Большаков - Химия и технология редких и рассеянных элементов (т.2) (1108617), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Для отделения скандия от РЗЭ в качестве зкстрагента предложен ацетилацетон (в смеси с бензолом, бутилацетагом илн хлороформом), который зкстрагирует скандий при рН 5 — 8 на 97 — 99,3о%, а также дибензоилметан (с теми же разбавителями), экстрагирующий скандий при рН 5 на 95 — 99%. Может быть применен и теноилфторацетон (в бензоле); скандий извлекается им на 98% при рН 2 [37!. Для технологических целей в более крупных масштабах наиболее часто экстрагируют скандий нейтральными экстрагентами: трибутилфосфатом (ТБФ), диалкильными эфирами алкилфосфорной кислоты (ДААФ), алкилфосфорными кислотами (Д2ЭГФК, ОКФ) и др.
Экстракция скандия ТБФ и ДААФ успешна только из сильнокислых сред (НС1, ННО„НС[Оа) или в присутствии высаливагелей (хлориды или нитраты кальция и магния), что затрудняет применение их для извлечения скандия из бедных растворов. При экстракции ТБФ из хлоридных растворов в зависимости от их кислотности и присутствия высаливателей состав зкстрагнруемых сольватов скандия может иметь различный состав 5сС!,.хТБФ (х меняется от 2 до 3) [2, стр.
83!. Поданным ряда авторов, при экстракции из азотнокислых растворов скандий экстрагируется в виде Бс(5[Оа)а ЗТБФ [38!. Экстракцией ТБФ можно отделить скандий от РЗЭ, Т)(, Уг и А[. Коэффициенты разделения скандпя и а 0 л и ц а ! ! ПРИМЕСЕЙ ЗаВИСЯт От ПРИРОДЫ Н концентрации кислоты и высалнКоэффнцненты распределения (э) и рааделення (3) скандия и иттрия вателя, концентрации ТБФ. пря экстракцин тБФ нэ солянокислой От аниона кислоты и консреды [38! центрации зависит в значитель- происходит более четкое отделение от РЗЭ в силу того, что коэффициент разделения в этом случае больше (табл. 11). Практически полностью РЗЭ и другие примеси можно отделить от скандия экстракцией ТБФ из 6 н. НС! !38]. для отделения скандия от железа, также хорошо экстрагирующегося ТБФ, применяется реэкстракция его нитратом ма~вин.
С этой целью промывают несколько раз раствором Мд(5!О,)э органическую фазу; железо переходит в водную фазу, скандий остается в органической фазе 1381, откуда его вымывают водой или разбавленными (не выше 4 н.) кислотами. При экстракции скандия ТБФ из солянокислой среды, помимо перечисленных элементов, он отделяется и от А1, коэффициент распределения которого 0,03 — 0,05 и не зависит от концентрации кислоты 12, стр.
1071. При значительном содержании кальция в растворе он может переходить в органическую фазу в связи с тем, что его а (0,1) выше, чем а алюминия. Для отделения кальция в таких случаях промывают органическую фазу концентрированной кислотой !2, стр. 1071. Для очистки от циркония рекомендуется экстрагировать ТБФ из 3 — 4 н. солянокислого раствора, насыщенного 5!Н~С!.
Скандий прн этом остается в водной фазе [401. Для отделения от тория проводят экстракцию ТБФ из 2 н. НЫО,; экстрагируется только торий. Чтобы повысить степень извлечения тория в органическую фазу, в качестве высаливателя вводят нитрат аммония !411. При использовании ТБФ и ДЛЛФ для экстракционного извлечения скандия из бедных растворов рекомендуется вводить высаливатели (хлориды Са, Мд, 1.!). Экстракцией 70%-ным ТБФ в керосине в присутствии МяС1, с промежуточными между двумя ее ступенями промывками органической фазы 6 — 8 н.
раствором МяС!, можно основное количество примеси железа (П) и алюминия перевести в водную фазу, оставив скандий в органической фазе. Реэкстрагировалн скандий 2 н. НС!. Из продукта, содержащего 0,0294 Бс,О„получена 5034-ная Бс,О,; основная примесь в ней М90 (2, стр. 911. Экстрагировать скандий можно также алкилфосфорными кислотами (Д2ЭГФК, ОКФ и др.), коэффициенты распределения скандия при этом могут быть более 100.
