Способ разделения редкоземельных элементов иттриевой подгруппы

1 Св ИСАНИНА ИЗОЬРЕткни АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУПодписные группы И. 16 и 4 Ескевич и Е. Н, Патрушева К пусов ПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТО ИТТРИЕВОЙ ПОДГРУППЫ1960 г. за662309/23 в Комитет по делам изобретенийткрытий при Совете Министров СССР Заявлено 7 апре Опубликовано в Бюллетене изобретений3 за 1961 г. Известны способы разделения редкоземельных элементов посредством экстракции их в органическую фазу в виде комплексных соединений.Основной недостаток этих способов заключается в том. что растворимость комплексных соединений редкоземельных элементов в органической фазе низка. Кроме того известные способы предусматривают разделение не больше трех элементов.В предлагаемом способе разделения редкоземельных элементов иттриевой подгруппы в отличие от известных применяют такие комплексообразователи, которые как в свободном состоянии, так и в соединении с редкоземельными элементами хорошо растворимы в водной фазе и нерастворимы в органической фазе и дают максимальное различие в константах комплексообразования. В качестве таких комплексообразователей могут быть использованы этплендиаминтетрауксусная, нитрилотриуксусная кислоты и другие соединения.В качестве органических растворителей применяют такие, в которых все редкоземельные элементы, не связанные комплекссооразователем, ,полностью переходят в оргачическую фазу. В тех случаях, когда экстракцпи недостаточно, для повышения коэффициентов распределения применяют высаливание. При использовании в качестве вастворителеи трибутилфосфата, алкилфссфинокисей и алкилфосфонатов в водную фазу добавляют нитрит лития в соответствующей концентрации, при этом редкоземельные элементы вводят в систему в виде нитратов. Вследствие того, что органические расгворители обладают свойствами комплексоооразователей, выбирают такие растворители или условия, чтобы экстракция проводилась в области инверсии коэффициентов распределения, т. е. коэффициенты распределения более тяжелых элемен135646тов имели значения меньшие, чем коэффициенты более легких элементов. В противном слуае дсСГвия ОрГаническоГО растворитсс 1 я и ком 1- лексообразовате,я, на.(одягцсгся и влцом растворе, б)улут не согласованы.Степень связывания редкоземельных элементов в комнлексныс соединения зависит От;)1 раство)и. В слуае, если в процессе экст,)акции ГОдлеркивать Опрсдслсцнос знгчсн 1.с р 11, что дости 1 аетс 5 с ГО- моцью доавки лантана, то за одну операцию мж;о разделить 2- 3 элемента, При значениях р 11 3 - 4 все редкоземельные элементы по,- ностью связызаются с комплсксообразоваслсм в стехиомстрических с- отноцсния(Для Осуществленя конкурентно 0 0 мена в волной фазе в соответствии с константами комплексообразоьания и концснтрациямн неоо- ХОДИ;,1 избытк рс;ких зсзель в систсме.Для осуп 1 ествлеция четкоо разлеления всех рслкс)зс-мель:ьх элем(нтов иттрисвОЙ Группы, то не моКст быть достипуто только За счГ коцкурсцтц1 бмсна цр НоПлсксобразовании, Прим(;.як)т метод фронта;ьцго аца;Нза Спедли 51 я. В соответствии с этим методом редкоземельные элементы из ком;лскного соелиешгя вытесняются такими ионами, которые дают более и;)очные комплексные соелинсния с комплексоооразователем (Уп, 1-с, С и Д 1).). П)оцесс Осу(цествляо на многоступенчатых полупротивоточцых установках типа смсситель отстойник.П р и м е р 1. Разделение проводят ца полупротивоточной установке с неподвики 11 волнй фаЗОЙ. Редкозсмельныс элехСить в ко;и- е: тзс 85 - 100 г кис/1 в ННДе нит",)атов раствор 5 ют в 100 ц-,ом трибутилфосфатс, Волая фаза солержцт 700 - 800 г/.г нитрата аммония и полуто;)а-двухкратный избыток трилоца Б (по отношению к тякелыэлементам иттрнсвоЙ подгруппы - Е. - , Тп, Ь, 1 н) и имеет рН,9 - 2,Поссс заносне:ия 51 сек годнЙ )азсЙ ерсз сстем прптскаОт орГани 1 ескую фазу до тех ПОр, пока и;)айниЙ элсменГ ОбдгнцасмОЙ подгруппы це появится в последней ячейке.В холе процесса иттрий и более легкие элементы ухс)лят с Голов. ными фракциями растворителя, а тякелые элементы накапливгнтся в системе, при этом содержание тяжелых элементов Ег, Тц, УЬ, 1.н) водной фазе за одну опергцию увеличивается в 30 - 40 раз. Отделение редкоземельных элементов от комп.ексообразозатсля и выса,гивателя Осуцествляют по;Ность 0 ОдцократцоЙ экстрскциеЙ при рН =1,0 - 1,2. Оста 0 циЙся волнЙ раствор снов;1 нспользуот в работе 1 пр 5 сооветству 10 цей корректировке ,)11), а рслкозсмельн 1 с э 1 ементы реэкстраГи. руют из трибутилфосфата водой.П р и м е р 2. ЗаполняОт часть системы водным ра твслом с с- держанием 8 г экв/.г нитрата лития, 20 г/. Суммы редкоземельных элс(ентов и этилецдиаминтетрауксусноЙ кислоты в отношении редкоземельных элементов, как 1,2: 1; рН раствора 3 - 4 в остальные ячейки вводят;)аствор свооодного кмплексооразователя). Зате) Срез систему пропускаОТ 100 /д-цый трибутлфосфат и ОдеОв;)емснно вздят в водный раствор вытеснитсль раств;) азотцокислой меди).Редкоземе 1 ыые элементы, вытесненные из комплексооо;)азователя, переходят в проходяций через систему о)гапический;)астворитсл, проходят, обмениваясь, через ячейки, а затем снова полностью переходят В полнук) фазу в, пе;)БОЙ ячейке, солержагцсй свободный ко.;Нлексообразователь. Б пергую очерсль г, Оганчсск.,ю разу ухдит элсменть135646цериевой подгруппы и при дальнейшем введении меди происходит дополнительное Ооогащение тяжелых редкоземельных элементов. Даже на Одной экстракционной ступец 11 при молярном отношении Се: РЗ = = 1,1 получают в водной фазе фракшпо туллия, практически не содержащую иттрия. Повторяя этот процесс многократноложно осуществить полное разделение всех компонентов смеси.Предмет изобретенияСпособ разделения редкоземельных элементов 11 ттрпсвой подгруппы путем экстракции в органический растворитель, например в диизоамиловы 11 эфир метилфосфоновой кислоты, о тл ич а ю щи йся тем, по, с целью улучшения разделения, последнее проводят при протиьоточе 10 м или полупротивоточном контакт 11 ровании В экстракторе Органической фазы, содерхкащей указанные элементы с растзором комплексо образозателя, например с этплендпаминтетрауксусной кислотой, и высаливателя, например нитрата лития, либо с раствором, содержащим кроме комплексообразователя и вы:ализателя соль такого элемента, например, железа, меди, цинка, который дает с комплексообразователем более прочное соединенис, чем редкоземельные элементы.