Способ выделения европия

транства. В катодное пространство помещают 25 мл децимолярного лимоннокислого раствора р.з. элементов и фосфата калия с рН 8, причем соотношение должно находиться в пределах (1-1,5);(1-3). При меньших соотношениях происходит неполное выделение европия из смеси р.з. элементов заЪ- счет недостатка ионов РО 4, при больших - резко увеличивается степень использования электроэнергии на побочные процессы (тепловое разогрева ние электролита и т.д.)..В качестве катода использУется индиево-галлиевая эвтектика с т.пл.15,8 С, а в качестве анода - платионовая проволока. Площадь индиевогаллиевого катода составляет 12,4 см Для перемешивания электролита производится барботаж азота, очищенного от О , СО и Н 20, через раствор, помещенный в катодное пространство. Потенциал индиево-галлиевого катода поддерживают постоянным, равным 1,9 В относительно насыщенного каломельного электрода (Н.К.Э.) в течение всего времени электролиза. При более положительных потенциалах индиево-галлиевого катода скорость восстановления Ецф до Ец значитель+ но уменьшается. При более отрицательных потенциалах увеличивается конкрурирующее влияние процесса восстановления водорода на катоде, тем самым значительно уменьшается выход Ец+ В результате электролиза происходит восстановление Ец до Ец, который образует малорастворимую соль с присутствующими в растворе ионами РО и находится в нем в виде мелко 4дисперсной взвеси, которая не блокирует индиево-галлиевый катод и тем самым не препятствует полному протеканию процесса восстановления Ец до Ец . Другие р.з, элементы, в том.тчисле самарий и иттербий, остаются в растворе и могут быть отделены от Ец(РО 4) Фильтрованием.Эффективность процесса может быть охарактеризована двумя параметрами: степенью полноты выделения целевого продукта, в данном случае европия, или селективностью процесса, что достигается в предлагаемом изобретении быстротой выделения целевого продукта, т,е. временем, затраченным при выделении целевого продукта. Выполнение целевой задачи согласно первому параметру возможно и при других потенциалах катода, а именно от -1,7 до -2,2 В относительно н,к.э положительнее и отрицательнее котоРых процесс восстановления Ец+ъ до Ец+ практически прекращается. Однако при более положительном потенциа 50 55 40 65 Использование иона РО 4 в качест 3 ве осадителя базируется на его свойстве образовывать в этих условиях в электролите мелкодисперсную взвесь, которая не блокирует индиево-галлиевый катод и тем самым не препятствует полному протеканию процесса восстановления Ец+1 до Ецф При использовании других осадителей р,з. ионов в двухвалентном состоянии,9 инапример БО С 04, СО и т.д., достичь полного выделения европия невозможно. В одном случае это сопряжено с образованием осадка на поверхности катода, в связи с чем происхо. - дит его блокировка, как это наблю 2- дается в присутствии ионов БО 4 При использовании, например СО не образуется малорастворимого соединения ле индиено-галлиевого катода, чем-1,9 В относительно н.к,з., скоростьвосстановления Ец+ до Ецф значительно уменьшается. Уменьшение жескорости восстановления Ец до Ец+приводит к увеличению времени, необходимого для выделения определенногоколичества европия. Аналогичный результат получается и при потенциалах катода более отрицательных, чем-1,9 В относительно нас.к.э., с тойлишь разницей, что уменьшение выхода Ецф объясняется в этом случаеф 2.увеличением скорости восстановленияи он ов в од о рода н а и нди ев о- г алли ев ом 15 катоде. Таким образом, выбор потенциала катода в виде единичного значения продиктован полученными экспериментальными результатами.Цитратные растворы выбраны в связи с тем, что восстановление р.з.ионов из растворов простых солей наиндиево-галлиевом катоде практическине протекает из-за низкого значениярН (лЗ)., в результате чего происходит восстановление лишь ионов водорода. Увеличение рН приводит к выпадению гидроксидов р.