Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦЕРИЯ

Изобретение относится к способам извлечения церия(IV) из сульфатных растворов методом экстракции и может быть использовано для концентрирования церия(IV) из руд, производственных растворов сложного солевого состава и в аналитических целях.

В качестве экстрагентов для извлечения церия применяют нафтеновые кислоты (RU 2320738, C22B 59/00), трибутилфосфат (RU 2293134, C22B 59/00).

При экстракции церия нафтеновой кислотой, растворенной в декане, выход металла составляет 73,5% (Девяткин П.М. Экстракция церия нафтеновыми кислотами // Вестник МГТУ, 2007. - Т.10, №4. - С.617-620).

Для извлечения церия трибутилфосфатом требуется предварительное окисление церия до четырехвалентного состояния для удовлетворительного отделения его от других лантаноидов. Недостатком применения трибутилфосфата в качестве экстрагента является дороговизна метода, использование агрессивных концентрированных растворов кислот, длительность и многостадийность процессов экстракции и реэкстракции (Скорик Н.А. Об экстракции четырехвалентного церия из азотнокислых растворов трибутилфосфатом/ Н.А. Скорик, А.Г. Сакович, И.В. Котлярова // Журн. неорг. химии, 1980. - Т.25, №10. - С.2775-2778).

Известен способ извлечения редкоземельных элементов (РЗЭ) из фосфогипса, включающий обработку фосфогипса раствором серной кислоты, фильтрацию и выделение из полученного раствора суммы РЗЭ (Пушкина Г.Я. и др. Применение ионообменника КМДФ для выделения РЗЭ из фосфатных и сульфатных растворов. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Химические проблемы ядерной энергетики, 1992, в.5, с.77-80). РЗЭ выделяют сорбцией на ионообменнике КМДФ. Степень извлечения не превышает 71%. Недостаток способа - низкая степень извлечения церия, высокая стоимость ионообменника и большая продолжительность процесса.

После обработки фосфогипса серной кислотой согласно способу, изложенному в патенте РФ (№2109686, 1998, C01F 17/00), редкоземельные элементы выделяют из полученного раствора в виде фторидов, для чего вводят фтористо-водородную кислоту. Степень извлечения РЗЭ из раствора - 76%.

Известен способ экстракция церия(IV) из 6-7 М растворов азотной кислоты и 1 М бромата калия 0,3 М раствором три-н-октиламина в хлороформе (Определение церия в сталях с предварительной экстракцией триоктиламином / Л.И. Харламова [и др.] // Завод. лаб., 1979. - N II. - С.988-990).

Недостатками этого способа является использование агрессивной среды 7 М HNO₃ в присутствии окислителя 1 М KBrO₃- Метод не обладает достаточной избирательностью и довольно длителен.

Заявляемое изобретение предназначено для расширения арсенала экстрагентов, используемых для извлечения церия.

Технический результат заключается в проведении процесса в более мягких условиях, не используя концентрированные растворы кислот, увеличении выхода церия при экстракции и повышении избирательности процесса.

Технический результат достигается тем, что процесс извлечения церия(IV) ведут из 0,5-2,0 М сульфатных растворов 0,32%-ным раствором 2-метил-8,9-дигидро[1,2,4]триазоло[1,5-α]хиназолин-6(7H)-она, растворенного в метиленхлориде, время контакта фаз составляет 15 мин, после расслоения органическую фазу отделяют и проводят реэкстракцию.

На фиг.1 представлена таблица, отражающая влияние концентрации H₂SO₄ на степень извлечения ионов Ce(IV).

Пример 1. В делительную воронку помещают 10 мл сульфатного раствора, содержащего 6 мг/мл церия(IV), и 10 мл 0,32%-ного раствора 2-метил-8,9-дигидро[1,2,4]триазоло[1,5-α]хиназолин-6(7H)-она, растворенного в метиленхлориде. Опыты проводились при различных значениях концентрации H₂SO₄ (0,50 М, 1,00 М, 2,00 М) (табл.), время контакта фаз составляло 15 минут.

После расслоения органическую фазу отделяют и проводят реэкстракцию. Содержание церия определяют в реэкстракте спектрофотометрическим методом при λ=310 нм.

Как следует из таблицы (фиг.1), наибольшая степень экстракции наблюдается при применении 0,50 М раствора серной кислоты и составляет 89,28%.

Пример 2. В делительную воронку помещают 10 мл 0,5 М сульфатного раствора, содержащего 0,5 мг/мл церия(IV). Добавляют железо, кальций, цинк, марганец, медь, иттрий. Прибавляют 10 мл 0,32%-ного раствора 2-метил-8,9-дигидро[1,2,4]триазоло[1,5-α]хиназолин-6(7H)-она, растворенного в метиленхлориде. Раствор тщательно перемешивают. Время контакта фаз составляет 15 минут.

После расслоения органическую фазу отделяют и проводят реэкстракцию. Атомно-абсорбционным методом установлено, что в реэкстракте содержится 92,7% церия, 1,6% железа, 1,5% кальция, 0,8% цинка, 0,2% марганца, 0,1% меди, 3,1% иттрия.