×
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 11-20 of 26 items.
10.06.2013
№216.012.488b

Способ получения брикетов из руд и концентратов черных металлов

Изобретение относится к подготовке металлосодержащего сырья к металлургической переработке, в частности к брикетированию руд и концентратов руд черных металлов. Способ получения брикетов из руд и концентратов руд черных металлов включает смешение полидисперсных руд черных металлов и/или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484151
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.06.2013
№216.012.488e

Способ переработки отходов, содержащих цветные и платиновые металлы

Изобретение относится к металлургии благородных металлов и может быть использовано для получения цветных, благородных металлов и их сплавов, получаемых при утилизации электронных приборов и деталей, а также для переработки бракованных изделий. Способ включает шихтовку отходов с флюсом, плавку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484154
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.08.2013
№216.012.5ca6

Способ перегрузки и усреднения руды на складах при циклично-поточной технологии открытых горных работ

Изобретение относится к способу, предназначенному для перегрузки и усреднения в процессе отгрузки со слада определенной конструкции различных насыпных материалов (руд металлов, апатита, угля и др. при заборе их с торца штабеля). Способ перегрузки и усреднения руды на складах при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489339
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.11.2013
№216.012.8000

Способ стабилизации электрических параметров в газоразрядных приборах с отрицательным сопротивлением

Изобретение относится к плазменной электронике к области подавления неустойчивостей характеристик плазменных приборов с отрицательным сопротивлением. Способ стабилизации электрических характеристик в газоразрядных приборах с отрицательным сопротивлением включает создание основного разряда между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498441
Дата охранного документа: 10.11.2013
27.07.2014
№216.012.e528

Способ определения концентрации элемента в веществе сложного химического состава

Использование: для определения концентрации элемента в веществе сложного химического состава. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют облучение пробы анализируемого вещества монохроматическим гамма- или рентгеновским излучением с одновременной регистрацией интенсивностей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524454
Дата охранного документа: 27.07.2014
27.09.2014
№216.012.f79f

Способ кристаллизации фосфатов рзм из растворов экстракционной фосфорной кислоты

Изобретение может быть использовано в химической промышленности при переработке апатитового сырья на минеральные удобрения. Для кристаллизации фосфатов редкоземельных металлов (РЗМ) из пересыщенных растворов экстракционной фосфорной кислоты используют твердый затравочный материал -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529228
Дата охранного документа: 27.09.2014
20.04.2015
№216.013.41d7

Способ извлечения катионов еu из водно-солевых растворов

Изобретение относится к способу извлечения катионов европия (III) из бедного или техногенного сырья с помощью жидкостной экстракции. Способ извлечения катионов европия (III) включает жидкостную экстракцию из водно-солевых растворов с использованием в качестве экстрагента изооктилового спирта....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548353
Дата охранного документа: 20.04.2015
20.04.2015
№216.013.43ba

Способ извлечения катионов самария (iii) из водных фаз

Изобретение относится к способу извлечения самария (III) из бедного или техногенного сырья, в частности флотоэкстракцией из водных фаз. В процессе флотоэкстракции самария (III) в качестве органической фазы используют изооктиловый спирт, а в качестве собирателя - ПАВ анионного типа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548836
Дата охранного документа: 20.04.2015
20.06.2016
№217.015.0375

Способ разделения эрбия, самария и празеодима олеиновой кислотой из нитратно-хлоридных сред

Изобретение относится к технологии получения редкоземельных металлов из низкоконцентрированного или вторичного сырья на стадии разделения суммы лантаноидов. Способ разделения эрбия, самария и празеодима из нитратно-хлоридных растворов включает контакт экстрагента и раствора, перемешивание...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002587699
Дата охранного документа: 20.06.2016
13.01.2017
№217.015.80de

Способ извлечения лантана(iii) из растворов солей

Изобретение относится к способу извлечения лантана (III) из растворов солей. Способ включает флотоэкстракцию с использованием органической фазы, в качестве которой используют изооктиловый спирт, и собирателя, в качестве которого используют ПАВ анионного типа - додецилсульфат натрия в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602112
Дата охранного документа: 10.11.2016
Showing 11-20 of 75 items.
20.01.2013
№216.012.1d12

Способ управления труднообрушающейся кровлей при входе механизированного комплекса в демонтажную камеру

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при отработке угольных пластов при входе механизированного комплекса в демонтажную камеру в широком диапазоне условий залегания угольных пластов. До подхода лавы в кровлю пласта бурят скважины со стороны выемочных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472936
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d13

Устройство для проведения ниш в длинных комплексно-механизированных очистных забоях

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и предназначено для проведения ниш в длинных комплексно-механизированных очистных забоях, работающих на пластах средней мощности с вязкими углями. Устройство для проведения ниш в комплексно-механизированном очистном забое включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472937
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.2076

Пластинчатый конвейер

Изобретение относится к магистральным пластинчатым конвейерам увеличенной длины. Техническим результатом изобретения является повышение тягового усилия, реализуемого промежуточным приводом. Пластинчатый конвейер содержит пластинчатую ленту, состоящую из настила, прикрепленного к двум тяговым...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473811
Дата охранного документа: 27.01.2013
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
№216.012.2776

Способ крепления призабойной зоны продуктивного пласта газовых скважин

Изобретение относится к газодобывающей промышленности, в частности к способам крепления призабойной зоны продуктивного пласта. Технический результат - повышение эффективности крепления путем создания устойчивого объемного осадка при максимальном сохранении емкостных и фильтрационных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475622
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
20.02.2013
№216.012.2790

Способ отстройки нерабочего борта карьера

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для отстройки нерабочего борта карьера при открытой разработке крутопадающих и наклонных месторождений. Техническим результатом является повышение углов погашения бортов, сокращение объема вскрыши и оптимизация работы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475648
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.27b6

Способ непрерывного контроля уровня расплава в ванне рудно-термической печи, работающей в режиме сопротивления

Изобретение относится к области электротермии, а именно к контролю технологических параметров при производстве плавленых фосфатов, карбида кальция в рудно-термических печах, и может быть использовано в цветной металлургии. Технический результат - повышение оперативности и точности измерений....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475686
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.02.2013
№216.012.2a55

Нагнетательная пневмотранспортная установка

Нагнетательная пневмотранспортная установка содержит воздуходувную машину, нагнетательный трубопровод, загрузочный бункер и питатель для подачи груза в нагнетательный трубопровод. Со стороны воздуходувной машины нагнетательный трубопровод состоит из одного или нескольких разъемных участков. При...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476364
Дата охранного документа: 27.02.2013
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
+ добавить свой РИД