×
10.06.2013
216.012.4897

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано в технологии получения редкоземельных металлов из низкоконцентрированного или вторичного сырья на стадии извлечения и разделения суммы лантаноидов. Способ извлечения редкоземельных металлов из водных растворов включает экстракцию катионов редкоземельных металлов органической фазой, содержащей раствор экстрагента в инертном разбавителе. В качестве экстрагента используют нафтеновую кислоту. В качестве инертного растворителя используют керосин. Экстракцию ведут в три стадии при соотношении объемов органической и водной фаз О:В=1:(9-11) на каждой стадии. При этом на первой стадии извлекают катионы европия (III) при содержании 10-13 об.% нафтеновой кислоты в керосине и рН водного раствора 5,0-5,1. На второй стадии извлекают катионы самария (III) при содержании 13-16 об.% нафтеновой кислоты в керосине и рН водного раствора 4,6-4,7. На третьей стадии извлекают катионы церия (III) и лантана (III) при том же содержании экстрагента и рН 5,0-5,1. Технический результат - повышение степени извлечения легких редкоземельных металлов из общего раствора их солей. 4 ил., 1 пр.
Основные результаты: Способ извлечения редкоземельных металлов из водных растворов, включающий экстракцию катионов редкоземельных металлов органической фазой, содержащей раствор экстрагента в инертном разбавителе, отличающийся тем, что в качестве экстрагента используют нафтеновую кислоту, в качестве инертного растворителя используют керосин, а экстракцию ведут в три стадии при соотношении объемов органической и водной фаз O:В=1:(9-11) на каждой стадии, при этом на первой стадии извлекают катионы европия (III) при содержании 10-13 об.% нафтеновой кислоты в керосине и рН водного раствора 5,0-5,1, на второй стадии извлекают катионы самария (III) при содержании 13-16 об.% нафтеновой кислоты в керосине и рН водного раствора 4,6-4,7, а на третьей стадии извлекают катионы церия (III) и лантана (III) при том же содержании экстрагента и рН 5,0-5,1.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к металлургии, а именно к технологии переработки руд и концентратов, содержащих редкоземельные металлы, и может быть использовано в технологии получения редкоземельных металлов из низкоконцентрированного или вторичного сырья на стадии разделения суммы лантаноидов.

Известен «Способ извлечения лантанидов и актинидов из азотнокислых растворов» (патент RU №2193012, д. пр. 20.11.2002), включающий их экстракцию растворами фосфиноксида разнорадикального в тяжелых фторированных или хлорированных инертных разбавителях. Процесс проводят в присутствии трибутилфосфата в количестве 10-60% от общего объема органической фазы.

Недостатки способа: использование дорогих и токсичных фосфорорганических экстрагентов, многостадийность процесса разделения, высокий расход экстрагента.

Известен «Способ извлечения редкоземельных металлов из их смеси» (патент RU №2049133, д. пр. 27.11.1995), включающий противоточную экстракцию органическим растворителем из водного раствора редкоземельных металлов и реэкстракцию обработкой органической фазы водным раствором минеральной кислоты. Экстракцию осуществляют с выводом части экстракта, с его последующей противоточной реэкстракцией в три стадии: при соотношении O:В=(1-3):1 на первой стадии, О:В=(3-5):1 и выводом части органического растворителя с направлением его в основной цикл на второй стадии и соотношении О:В=(5-10):1 на третьей стадии.

Недостатками способа являются использование 100% трибутилфосфата, а также высокий расход экстрагента.

Известен «Способ извлечения неодима из концентрата редкоземельных металлов цериевой группы» (патент RU №2030463, д.пр. 10.03.1995), включающий стадию электрохимического окисления церия до CeO2 и стадию экстракции редкоземельных металлов трибутилфосфатом при весовом соотношении суммы редкоземельных металлов в исходном растворе и экстрагента 1:(0,6-0,8) с получением рафината. Далее проводят реэкстракцию неодима из органической фазы.

