату натрия как 1:3, полученный раствор перемешивают, доводят рН раствора до значения не менее 7,9 и выдерживают не менее 20 мин, проводят термостатирование при температуре от 20 до 25°С, после чего проводят ионную флотацию полученного раствора с обеспечением извлечения и разделения катионов гольмия (III) и церия (III) додецилсульфатом натрия, который в растворе при этом является собирателем.
Способ поясняется фиг. 1 - график коэффициентов разделения водных растворов нитратов гольмия (III) и церия (III).
Способ осуществляют следующим образом. К водному раствору солей гольмия (III) и церия (III) добавляют поверхностно-активное вещество (ПАВ) анионного типа. В качестве ПАВ анионного типа используют додецилсульфат натрия, концентрация которого соответствует стехиометрии указанной реакции:
Me3+ + 3DS- = Me(DS)3,
где Me3+ - катион металла,
DS- - додецилсульфат-ион.
Затем водный раствор перемешивают на магнитной мешалке типа ПЭ-6110, доводят pH до определенного значения, время выдержки исходного раствора составляет не менее 20 минут. Полученный раствор помещают в термостат и термостатируют флотируемую систему при температуре от 20 до 25°С. Далее проводят флотацию в течение не более 5 мин, при этом происходит извлечение катионов гольмия (III) и церия (III) собирателем додецилсульфатом натрия и их разделение при рН не менее 7,9. Получают пенную фазу и водную фазу – камерный остаток. Додецилсульфат натрия являясь вспениваетелем и позволяет получить пенную фазу, которую обрабатывают 2N серной кислотой и отправляют для анализа фотометрическим методом на приборе КФК – 3 КМ на содержание катионов гольмия (III) и церия (III). Водную фазу – камерный остаток анализируют фотометрическим методом на приборе КФК – 3 КМ на содержание катионов гольмия (III) и церия (III). Полученные значения применяют при расчете коэффициентов распределения и разделения.
Способ поясняется следующими примерами. Проводят флотацию во флотационной машине 137 В-ФЛ с объемом ячейки 1 дм3 и числом оборотов мешалки 1000 об/мин. К 200 мл раствора нитратов гольмия (III) и церия (III) концентрацией 0,001 моль/л добавляли ПАВ анионного типа додецилсульфат натрия в количестве, соответствующем концентрации 0,003 моль/л. Выбранный нами объем исходного раствора делает возможным наиболее эффективным разделение Ho (III) и Ce (III) из водных растворов. pH водного раствора доводили добавлением NaOH до значения не менее 7,9. Выдерживали исходный раствор в течение 20 минут. Затем флотируемую систему термостатировали при температуре от 20 до 25°С. Раствор переливали во флотационную ячейку и проводили процесс флотации в течение 5 мин. Выбранный интервал температур определен экспериментально как область наиболее эффективного извлечения и разделения. Данные Таблицы 1 подтверждают, что флотация при температуре менее 20 и более 25°С не имеет смысла.
Таблица 1 – Состояние флотационной системы при различных температурах
Температура, °С | 15 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 30 |
Коэффициент разделения | 0,2 | 0,7 | 2,1 | 2,3 | 2,5 | 4,2 | 5,0 | 13,1 | 2,7 | 0,9 |
Для установления оптимального соотношения концентраций гольмия (III), церия (III) и додецилсульфата натрия проводились эксперименты при следующих соотношениях: 1 : 0,5; 1 : 1; 1 : 2; 1 : 3.
При этом, процесс флотации при соответствующем анализе водной фазы оказался неэффективным при соотношениях 1 : 0,5; 1 : 1 и 1 : 2, т. е. разделение катионов гольмия (III) и церия (III) было незначительным. Как было нами доказано, что наиболее эффективным соотношением концентраций гольмия (III), церия (III) и додецилсульфата натрия является соотношение 1:3.
