Способ хроматографического концентрирования примесей редкоземельных элементов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН 19) 111ф ОПИСАН ЕТ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 6 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Государственный ордена ОктябрьсюйРеволюции научно-исследовательский ипроектный институт редкометалличесюйпромышленности(86) 1. Рябчиков Д. ИРябухин В. А.Аналитическая химия редюземельныхэлементов и иттрия. М.,: Наука", 196с, 63-78.2, Журнал аналитической химии, 1978,т. 33 в вьщф 8, с. 1888-1868.3, Езде В.А. апд АЬгепк .Н.Апа 1. с 11 ев. асйа. 1962, Ч. 26,р. 355-362,( 54) (57) СПОСОБ ХРОМАТОГРАфИЧЕСКО 1 О КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ПРИМЕСЕЙ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ преимущественно для ж последуквцего ,аналитического определения, включающий обработку пробы смесью минеральных ,кислот, содержащей фтористоводородную кислоту, отделение осадка и его обработ 1 ку, отличающийсятем,что, с целью сокращения врвени процесса, для обработш осадка используют смесь, состоящую из 1,3-1,7 М раствора нитрата алвминия в 1;0-3,0 М азотной кислоте и 3,0-3,5 М водного раствора нитрата лития, взятьас в объемном соотношении 1:3,8-4,5, к полученному растввру до- аЩ бавляют винную кислоту и насыщенный раствор гидрооижи лития в 3,0-3,8 М растворе нитрата лития до рН 1,8-2,8, затем пропускают через колонку, заполненную инертным насителем с нанесенным иа него трибутилфосфаи ом.7 сс 2 Наиболее Близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ хроматогрвфического концентрирования примесей РЗЭ на катионсобменной смоле Дочех 50 Я ХР 1, согласно этому способу навеску пробы горной породы обрабатывают смесью минеральных кислот, содержащих фтористоводородную кислоту. Осадок растворяют в соляной кислоте, раствор декантируют, обработку нерастворившегсся остатка повторяют, Операцию растворения пробы повторяют 3-4 раза. Солянокислые растворы объединяют и пропускают через колонку, заполненную катионообменной смолойДоьет 50 8 Х со скоростью 10 мл/ч.Для элюирования нередкоэемельных примесей колонку промывают 330 мл 3 н. соляной кислоты со скоростью 15 мл/ч.Примеси РЗЭ элюируют 500 мл 6 н,соляной кислоты со скоростью 20 мл/ч.Недостатком такого способа являетсядлительность предварительной подготовки хРоматогРафиРУемого РаствоРа, обусловленная необходимостью многократной обработки нерастворившегося остатка, низкая скорость хроматографирования раст вора (не более 20 мл/ч), в результате чего весь цикл хроматографического конценгрирования РЗЭ на катионообменн;.Л смоле занимает ъ 50 ч.Цель изобретения - сокращение времени процесса.Поставленная пель достигается тем, что согласно способу кроматографического концентрирования примесей редкоземельных элементов преимущественно для их последующего аналитического определения, включающему обработку пробы смесью минеральных кислот, содержащей фтористс водородную кислоту, отделение осадкаи его обработку, для обработки исполь зуют смесь, состоящую из 1,3-1,7 М раствора нитрата алюминия в 1,0-3,0 М азотной кислоте и 3,0-3,5 М водного раствора нитрата лития, взятых в объемном соотношении 1:3,5-4,5,к полученному раствору добавляют винную кислоту и насыщенный раствор гидроокнси лития в 3,0-3,5 М растворе нитрата лития до рН 1,5-2,5, затем пропускают через колонку, заполненную инертным носителем с нанесенным на него трибутилфосфатом.При соотношении нитрата алюминия (1,7 М) в азотной кислоте (ЗМ) и водного раствора нитрата лития (3,5 М) выше 1:4,5 осадок фторидов растворяется не полностью, при соотношении ниже 1:3,5 примеси РЗЭ не полностью вьщеляются 1 .1 057Изобретение относится к аналитическойхимии, а именно к способам хроматографического концентрирования редкоземиыхэлементов, и может быть использованодля осуществления аналитического контроля процессов переработки природныхобьектсв,Известны способы концентрированияпримесей редкоземельных элементов (РЗЭ)из природных объектов, основанные на 10нх осаждении в виде оксалатов, гидроокисей нли фторидов 1 .Недостатком способа, основанното наосаждении РЗЭ в виде оксалатов являетсянеполное выделение РЗЭ иэ-за повышенной растворимости иттриевой группы, аспособы, основанные на осаждении РЗЭв виде гидроокисей или фторидов, характеризуются недостаточной селективностьюпо отношению к железу, алюминию и 20другим элементам. Это обусловливаетнеобходимос ть проведения ряда дополнительных операций по доочистке РЗЭ,что значительно повышает трудоемкостьс тадии концентрирования. 