Недостатками данного способа являются высокий расход и использование концентрированного экстрагента, а также не полное разделение редкоземельных металлов.

Известен способ извлечения металлов (патент RU №2009228, д.пр. 15.03.1994), принятый за прототип, включающий экстракцию металлов растворами азотсодержащих анионитов, содержащих по крайней мере два органических радикала в органическом инертном разбавителе. Экстракцию металлов ведут растворами аминов и/или четвертичных аммониевых оснований, два органических радикала в каждом из которых представляют 2,4-диэтилоктилы.

Недостатком является использование концентрированных растворов аминов и солей четвертичных аммониевых оснований, являющихся токсичными соединениями и требующих применения высаливателей.

Техническим результатом является повышение степени извлечения легких лантаноидов из общего раствора их солей.

Технический результат достигается тем, что в способе извлечения редкоземельных металлов из водных растворов, включающем экстракцию катионов металлов органической фазой, содержащей раствор экстрагента в инертном разбавителе, в качестве экстрагента используют нафтеновую кислоту, в качестве инертного растворителя используют керосин, а экстракцию ведут в три стадии при соотношении объемов органической и водной фаз O:В=1:(9-11) на каждой стадии, при этом на первой стадии извлекают европий (III) при содержании 10-13 об.% нафтеновой кислоты в керосине и рН водного раствора 5,0-5,1, во второй стадии извлекают самарий (III) при содержании 13-16 об.% нафтеновой кислоты в керосине и рН водного раствора 4,6-4,7, а в третьей стадии извлекают церий (III) и лантан (III) при том же содержании экстрагента и рН=5,0-5,1.

Использование в качестве экстрагента нафтеновую кислоту обеспечивает повышение степени извлечения катионов редкоземельных металлов за счет химического строения нафтеновой кислоты, а именно наличия пятичленного цикла в конце углеродной цепи, который обеспечивает высокую экстракционную способность нафтеновой кислоты по отношению к катионам редкоземельных металлов и различие в экстрагируемости катионов редкоземельных металлов нафтеновой кислотой.

Использование в качестве инертного растворителя керосина обеспечивает снижение вязкости экстрагента и, следовательно, быстрое разделение фаз.

Проведение экстракции при соотношении объемов органической и водной фаз О:В=1:(9-11) на каждой стадии обеспечивает оптимальное соотношение низкого расхода экстрагента и высокую степень концентрирования катионов редкоземельных металлов в органической фазе.

Извлечение на первой стадии катионов европия (III) органической фазой, содержащей раствор 10-13 об.% нафтеновой кислоты в керосине, при соотношении органической и водной фаз О:В=1:(9-11) и рН водного раствора 5,0-5,1 позволяет получить высокую с степень извлечения катионов европия (III) за счет высокой экстракционной способности нафтеновой кислоты по отношению к катионам европия (III) и за счет различия в экстрагируемости катионов европия (III) при данных условиях (получено экспериментально).

Извлечение во второй стадии катионов самария (III) органической фазой, содержащей раствор 13-16 об.% нафтеновой кислоты в керосине, при соотношении органической и водной фаз О:В=1:(9-11) и рН водного раствора 4,6-4,7 позволяет получить высокую степень извлечения катионов самария (III) за счет высокой экстракционной способности нафтеновой кислоты по отношению к катионам самария (III) и за счет различия в экстрагируемости катионов самария (III) при данных условиях (получено экспериментально).

Извлечение в третьей стадии катионов церия (III) при том же содержании экстрагента, т.е. органической фазой, содержащей раствор 13-16 об.% нафтеновой кислоты в керосине, при соотношении органической и водной фаз О:В=1:(9-11) и рН=5,0-5,1 позволяет получить высокую степень извлечения катионов церия (III) за счет высокой экстракционной способности нафтеновой кислоты по отношению к катионам церия (III) и за счет различия в экстрагируемости катионов церия и лантана нафтеновой кислотой при данных условиях (получено экспериментально).

