Способ получения экстрагента для извлечения редкоземельных элементов

пФТенту-те , Ф оеотекаГд Оп ЙСАНИЕ Союз Советскик Социалистических Республикц 655697 6) Дополнительно свил-в лево 01.06,76 (21) 2368451/23)М.К рисоедииеиием зая С 07 С 51/2 С 07 С 53/О ВОЗ Э 1/О ооударственный комн СССР оо делам изобретенн н открытий(71) Заявите И. Ленина вхский политехнический институт им.(54) СПОСО ЛУЧЕНИЯ ЭКСТРАГЕНТА НЛЯ ДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЛЕЧЕНИ ва- анц ких ыхсфоратумар оро 15,3 17,7 57 1 ве 9,930,8 мг КОН/г. Изобретение относится к способу получения экстрвгента для извлечения суммы редкоземельных элементов (РЗЭ)Известно использование в качестве экстрвгентов алифатических монокарбоноиых кислот фракции Ст- Сдля разделения кобальта и никеля 11.Для извлечения алюминия, галлия, индия, урана и тория из суммы РЗЭ находят применение нвфтеновые кислоты 21. Также известно использование разветвленных монокврбоновых кислот С,) - С для извлечения металлов, например трехвалентного железа 31, меди, никеля и кобальта 4.Однако указанные экстрвгенты не позволяют извлекать металлы редкоземельной группы.Следует отметить, что известны различные способы получения вышеуказанных экстрвгентов, например окислением парафиновых или нвфтено-изопврафиновых углеводородов. Получение синтетических жирныхнвфтеновых кислот ведут с использнием в качестве катализаторов маргвых и кальциевых солей алифатическислот С, - С, или нвфтеновых.Окисление нафтено-изопврвфиновуглеводородов, выделенных из трапматорного масла, ведут при темпероре 130 С, скорости подачи воздух300 л/ч, в присутствии нвфтенатаца (0,0345% нв исходные углеводды), в течение 12 ч.Получают оксидат следующего сва, вес,%;Смесь нафтеновыхи жирных кислотОксикислотыНеомыляемые веществаВодорастворимыешества .С кислотным числом Эгот оксидвт обладает рядом недоставв а именно высоким содержанием.иео.=кислоты 39,2Водо-спирторастворимыевещества 27,6Оксикислоты 24,3Неомыляемые вршества . 8,9Кинетика накопления функциональныхгрупп и образования продуктов реакциипредставлена в табл, 1-3.40Катализатор содержит 0,38 вес,%.марганца и различные количества кельдия (019, 038 0,57 и.0,76 вес.%).Таблица 1 0 63 71,1,9 163,3 3 166,0 0 мыляемых веществ, невысоким содержа-, нием кврбоновых кислот 51.Переработка таких оксидатов требует дополнительных затрат по выделению и дальнейшему окислению неомыляемых 5 веществ, Кроме того, оксидаты являют- ся лишь исходным продуктом для получения синтетических жирных кислот, извлечение которых требуетдополнительных операций, что делает процесс сложным и 1 О дорогим, Высокое содержание неомыляемых веществ исключает возможность применения таких оксидатов в качестве экстрвгентов для извлечения различных металлов. 15Целью изобретения является разработ. ка способа поЛучения новых экстраген-, тов на основе разветвленных карбоновых кислот для извлечения суммы ГЗЭ.Поставленная цель достигается спосо-, 20 бом получения экстрвгента для извлечения РЗЭ - оксидата, содержащего, вес.%:Разветвленные карбоновыекислоты39,2-42,2Оксикислоты23,5-24,3Водо-пирторастворимые вешес.ва 26,0-27,6Неомыляемые вещества 7,8 8,9 путем окисления высокомолекулярной изо- ЗО парафино-нафтеновой фракции, содержащей 78,8%изопарафйнных и 21,2% нафтеновых углеводородов с общим числом атомов углерода 27-42, кислородом воздуха со скоростью 1,3-5,2 л/мин на 100 г исхонной смеси углеводородов при 130- 145 С в присутствии в качествекатали" затора смеси марганцевых и кальциевых солей разветвленных карбоновых кислот С 44вес % по металлу и времени окисления 8-10 ч. В качестве исходной смеси углеводородов обычно используют второй боковой погон депарафинизированной масляной фракции газа.45Катализатор готовят на основе нерастворимых в воде разветвленных карбоновых кислот С,- С 6, выделенных из оксидатов, полученных окислением изопарафино-нафтеновыхуглеводородов в50 присутствии перманганата калия. Эти карбоновые кислоты смешивают с исходными изопарафино-нафтеновыми углеводородами в соотношении 1: 1, смесь омыляют55 7%-ным спиртовым раствором едкого калив теченМе 12 ч, охлаждают до 80 90 С игвводят водный раствор хлористого мвргайда в эквивалентном количестве. Осадок 7 4отфильтровывают, промывают и сушат до постоянного веса.Кальциевую соль этих кислот готовят на той же основе, проводя омыление 15%-ным раствором гидроокиси кальция.Из полученных двух катализаторов готовят смеси марганцевых и кальциевых солей разветвленных карбоновых кислот,П р и м е р 1. 100 г изопарафинонафтецовой фракции, содержащей 78,2% изоцарафиновых и 21,8% нвфтеновых углеводородов с числом атомов углерода 27-42 ( Я 0,8114; мол,вес 458;859% Сф 14 ю 04% Не О д 14480 в вязкость 7,78 сСт при 400 С т, пл.