з. элементов.Р.з. ионы в водном растворе могут находиться в щелочной области (рН 37)лишь в присутствии комплексообразующегося агента, роль которого в этомслучае выполняет лимонная кислота.Что же касается возможности использования других комплексообразующихагентов, то следует указать, что приих применении, в частности этилендиаминоуксусной кислоты, нитрилотриуксусной кислоты, пирофосфата натрияи т.д., происходит уменьшение скорости восстановления Ец+Здо Ец+ с 40 выделением последнего в виде Ец(Р 04.)Поэтому предлагаемый комплексообразующий агент - лимонная кислотапозволяет достичь в данном случаеоптимальную скорость восстановления 45 Ец до Ец+ с выделением последнегов ниде Ец(РО,)2 .1000470 формула изобретения Составитель О. Эобнин Редактор В. Петраш Техред А.Бабинец, Корректор С. ШекмарЗаказ 1282/24 Тираж 641 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП фПатент, г. ужгород, ул. Проектная, 4 Ецф 2, что связано, по всей вероятности, с невозможностью достичь в этих условиях произведения растворимости данного соединения Таким образом,. использование ионов РО в качестве4осадителя в данном случае соответствует цели изобретения.Изобретение имеет следующие преимущества. Вместо токсичной ртути в качестве катода используется жидкий индиево-галлиевый сплав, тем самым улучшается охрана труда. В противоположность прототипу на индиевогаллиевом катоде происходит лишь восстановление Еи+до Ец, в то время как другие р.з. ионы не претер певают изменений, что позволяет увеличить селективность отделения европия от других р.з. элементов в цитратных растворах. Например, при электролизе цитратных растворов Ец , 20 содержащих ионы Яв+1 и Сйф", в присутствии КРО 4 на индиево-галлиевоМ электроде в течение 10 мин выцеляют Ец(РО.)2 с содержанием микропримесей других р.з . элементов менее 0,1 . 25 для достижения аналогичного результата по способу-прототипу необходимо как минимум двукратное проведение процесса электролитического разделения этих элементов. ЭОВыделение европия из смеси р.з. элементов предлагаемым способом происходит со значительно меньшей затратой времени. Так, при электролизе цитратных растворов (С = 16 г/л Ьп+ ) .З 5 концентрата гадолиния, содержащего по данным спектрального анализа 5,1 Ъ европия, на индиево-галлиевом катоде в течение 5 мин выделяют 0,22 г Ец(РО)1, что составляет 28,8 евро"4 О пия (в пересчете на металл) от исходного. Аналогичный результат по способу-прототипу достигается за.35- 40 мин электролиза,Электролиз цитратных растворов европия н смеси с другими р.з. эле ментами на индиево-галлиевом катодепоэволяет/более полно выделять европий, так как образующийся фосфатевропия (11) находится в растворев виде взвеси и не блокирует индие-.во-галлиевый катод. При электролизеже по способу.-прототипу сульфат европия, осаждаясь на ртутном катоде,блокирует его поверхность, тем самымпрепятствует дальнейшему более +полному восстановлению Ец до Ец . 1. Способ выделения европия из раствора смеси солей рчкоземельных элементов путем электролиза на жидком катоде, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения условий труда, повышения селективности выделения целевого продукта и ускорения процесса,. в качестве раствора смеси солей редкоземельных элементов используют цитратный раствор и процесс ведут в присутствии фосфатсодержащего соединения, в качестве жидкого катода используют индиево-галлиевый катод и электролиз ведут при потенциале катода -1,9 В относительно насыщенного каломельного электро- да.2, Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что используют фосфатсодержащее соединение в количестве, обеспечивающем соотношение ионов европия и фосфат-ионов (1-1,5):(1-3),Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Зеликман А.Н. и др. Металлургия редких металлов. М., фМеталлургияф, 1978, с. 514-529.2. Серебренников В.ВХимия редкоземельных элементов, Томск, изд-воТомского ун-та, 1961, т. 2, с, 408,424, 425.