Способ поясняется чертежами, где на фиг.1 представлены зависимости коэффициентов распределения лаитаноидов от рН водной фазы, на фиг.2 представлены зависимости коэффициентов распределения легких лантаноидов от концентрации экстрагента в инертном разбавителе керосине, на фиг.3 представлена схема установки для проведения экстракции, на фиг.4 представлена схема последовательного экстракционного извлечения европия, самария, церия и лантана.

Способ основан на экспериментальных зависимостях коэффициентов распределения европия, самария, церия и лантана от рН водной фазы в диапазоне значений от 3 до 5,5 при постоянной концентрации раствора экстрагента в керосине 15 об.%, представленных на фиг.1, и зависимостях коэффициентов распределения европия, самария, церия и лантана от концентрации экстрагента в инертном разбавителе керосине в диапазоне значений от 3 до 15 об.% при постоянном значении рН=5, представленных на фиг.2.

Способ осуществляют следующим образом. В качестве экстрагента используют техническую нафтеновую кислоту. Нафтеновую кислоту разбавляют органическим инертным разбавителем - керосином. Экстракцию ведут в три стадии при соотношении объемов органической и водной фаз О:В=1:(9-11) на каждой стадии. На первой стадии добавляют в указанном соотношении органическую фазу, содержащую раствор 10-13 об.% нафтеновой кислоты в керосине, и извлекают катионы европия (III) при рН водного раствора 5,0-5,1. Органический экстракт, содержащий катионы европия (III), отделяют известным способом, а рафинат, содержащий катионы самария, церия и лантана используют во второй стадии экстракции. Во второй стадии к указанному рафинату добавляют в том же соотношении органическую фазу, содержащую раствор 13-16 об.% нафтеновой кислоты в керосине, и в экстрагент органической фазы извлекают катионы самария (III) при рН водного раствора 4,6-4,7. Органический экстракт, содержащий катионы самария (III), отделяют известный способом, а рафинат, содержащий катионы церия и лантана, используют в третьей стадии экстракции. В третьей стадии к указанному рафинату добавляют в том же соотношении органическую фазу, содержащую раствор 13-16 об.% нафтеновой кислоты в керосине, и в экстрагент органической фазы извлекают катионы церия (III) при рН водного раствора 5,0-5,1. Органический экстракт, содержащий катионы церия (III), отделяют известным способом, а из рафината извлекают катионы лантана (III).

Необходимая для достижения равновесия продолжительность контакта водной и органической фаз установлена экспериментально и составляет не более 10 мин. Продолжительность расслаивания не более 15 мин. Контроль за величиной рН выполнен при помощи рН-метра рН-150 МА с комбинированным электродом марки ЭСК-10601/4. Контроль за содержанием катионов металла в водной фазе осуществляют при помощи рентгено-спектрального флуоресцентного анализатора Спектроскан U.

Пример осуществления способа. Используют нитратные, хлоридные и сульфатные водные растворы лантаноидов. Готовим раствор 10 об.% и 13 об.%. нафтеновой кислоты в керосине. В термостатированный стеклянный сосуд с мешалкой помещают органическую и водную фазы в соотношении объемов 1:10 соответственно. Кислый раствор, содержащий европий (III), самарий (III), церий (III) и лантан (III), нейтрализуют, доводят до рН=5. Первую стадию экстракции проводят при концентрации нафтеновой кислоты в керосине 10 об.%. При этом в экстрагент органической фазы извлекают 81% катионов европия (III), с коэффициентами разделения βEu/Sm=1,7, βEu/Ce=2,6, βEu/La=29. Далее рафинат, содержащий катионы самария (III), церия (III) и лантана (III), направляют на вторую стадию экстракции. На второй стадии при проведении экстракции раствором 13 об.% нафтеновой кислоты в керосине при pH водной фазы 4,7 происходит извлечение катионов самария (III) с коэффициентами разделения βSm/Ce=2, βSm/La=11. Извлечение катионов самария (III) экстракции составляет 80%. Далее рафинат, содержащий катионы церия (III) и лантана (III), направляют на третью стадию экстракции, на которой при использовании 13 об.% раствора нафтеновой кислоты в керосине при рН водной фазы 5,0 происходит извлечение в органическую фазу катионов церия (III) и в водном растворе - катионов лантана (III) с коэффициентом разделения βCe/La=11. Извлечение катионов церия (III) экстракции составляет 90%.