После флотации камерный остаток анализировали на содержание катионов гольмия (III) и церия (III). Эксперимент показал, что при значении рН не менее 7,9 коэффициент разделения катионов гольмия (III) и церия (III) из раствора достигает не менее 13.
Таблица 2 – экспериментальные данные по величине коэффициентов разделения катионов гольмия (III) и церия (III) при различных соотношениях концентраций металл : ПАВ.
Соотношение концентраций | 1 : 0,5 | 1 : 1 | 1 : 2 | 1 : 3 |
Коэффициент разделения | 1,1 | 1,7 | 2,5 | 13 |
Таблица 3 - экспериментальные данные по коэффициентам распределения и коэффициентам разделения катионов гольмия (III) и церия (III) в исследуемой области рН.
pH | Коэффициент распределения Ho | Коэффициент распределения Ce | Kpазд |
2,9 | 1,1 | 1,2 | 1,1 |
3,5 | 1,5 | 1,6 | 1,1 |
4,0 | 2,3 | 3,1 | 1,3 |
5,2 | 3,8 | 5,8 | 1,5 |
6,2 | 4,7 | 10,1 | 2,2 |
6,6 | 6,1 | 14,8 | 2,4 |
7,0 | 22,8 | 60,9 | 2,7 |
7,4 | 21,0 | 83,7 | 4,0 |
7,9 | 8,2 | 107,4 | 13,1 |
8,6 | 7,6 | 53,2 | 7,0 |
9,1 | 6,3 | 37,2 | 5,9 |
Таким образом, способ позволяет достичь возможности эффективного разделения катионов гольмия (III) и церия (III) из растворов их солей.
Claims (1)
- Способ разделения гольмия (III) и церия (III) анионным поверхностно-активным веществом (ПАВ) из водного раствора их нитратов, включающий ионную флотацию с получением пенной фазы и водной фазы в виде камерного остатка, отличающийся тем, что к водному раствору нитратов гольмия (III) и церия (III) добавляют анионное ПАВ – додецилсульфат натрия в качестве вспенивателя при соотношении концентраций гольмия (III) и церия (III) к додецилсульфату натрия как 1:3, полученный раствор перемешивают, доводят рН раствора до значения не менее 7,9 и выдерживают не менее 20 мин, проводят термостатирование при температуре от 20 до 25°С, после чего проводят ионную флотацию полученного раствора с обеспечением извлечения и разделения катионов гольмия (III) и церия (III) додецилсульфатом натрия, который в растворе при этом является собирателем.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020114797A RU2735017C1 (ru) | 2020-04-27 | 2020-04-27 | Способ разделения гольмия (iii) и церия (iii) анионным поверхностно-активным веществом (пав) из водного раствора их нитратов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020114797A RU2735017C1 (ru) | 2020-04-27 | 2020-04-27 | Способ разделения гольмия (iii) и церия (iii) анионным поверхностно-активным веществом (пав) из водного раствора их нитратов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2735017C1 true RU2735017C1 (ru) | 2020-10-27 |
Family
ID=72949020
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020114797A RU2735017C1 (ru) | 2020-04-27 | 2020-04-27 | Способ разделения гольмия (iii) и церия (iii) анионным поверхностно-активным веществом (пав) из водного раствора их нитратов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2735017C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2760693C1 (ru) * | 2021-04-08 | 2021-11-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» | СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ La (III) ИЗ ВОДНОГО РАСТВОРА НИТРАТА ЛАНТАНА (III), ПОЛУЧЕННОГО ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ МОНАЦИТА |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2373299C1 (ru) * | 2008-06-26 | 2009-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" | Способ извлечения и разделения ионов церия и иттрия |
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 |
RU2584626C1 (ru) * | 2014-12-22 | 2016-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" | Способ извлечения гольмия (iii) из растворов солей |
RU2616748C1 (ru) * | 2015-11-10 | 2017-04-18 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Способ извлечения солей гольмия (iii) из водных растворов |
