Способ отделения церия от редкоземельных элементов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 19,12,80 (21) 3220961/23-26 Р 1 М К з с присоединением заявки оС 01 Р 17/00 Государственный комитет СССР ло делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ОТДЕЛЕНИЯ ЦЕРИЯ ОТ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВИзобретение относится к способам отделения церия от редкоземельных элементов (РЗЭ) и может быть использовано в технологии выделения церия при получении окислов высокой чистоты.Известен способ отделения церия путем его окисления перманганатом калия, состоящий в том, что к кипящему азотнокислому раствору РЗЭ, содержащему церий, медленно добавляют содовый раствор перманганата калия.Выпавший осадок гидроокиси, церия и двуокиси марганца промывают кипящей водой, растворяют в соляной кислотЕ, восстанавливают церий до трехвалент-. ного состояния и отделяют от марган- . ца осаждением оксалата цения (Ц .Однако такой способ сложен, многостадиен и приводит к некоторому загрязнению окиси церия другими РЗЭ.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ отде" ления церия от РЗЭ, состоящий в том, что к азотнокислому раствору, содержащему церий, добавляют перманганат калия до слаборозовой окраски и водный раствор перемешивают с 1 М раство. зом Д 2 ЭГФК в органическом растворителе. Затем экстрагент разбавляют в 2 раза и перемешивают с водным раствором в течение 15 минВ процессе 5 окисления церия выпадает осадок двуокиси марганца (е(лО), препятствующий разделению фаз. Для растворения МпО в раствор вводят мягкий восстанови- тель (лимонную кислоту) иперемешивают в течение 10 мин. После этого органическую Фазу промывают 10 М НМО), разбавляют в 2 раза органическим растворителем и перемешивают с 2 М НЙО, содержащей НО 2, для переведения церия в водный раствор. После отделения 15 церия редкоземельныеэлементы осаждаются в форме оксалатов с целью их очистки от марганца. Достигаемая по предлагаемому способу степень выделения церия составляет 99,3% 21 .Недостатком известного способа является образование осадка двуокиси марганца в процессе окисления церия, что делает невозможным разделение органической и водной фаз. Это приводит 25 к необходимости проведения дополнительной операции растворения осадка реагентом-восстановителем. Однако полного растворения осадка двуокиси марганца добиться не удается, Поэто му сохраняются трудности, связанныеФормула изобретения 1. Способ отделения церия от редкоземельных элементов, включающий окисление церия перманганатом калия, экстракцию церия и редкоземельных элементов ди-(этилгексил)-фосфорной кислотой в органическом растворителе, последовательную резкстракцию редкоземельных элементов и церия азотной кислотой, содержащей восстановитель, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с .целью упрощения процесса эа счет сокращения числа,.операций,с разделением фаз и возможностью сорбции ценных компонентов осадком.Недостатком известного способа является также необходимость проведения процесса окислительной экстракциицерия в два приема с разбавлением 5экстрагента на стадии растворенияосадка двуокиси марганца лимоннойкислотой.Целью изобретения является упрощение способа, состоящее в устранении опе-.10раций двойного разбавления органического раствора, обработки органического раствора лимонной кислотой иотделении осадка окиси марганца.Поставленная цель достигается тем,15что раствор; содержащий РЗЭ и церий,обрабатывают органическим раствором,содержащим ди-(этилгексил)-фосфор-ную кислоту (Д 2 ЭГФК) и три-н-бутилфосфата (ТБФ) в органическом растворителе, отделяют экстракт и обрабатываютего перманганатом калия, реэкстрагируют в трехвалентные РЗЭ азотной кислотой с последующей реэкстракциейцерия азотной кислотой, содержащейвосстановитель.25При этом используют 0,5-1,0 моль/лраствора ди-(этилгексил)-фосфорнойкислоты, содержащего 10-20 трибутилфосфата, в органическом растворителе.