о о, ф 38,6 С; т. кип, 195-320 С/2 мм рт.ст., содержание масла 0,5%), смешивают с катализатором, содержащим 0,38 вес.% марганца и 0,57 вес,% кальция (марганец; кальций . 1:1,5), тщательно размешивают, нагревают наоводяной бане до 90 С и затем загружают в предварительно разогретый реактор, через который пропускают воздух со скоростью 2,6 л/мин. В течение 30 мин температура массы поднимаетсяцо 140 С.Окисление ведут 10 ч.Получают оксидат следующего состава вес %Разветвленные кврбоновыеыход,Время окисл водокарбонеомы ляемые ния ок кс водосу оксикислоты пирспиртораствори кисл новые овь исл кисл вещес нени кис лоты творимые вещества ства 0 1,9 40,5 49,4 63,1 81,0 4 9,2 20,223,0 9,0 0,3 9 47,4 32,1 55,89,7,9 .63,0 ,8 65,2 8,7 111,5 7,6 115,9 1 2 62,1 0,8 9,2 8,9 2 39,6 9 риме ично приают окси анало Получ вес,% 42,2 23,5 Денные табл. 1 показывают, что оксидат с максимальным кислотным числом (172,3 мг КОН/г) получают при иМ пользовании в качестве катализатора смеси марганцевых и кальциевых солей разветвленных карбоновых кислот в соотношении 1: 1, 5 ( 0,38: О, 57 вес, %).Кроме того, при указанном соотношении (1:1,5) удается достичь большой глубины окисления - оксидат на 911% состоит из оксисоединений, из которых карбоновые кислоты с кислотным числом 115,9 мг КОН/г составляют 392%,22,6 87,7 80,6 31,6 1 03,8 85,2 34,6 104,0 87,2. Процесс ведутомеру 1; но при 130 С,ат следующего состава,Карбоновые кислотыОксикислотыВодо-спирторастворимые вещества 260 Неомыляемые вещества 7,8."-кстракционные свойства оксидата с кислотным числом 172,3 мг КОН/г показаны на извлечении европия (0,577 г/л по металлу), лантана (0,7038 г/л0,0358 0,0508 0,1473 0,5418 0,5268 0,4303 8,0 8,7 9,3 6,8 8,8 25,5Нля сравнения взят оксидат с кислотным числом 70 мг КОН/Г полученный известным способом. Т аблица 5 00564 0,0555 О, 0498 94,3 92,8 83,2 37.3 0,0598 О, 0598 0,0598 О, 0223 0,0598 Общее извле-.чение 0,23.92 76,9 01840 7 6556по металлу) иэ смеси (2,99 г/л)содержащей лантан неодим, празеоцимевропий, гольмий лютеций, циспроэий,церий, самарий, арбий,Оксицат растворяют в сульфировлнномкеросине или бензоле ( 1 М раствор)Соотношение между объемами органической и водной фаз 1;4, Экстракциюпровоцят путем контактирования органической и водной фаз в делительной10своронке при 25 С и постоянном встряТаким образом, с увеличением кислот- цного числа оксидата акстракционнаяспособность его увеличивается. хивапии. Время контакта 20 мин, вре-,мя разделения 1 ч. рН срецы создаютцобавлением гидроокиси аммония илиедкого патра.Реакстракцию металлов иэ органической фазы проводят азотной или соляной кислотой в разведении 1:5. Соотношение между органической фазой иреакстрагентом 1;4,Результаты акстракции указаны втабл. 4. В табл. 5 показана емкость оксидата с кислотным числом 172 мг КОН/г, Количество 1 М раствора оксидата "5 мп.655697 10 Составитель Е, ШрпановаРеадктор Т, Шарганова Техред Э. Чужик Корректор А. Кравченко Заказ 1453/19 Тираж 512 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП фПатентфг. Ужгород. ул. Проектная, 4 Дачные табл, 5 показывают, что 1 л 1 М раствораоксидатаиэвлекаютВ 6,2 г металла. После четырех ступеней экстракции вязкость раствора эксграген-, та увеличивается и дальнейшее экстра в З гирование проводить нецелесообразно. Формула изобретения10 Способ получения экстрагента .для Извлечения редкоземельных элементовоксидата, содержащего, вес.%:Разветвленные карбоновыекислоты 39,2-42,2Оксикислоты .23,5-24,5Воде-спиртораствори-,мые вещества 26,0-27,6Неомыляемые, вещества 7,8-8,9 о т л и ч а ю ш и й с я тем, что20 высокомолекулярную изопарафино-нафтеновую фракцию, содержащую 78,8% иэопарафиновых и 21,2% нафтеновых углеводородов с общим числом атомов углерода 27-42, окисляют кислородом воздуха со скоростью 1,3-5,2 л/мин на 100 г исходной смеси при 130 о145 С в присутствии в качестве катализатора смеси марганцевых и кальциевых солей разветвленных карбоновых кислот С,- С в соотношении О;38:0,57 весЛ по металлу и времени контакта 8-10 ч. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР М 114038, кл, С 22 В 3/00, 1957.2, Алекперов Р. А.,Маков Н. Н. Исследования в области неорганической и физической химии и их роль в химической промышленности, Баку, пэц. АН Азерб, ССР, 1968, с, 18-22.э. ГЕе 1 спег А Ж.,РСеЯ, ЖЕьол У.с, Ггаоз. Зобо. Мю. Ме 4,оИ,1963-19 б 4, ч,73;р 765-7774.5 рйЕг Е.,йодйег У.,троп. Эпйо. МЮ Ме 1 аИ,751966, р 265-266,5, Зейналов Б. К.э Ахундов А. Л. Синтез жирных и нафтеновых кислот прямым окислением углеводородов, Баку, 1967, с. 74.