CN109395887A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-03-01 | 崔源发 | 一种稀土矿选矿方法 |
-
2020
- 2020-04-27 RU RU2020114797A patent/RU2735017C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2373299C1 (ru) * | 2008-06-26 | 2009-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" | Способ извлечения и разделения ионов церия и иттрия |
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 |
RU2584626C1 (ru) * | 2014-12-22 | 2016-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" | Способ извлечения гольмия (iii) из растворов солей |
RU2616748C1 (ru) * | 2015-11-10 | 2017-04-18 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Способ извлечения солей гольмия (iii) из водных растворов |
CN109395887A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-03-01 | 崔源发 | 一种稀土矿选矿方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2760693C1 (ru) * | 2021-04-08 | 2021-11-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» | СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ La (III) ИЗ ВОДНОГО РАСТВОРА НИТРАТА ЛАНТАНА (III), ПОЛУЧЕННОГО ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ МОНАЦИТА |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5011665A (en) | Nonpolluting recovery of rare earth values from rare earth minerals/ores | |
RU2538863C2 (ru) | Способ реэкстракции редкоземельных металлов из органических растворов и получение концентрата редкоземельных металлов | |
Hammas-Nasri et al. | Production of a rare earths concentrate after phosphogypsum treatment with dietary NaCl and Na2CO3 solutions | |
RU2735017C1 (ru) | Способ разделения гольмия (iii) и церия (iii) анионным поверхностно-активным веществом (пав) из водного раствора их нитратов | |
US5024821A (en) | Solvent extraction process | |
CN108726555B (zh) | 一种基于离子液的沉淀回收稀土的方法 | |
RU2471011C1 (ru) | Способ извлечения редкоземельных металлов из фосфогипса | |
RU2760693C1 (ru) | СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ La (III) ИЗ ВОДНОГО РАСТВОРА НИТРАТА ЛАНТАНА (III), ПОЛУЧЕННОГО ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ МОНАЦИТА | |
US4154698A (en) | Resolution of oil-in-water emulsions containing uranium | |
US4555343A (en) | Process of liquid-liquid extraction of metals, with the aid of a microemulsion, from an aqueous solution | |
FI70049B (fi) | Vaetske-vaetske-extraktionsfoerfarande foer avlaegsnande och utvinning av metaller ur vattenloesningar | |
JPH0445570B2 (ru) | ||
Cheremisina et al. | Thermodynamic investigation into extraction of cerium (III) by tributyl phosphate from phosphoric acid solutions | |
KR900000080B1 (ko) | 카드뮴 제거에 의한 습식공정 인산의 정제방법 | |
RU2690129C1 (ru) | СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КАТИОНОВ Gd (3+) ДОДЕЦИЛСУЛЬФАТОМ НАТРИЯ | |
EP0005859A1 (en) | Process for reducing metal ion content of aqueous solutions | |
Xia et al. | Extraction of rare earth metal samarium by microemulsion | |
RU2686502C1 (ru) | Способ извлечения лютеция (iii) из растворов солей | |
JP2002536550A (ja) | 選択的抽出による混合希土類金属酸化物の直接製造処理経路 | |
Preston et al. | The recovery of a mixed rare-earth oxide and the preparation of cerium, europium and neodymium oxides from a South African phosphoric acid sludge by solvent extraction | |
US5758255A (en) | Opposite phase entrainment reduction in solvent extraction/electrowinning circuits by addition of water soluble cationic polymers | |
RU2616748C1 (ru) | Способ извлечения солей гольмия (iii) из водных растворов | |
Stepanov et al. | Scandium extraction from sulfuric acid solutions by mixtures of D2EHPA and MTAA sulfate in toluene | |
RU2082673C1 (ru) | Способ извлечения редкоземельных элементов из кислых растворов | |
RU2548353C1 (ru) | СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КАТИОНОВ Еu3+ ИЗ ВОДНО-СОЛЕВЫХ РАСТВОРОВ |