Предпочтительно обработку органическим раствором вести при содержании10-20 ТБФ в смеси.В основе способа лежит обнаружен, ное явление растворения твердого перманганата калия как в чистом трибутил фосфате, так и в растворах Д 2 ЭГФК винертных растворителях (бензол, СС 14,предельные углеводороды), содержащихТБФ, что дает воэможность перманганат-иону вступать в молекулярный контакт с ди.-(этилгексил)-фосфатнымикомплексами церия в экстракте и вызывать быструю реакцию окисления. Вотсутствие трибутилфосфата перманганат калия не растворяется в ди- .-(этилгексил)-фосфатном экстракте РЗЭ45 и окисления церия не наблюдается даже при длительном перемешивании с твер-. дым перманганатом калия.В отличие от окисления церия по .известному способу, где в результате 50 восстановления марганца образуется осадок его двуокиси,. поспособу восстановления форма марганца присутствует в виде соли Мп(1 Ч) Д 2 ЭГФК, хорошо растворимой в органическом раст ворителе. Исследования показывают, что эквивалент перманганата по предлагаемому способу имеет то же значение, что по известному (1 моль КИпО окисляет 3 моля Се). Однако для 60 гарантии полноты окисления церия целесообразно брать некоторый избыток перманганата калия (3-5), чтобы устранить влияние возможных случайных восстановителей. 65 Проведение окисления церия обработкой экстракта, состоящего изД 2 ЭГФК и ТБФ и содержащего РНЭ ицерий, перманганатом калия позволяет исключить введение восстановителядля растворения осадка двуокиси марганца (лимонную кислоту) и двойноеразбавление экстрагента органическимразбавителем,П р и м е р 1. 50 мл азотнокислого водного раствора, содержащего1 г Рг и 1 г Се, нейтрализуют натриевой щелочью до рН 4-5 и встряхиваютв течение 5 мин с 213 мл 1 М раствора Д 2 ЭГФК в гептане, содержащего 20ТБФ, к которому предварительно добавляют при перемешивании 6,4 мл раствора йаОН (10 моль/л). После отстаивания органический экстракт переносятв сухой стакан, всыпают в него 0,393 гКМпОц и перемешивают механической мешалкой в течение 10-15 мин. Затеморганический раствор сливают в делительную воронку и встряхивают с равным объемом 4 МНИО в течение 10 мин,В результате этой операции Рг, Мд имарганец переходят в водный раствор,который отделяют от органической фазы. К органическому раствору, содержащему четырехвалентный церий, приливают равный объем 2 МНЙО,1, добавляют5,5 мл 3 М раствора йаМО, проводятреэкстракцию церия путем встряхивания в течение 5 мин и отделяют водныйраствор, содержащий церий.Степень выделения церия 99,8,чистота церия 99,94, Содержание церия в полученной смеси празеодима инеодима равняется 0,2. Содержаниемарганца в образцах РЗЭ не более10 .Таким образом, предлагаемый способпо сравнению с известным исключаетоперацию растворения осадка двуокисимарганца, в результате чего достигается упрощение процесса. Кроме того,процесс экстракции церия проводитсябез дополнительного разбавления экстрагента разбавителем, что устраняет необходимость концентрированияэкстрагента перед повторным использованием.952742 Составитель Н.костенкоРедактор Л.Лукач Техред Т.фанта Корректор С Шекмар Заказ 6191/32 Тираж 509 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП фПатентп, г.ужгород, ул.Проектная, 4 в качестве экстрагента используютсмесь ди(этилгексил)фосфорной кислоты и три-Н-бутилфосфата и окисление .церия проводят в органическойфазе. 3 52. Способ по п.1, о т л и ч а ю " щ и й с я тем, что используют 0,5- 1,0 моль/л раствора ди-(этилгексил)- -фосфорной кислоты, содержащего 1020 трибутилфосфата, в органическомрастворителе.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Серебренников В.В. Химия редкоземельных элементов. Томск, 1961,с.390.2. Т.А.Ваг.1 ег, Е.Е.Кейспеп 1 пд.Еп 9. сЬеа, 53, 1961, Р 8, р 651