Большаков - Химия и технология редких и рассеянных элементов (т.1) (1108616), страница 37
Текст из файла (страница 37)
пРопорционально его количеству и мало зависит от объема обрабатываемого Раствора. Тем самым достигается существенная экономия соединения [1481. — 138— Э к ст р а к ц и оп н ы й м е год. Методоснован на способности полииодиодаатов, полибромбромаатов, дипикриламинатов и некоторых других соединений цезия и рубидия концентрироваться в органической фазе при обработке водных растворов этих комплексных соединений теми или иными экстрагеитами [10!. При использовании полииодиодаатов Ме[1(1)„! [221 — 223! сбросные растворы пейтрализуюта карбонатом аммония.
Осадок карбонатов и гидроокисей железа, алюминия, редкоземельных, щелочноземельных и других элементов отфильтровывают, фильтрат подкисляют соляной кислотой до рН 4 — 5 и разбавляют водой до содержания 0,01— 0,5 г/л цезия и рубидия. Такой раствор после добавления [222! Ь[а1 (до 0,2 моль/л) направляют в систему непрерывных противоточных экстракторов для обработки нитробензолом, содержащим 0,2 — 0,5 моль/л иода.
Водный раствор затем используют на стадии разбавления, а нитробензол, содержащий полииодиодааты цезия, рубидия, а также калия, аммония, щелочноземельных металлов, дистиллируют. Кубовый остаток упаривают досуха, сухой остаток прокаливают прп 250— 350', после чего он состоит из Сз1 и гтЫ "а. При использовании полибромбромаатов Ме[Вг(Вг)„! [224! к сброс- ному раствору добавляют Ь[аВг или СаВга до получения 0,2 М раствора по ионам Вг, а затем экстрагируют б М раствором брома в нитробензоле, содержащем 15о4 разбавителя (С,НаВг„СВга, СНВга и др.). Органическую фазу обрабатывают в колонке паром, в результате чего Ме[Вг(Вг)„! превращаются в МеВг, нерастворимые в нитробензоле и концентрирующиеся в водной фазе в нижней части колонки. Экстракция цезия и рубидия растет с увеличением содержания Вг„ионов Вг, но уменьшается с повышением концентрации НЬ[Оа и нитратов металлов. Цезий и рубидий извлекаются соответственно на 90 и !ОЙ [224!.
Из сбросных растворов цезий можно экстрагировать нитробензольным раствором дипикриламина [225!. Реэкстрагируют из органической фазы с помощью 0,01 н. НС1; нитробензол возвращают в цикл, а водный раствор (последобавления Ь[аОН и этилендиаминтетраацетата натрия) вновь экстрагируют 0,4е4-ным нитробензольным раствором дипикриламина. После реэкстракции нитробензольной фазы 0,01 н. НС[ солянокислый раствор упаривают досуха (смесь КЬС! и СзС!). Извлечение цезия 82% [10!.
Ферроциан иди ый метод. Метод основан на использовании ионообменных свойств сложных ферроцианидных осадков железа, никеля, цинка, меди и других металлов [226!. О нем упоминалось выше в связи с извлечением рубидия из карналлита. Представляет интерес переработка сбросных растворов с применением в качестве соосадителя ферроцианида цинка и калия. Метод дает хорошие результаты на бедных цезием ((0,001 моль/л) растворах. В эти растворы после предварительной обработки [1О, 227[, непрерыв- * При содержании в растворе )2 моль/л ВХОа его до нейтрализации обрабатывают, нагревая, формальдегидом [101. а* Пары иода улавливают нитробеиаолом.
— 136— но помешивая, добавляют 2п(!чОз)з 6Н,О и К,[Ре(С."ч)а!. Затем смесь выстаивают несколько суток. Осадок КзХп[Ге(С(ч)з[, содержащий цезий и рубидий, центрифугнруют, промывают водой, высушивают при 100', измельчают, а затем прокаливают на воздухе при 550', в результате чего образуются ХпО, ГезО„КЬзСОз и Сз,СО,. Последние переводят в раствор. Из многих ферроцианидных соосадителей, возможно, лучшим является ферроцианнд калия-никели Кз%[Ге(СХ)а[, который хорошо извлекает цезий и рубидий в широкой области значений рН (5 — 10), образует малообъемистые и плотные осадки. Осаждают Кз%[Ре(СХ)з[, содержащий рубидий и цезий, добавляя в подготовленный раствор %(Ь[Оз)з и Кч[г'е(СХ)в[.