25Известен способ концентрирования примесей РЗЭ, включающий их экстракционное извлечение диактипирилметаном (ДАМ)иэ соляиокислых растворов. Согласно этому способу к навеске горной породы добавляют растворы носителей лактана искандня, обрабатывают смесью минеральных кислот, содержащих фтористоводородную кислоту, упаривают. Обработку фторис-,тсводородной кислотой повторяют, добавляясерную кислоту,и раствор снова упариваютдосуха. Остаток обрабатывают концентрированной соляной кислотой, добавляют воду и упаривают до влажнщх солей,которые растворяют в разбавленной соляной кислоте, добавляют раствор хлорного40железа и осаждают гидроокиси. Осадокотфильтровывают, промывают расвсромгидроокиси натрия и растворяют в солянойкислоте. Солянокислый раствор переносят в делитепьную воронку, до 45бавляют . 10 -алый раствор ДАМ вохлороформе, выдерживают 20-30 мин,добавляют раствор й Н 4 .сСЙ и встряхивают в течение 1 мин. Органическийслой отбрасывают и экстракцню пов 50торяют. Затем водную фазу промывают 1-.2 раза хлорформом и фильтруют в кюветудля последуклцего определения . примесей РЗЭЫ 3.Недостаток указанного способа состоит 55в применении длительных и трудоемкихопераций, Время выделения суммы РЗЭсоставляет ъ 5 ч.Составитель Е. ДанилинРедактор Н. Безродны Техред И.Метелева Корректор В.Бутяга Заказ 9574/44 Тираж 873 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 1057в концентрат. При концентрации растворов нитрата алюминия менее 1,3 и азотной кислоты менее 1 М осадок фторидоврастворяется не полностью, При концентрации раствора нитрата лития менее 3 Ми значении рН менее 1,5 РЗЭ выделяются в концентрат не полностью. Применение растворов нитрата алюминия более,7 М, нитрата лития более 3,5 М, азот 1 ной кислоты более 3 М возможно, но нецелесообразно, так как при этом увеличивается расход реагентов без улучшениярезультатов. При значении рН более 2,5хроматографирование затрудняется иэ-загидролиэа алюминия,15П р и м е р 1, Навеску анализируе-.мого апатита массой 0,1 г помещаютво фторопластовую чашку, добавляют 5 млконцентрированной соляной кислотыи 10 мл смеси фтористоводородной кислоты, азотной кислоты и перекиси водородав соотношении 1:1:0,1 и упаривают довлажных солей, добавляют 5 мл концентрированной фтористоводородной кислоты ивновь упирают до влажных солей, добавляют 10 мл 10%-ной фтористоводороднойкислоты и осадок фильтруют через фильтрбелая лента". Осадок на фильтре промывают 50 мл 10%-ной фтористоводороднойкислоты и переносят в стеклянный стакан15 мл смеси, состоящей из 1,7 М растворанитрата алюминия в 3 М азотной кислоте и3,5 М водного .раствора нитрата лития,взятътх в объемном соотношении 1;4,5,Содержимое стакана нагревают до полного растворения осадка.Раствор обрабаты 35вают винной кислотой в количестве0,020 г на 1 мл смеси. После растворе-ния винной кислоты раствор нейтрализуютнасьпценным раствором гидроокиси лития в403 5 М водном растворе нитрата лития доУрН 2. Контрольпроводят по универсаль 799 4ной индикаторной бумаге. Пол ен ный раствор пропускают через стеклянную хроматографичсскую колонку диаметром 15 мм, заполненную сорбентом 6,0 г силиконизированного крупнопористого силикагеля с размером зерна 0,1 мм + + 3,5 мл трибутилфосфата (высота слоя сорбента 12,0 см), со скоростью 2 млlсм мин. Перед началом работы на колонке ее промывают 40 мл 3,5 М водного раствора нитрата лития, После пропускания раствора пробы колонку промывают 50 мл 3,5 М водного раствора нитрата лития. Элк,атьт отбрасывают. Далее через колонку пропускают 40 мл 0,1 М соляной кислоты, элюат (концентрат РЗЭ) собирают в стеютянный стакан, В концентрат выделяется более 99,0% РЗЭ.После выделения концентрата РЗЭ через колонку пропускают 40 мл 1,5 М азотной кислоты и 40 мл дистиллированвой воды. Элюаты отбрасывают.П р и м е р 2. Навыка анализируемого апатита массой 0,1, последовательность всех операций аналогична примеру 1. Осадок фторидов обрабатывают 1 5 мл смеси, состоящей из 1,3 М раствора нитрата алюминия в 1 М азотной кислоте и 3 М раствора нитрата лития, взяти в объемном соотношении 1:4,5. Раствор нейтрализуют до рН 1,5 насыщенным раствором гидроокиси лития в 3 М раст воре нитрата лития. Хроматографированив проводят так, как в примере 1.В приведенных примерах продолжительность концентрирования примесей РЗЭ составляет 2-2,5 ч.Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известными позволяет лг в 20 раз сократить время процесса концентрирования примесей редкоземельных элементов.