Во всех случаях экстракции исследуемых металлов наблюдалось четкое расслаивание органической и водной фаз, отсутствие третьей фазы или осадков, удовлетворительная вязкость получаемых органических растворов. Реэкстракцию насыщенной органической фазы осуществляют известными методами.

Таким образом, способ позволяет получить высокую степень извлечения лантаноидов из водных растворов их солей.

Способ извлечения редкоземельных металлов из водных растворов, включающий экстракцию катионов редкоземельных металлов органической фазой, содержащей раствор экстрагента в инертном разбавителе, отличающийся тем, что в качестве экстрагента используют нафтеновую кислоту, в качестве инертного растворителя используют керосин, а экстракцию ведут в три стадии при соотношении объемов органической и водной фаз O:В=1:(9-11) на каждой стадии, при этом на первой стадии извлекают катионы европия (III) при содержании 10-13 об.% нафтеновой кислоты в керосине и рН водного раствора 5,0-5,1, на второй стадии извлекают катионы самария (III) при содержании 13-16 об.% нафтеновой кислоты в керосине и рН водного раствора 4,6-4,7, а на третьей стадии извлекают катионы церия (III) и лантана (III) при том же содержании экстрагента и рН 5,0-5,1.
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 26 items.
20.02.2013
№216.012.2711

Устройство для производства твердого топлива

Изобретение относится к машинам для окускования топлива и технологии производства формованного твердого топлива, которое может быть использовано для коммунально-бытовых нужд и энергетической промышленности. Устройство для формования твердого топлива включает корпус со шнеком, загрузочный бункер...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475521
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.2786

Способ обработки призабойной зоны терригенного нефтяного пласта

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам интенсификации добывающих нефтяных скважин с использованием разъедающих веществ, и может быть использовано при обработке призабойной зоны глиносодержащего терригенного пласта. Технический результат - повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475638
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.02.2013
№216.012.2a69

Способ очистки сточных вод от фенолов

Изобретение может быть использовано при очистке фенолсодержащих сбросных вод, промышленных стоков, а также попутных вод нефтепромыслов. Для осуществления способа проводят каталитическое окисление фенолов марганецсодержащим окислителем в термостатированном реакторе с автоматическим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476384
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2abd

Способ переработки железной руды с получением пигмента и брикетов

Изобретение может быть использовано в лакокрасочной, фармацевтической, косметической, пищевой и металлургической промышленности. Способ переработки железной руды с получением пигмента и брикетов включает дробление железной руды, ее измельчение, мокрую магнитную сепарацию с получением магнитной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476468
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2cbf

Способ управления электромагнитным моментом асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором

Изобретение относится к области электротехники и используется для управления электромагнитным моментом асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, питающегося от автономного инвертора напряжения, в котором используются полностью управляемые транзисторы IGBT. Техническим результатом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476982
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.04.2013
№216.012.337d

Способ извлечения иттрия (iii) из растворов солей

Изобретение относится к способу получения солей иттрия (III) из бедного или техногенного сырья с помощью метода флотоэкстракции. Способ извлечения иттрия (III) из растворов солей включает флотоэкстракцию с использованием органической фазы и собирателя. В качестве органической фазы используют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478724
Дата охранного документа: 10.04.2013
27.04.2013
№216.012.3ac1

Система генерирования электроэнергии

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике, а именно к системам генерирования электроэнергии. Система генерирования электроэнергии содержит двигатель, подвижный вал, топливную систему, по меньшей мере один датчик двигателя, электрический генератор, датчик мощности генератора,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480602
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.05.2013
№216.012.3cd6

Способ извлечения катионов самария (iii)