Осадок обрабатывают аналогично описанному в случае КзУп[ге(СЬ[)а!. Разработанный [228! метод осаждения цезия с другим носителем — феррнцнанндом цинка Хпз[Ре(С!0в!з — позволяет соосаждать цезий на осадках небольшого объема (-1з/з объема исходного раствора). Следовательно, можно получать осадки высокой удельной активности, что удобно для изготовления унсточннков. По этому методу Сз! 37 выделяют прн 20 — 25' из растворов, содержащих его меньше 0,0001 моль/л, на феррвцнаннде цинка с условной концентрацией 0,00! — 0,0004 моль/л.
Носитель образуется прн взаимодействии в растворе стехнометрнческнх количеств Кз[пе(С)4)з! нлн (ХНз)з[Ре(СХ)а! с Еп(1(Оз)з нли с ЕпС!з. Промыв и отцентрифугнровав, осадок высушивают прн ! 10' и прокалнвают прн 500 — 600'. Если цезий нужно отделить от носителя, то можно, например, растворить осадок в растворе аммиака и обработать анионитом. Выход цезия превышает 95згз при коэффициенте очистки 10з. В технологии извлечения цезия и рубидия из сбросных растворов, остающихся после экстракционного извлечения урана и плутония, надо учитывать высокую радиоактивность водной фазы. Поэтому реальные схемы переработки радиоактивных растворов должны быть максимально просты, а аппаратура процессов — надежна в эксплуатации в условиях сильного облучения. Среди рассмотренных выше методов промышленного выделения цезия и рубидия из радиоактивных растворов необходимым условиям больше других отвечают экстракцнонный и ферроцианидный [10!.
О переработке раны соляных озер и рассолов морского типа. Рапа соляных озер, рассолы, грязи морского типа и природные воды — потенциальные источники всех редких щелочных элементов. В морской воде, например, среднее содержание лития, рубидия и цезия 1,5, 10 ь, 1,2 10 ь и 5 1О т г/л соответственно [10, 168!. Используется пока только рапа соляных озер (гл. 1).
Основная трудность извлечения [.1, КЬ и Сз нз морской воды заключается в первичном концентрировании солей. Это энергоемкий процесс, сопровождающийся большой потерей [.1, КЬ и Сз с солями Ь[а, Мп и Са, выпадающими при выпаривании воды. В опубликованных технологических и аналитических работах основной акцент сделан на методы соосаждения рубкдия и цезия с носителями — такими, как днпнкриламинатные, кобальтинитритные и ферроцианидные осадки [101, Был использован применительно к воде Мертвого моря метод выделения искусственного карналлнта [229!.
Днпикриламинатный метод [10! используется в настоящее время — 137— для извлечения калия из морской воды (Норвегия, Голландия). В качестве осадителя используется водный раствор дипикриламиновой кислоты НЯСаНе(ЫОз)з]а. Его вводят в солевой рассол, получаемый с опреснительной установки, при содержании 1,1 — 1,2 г/л калия. Рубидий и цезий соосаждаются с малорастворимым дипикриламинатом калия. Предложено также пропускать морскую воду через анионит в дипикриламиновой форме. Кобальтинитритный метод 11201 хотя и превосходит по эффективности дипикриламинатный, однако сложен.
В качестве осадителя берут свежеприготовленный раствор кобальтиннтрита натрия в уксусной кислоте. Его вводят в морскую воду, охлажденную ниже 10', из расчета 20 — 30 мл реагента на 1 л Н,О. Ферроцианидный метод 12301 во многом напоминает описанный выше для извлечения рубидия и цезия из карналлита и радиоактивных отходов. Во всех вариантах рубидий и цезий осаждают в виде смешанных ферроцианидов кальция или магния.
Решение проблемы по извлечению из морской воды 1.1, КЬ и Сз тесно связано с выполнением программы по ее опреснению на основе использования ядерной энергии. Когда химическая промышленность будет располагать огромным количеством солевых рассолов, содержащих большую гамму ценных элементов (В, 1, Вг, Ац, Аи и др.), и окажется возможным приступить к извлечению их всех или большей части, только тогда окажется экономически целесообразным выделять 1.1, КЬ и Сз из этих обогащенных рассолов.
Те, для кого предназначена эта книга, будут очевидцами, а может, и техническими руководителями таких процессов. Получение солей рубидия и цезия различиой степени чистоты. При переработке поллуцита, литиевых и калиевых минералов, радиоактивных отходов и других сырьевых источников получают рубндиево-цезиевые, цезиево-рубидиевые и рубидиево-калиевые концентраты в виде квасцов, хлоридов, сульфатов, карбонатов и других солей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