Изобретение относится к области извлечения веществ органическими экстрагентами из водных растворов, в частности к способу получения катионов самария (III) из бедного или техногенного сырья с помощью метода жидкостной экстракции. Способ извлечения катионов самария (III) включает жидкостную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481141
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.05.2013
№216.012.3ef9

Устройство гарантированного электроснабжения

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности электроснабжения. Устройство содержит резервный дизель-генератор, блок развязки с энергосистемой, состоящий из выпрямителя, соединенного последовательно через шины постоянного тока с инвертором, и подключенный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481688
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.05.2013
№216.012.40f7

Способ извлечения европия (iii) из растворов солей

Изобретение относится к гидрометаллургии, в частности к способу извлечения европия (III) из растворов солей флотоэкстракцией. В процессе флотоэкстракции катионов европия (III) используют в качестве органической фазы изооктиловый спирт, а в качестве собирателя ПАВ анионного типа додецилсульфат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482201
Дата охранного документа: 20.05.2013
Showing 1-10 of 75 items.
10.01.2013
№216.012.1960

Способ комбинированной разработки месторождений

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при комбинированной отработке месторождений кимберлитовых трубок. Способ включает вскрытие месторождения подземными выработками, отработку части запасов открытыми горными работами, транспорт руды по подземным выработкам...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471988
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.19a2

Способ размещения трубы на изношенном участке трубопровода при его подземной прокладке

Изобретение относится к трубопроводному транспорту. В начале и конце изношенного участка трубы раскапывают два котлована. Из котлована увеличенной длины со стороны ввода новой трубы удаляют часть изношенной трубы, передвижной механизм снабжают выдвижным вниз кронштейном. После опускания участка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472054
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.19f0

Установка для испытания образцов материалов на усталость при сложном напряженном состоянии

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Установка содержит два двигателя разной мощности с параллельными валами и встречно направленными крутящими моментами, два рычага, одни концы которых соединены с валом соответствующего двигателя, захваты для образца, один...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472132
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.19f1

Установка для испытания материалов на трение

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Установка содержит основание, установленные на нем захваты образца и контробразца, механизм перемещения захвата образца, включающий колесо с приводом вращения, палец, эксцентрично установленный на колесе, шатун, в прорези...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472133
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.01.2013
№216.012.1c1c

Устройство для загрузки ленточного конвейера

Устройство содержит загрузочный желоб с прямолинейным наклонным участком (2) и примыкающим к нему криволинейным участком (3), разгрузочная кромка которого расположена над поверхностью грузонесущей ветви (1) ленты и ориентирована параллельно ей. Над криволинейным участком желоба размещен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472690
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d0c

Способ определения вертикальных сдвижений и деформаций

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для определения вертикальных сдвижений и деформаций земной поверхности вследствие ведения подземных и открытых горных работ. Техническим результатом является повышение точности определения оседаний, свободных от ошибок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472930
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d0d

Способ управления труднообрушающейся кровлей при отработке газоносных пластов в лавах с механизированными комплексами

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано в лавах с механизированными комплексами при отработке газоносных пластов с труднообрушающейся кровлей в широком диапазоне условий залегания угольных пластов. По мере подвигания лавы из специальных камер, пройденных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472931
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d0f

Тумба для поддержания повторно используемых подготовительных выработок

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для поддержания повторно используемых подготовительных выработок. Техническим результатом является повышение эффективности работы тумбы за счет создания предварительного распора при ее установке между боковыми породами....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472933
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d10

Способ перехода очистным забоем выработки, пройденной с подрывкой кровли пласта

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для перехода горных выработок механизированным комплексом при разработке угольных пластов. Техническим результатом является повышение эффективности возведения искусственной кровли в выработке, переходимой очистным забоем....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472934
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d11

Способ охраны повторно используемых подготовительных выработок

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для охраны подготовительных горных выработок. Техническим результатом является повышение эффективности и безопасности охраны повторно используемых подготовительных выработок путем установки на сопряжении очистного забоя,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472935
Дата охранного документа: 20.01.2013
+ добавить свой РИД