Алкилфосфорные кислоты обладают меньшей селективностью, чем ТБФ, и вместе со скандием экстрагируют цирконий, торий, титан, железо, уран и другие примеси. В связи с этим экстракцию алкилфосфорными кислотами применяют главным образом для выделения скаидия из бедных растворов с целью концентрирования; в некоторых случаях они могут быть использованы и для очистки. Алкилфосфорными кислотами экстрагировать можно как из кислой, так и из нейтральной среды.
Из нейтрального раствора экстракция происходит за счет образования соли скандия с органической кислотой, растворимой в этой кислоте, т. е. по катионообменному механизму !2, стр. 861: „Зс~+ + ЗН„Х -~ Яс,Х, + Злы+ где Н„Х вЂ” алкилфосфорная кислота. — 29— При повышении кислотности диссоциация алкилфосфорной кислоты уменьшается, ухудшается экстракция. При значительном повышении кислотности зкстракция вновь улучшается за счет образования молекулярных соединений, координированных через кислород фосфорильной группы, т.е.
экстракция идет по сольватному механизму (2, стр. 86]. Образование скандием прочных соединений с фосфорорганическими кислотами дает возможность дополнительно очищать его от примесей кислотной промывкой органической фазы. Недостаток метода: реэкстрагировать скандий можно, лишь обрабатывая плавиковой кислотой или щелочью, в результате чего получается мелкодисперсный труднофильтрующийся осадок 8сРз или Бс(ОН)ь Для выделения скандия из растворов, содержащих уран, торий и скандий, применяется додецилфосфорная кислота.
Из растворов, содержащих до 0,001 г/л Яс, вместе с торием и ураном экстрагируется и скандий. Реэкстрагируют уран 10 н. соляной кислотой, скандий и торий — плавиковой кислотой ]42]. Выделять скандий из бедных растворов можно также смесью алкилфосфорных кислот — экстрагентом ЭИР-2, позволяющим извлечь из продукта, содержащего 0,3 — 0,4% 8с и менее, в конечный фторидный осадок после реэкстракции плавиковой кислотой 80 — 97% скандия [43]. Для извлечения скандия из сернокислых растворов уранового производства, содержащих до 0,02 г/л Бс.О„применяется Д2ЭГФК (0,1 М раствор в керосине с добавлением нонилового спирта).
Извлечение 90%-ной Яс,О, в этом случае 80% ]44]. С целью концентрирования скандия применялась экстракцня из сернокислых растворов раствором первичного алкиламнна в керосине. В результате двух стадий в органическую фазу удалось перевести 978о скандия. Резкстрагент — 2 н. НС!. Концентрация скандия в реэкстракте по сравнению с исходным раствором повысилась в 40 раз ]2, стр.
92]. Технология переработки скандийсодержащего сырья. Соединения скандия, а тем более металл, до настоящего времени получают в ограниченных масштабах, не выходящих, как правило, из рамок полупромышленных. Большинство предложенных методов реализовано в лабораторных условиях и лишь некоторые получили промышленное применение. Многие предложения о переработке сырья относятся к такому редкому минералу, как тортвейтит, и, естественно, не могут считаться перспективными. Однако следует рассмотреть эти методы, так как они дают возможность проследить возможные пути отделения скандия от многих примесей и оценить эффективность отдельных операций.
П е р е р а бог к а т о р т в е йт и т а. Для извлечения скандия из тортвейтита предложены самые разнообразные методы ]3]: 1) кислотные (вскрытие соляной, серной и плавиковой кислотами, дифторидом аммония); 2) щелочные (спекание с содой и сплавлениес КаОН); 3) карбидный; 4) хлорирование. Обработка соляной и серной кислотами не дает удовлетворительных результатов; процесс осложняется трудностью отделения кремния и потерями скандия с осадком кремниевой кислоты.
Вскрытие плавиковой кислотой мало эффективно в — зов связи с тем, что процесс идет крайне медленно и из получающейся ,„еси фторидов трудно потом получить чистые соединения скандия. Аппаратурное оформление процесса сложнее. Более эффективно вскрыт„е дифторидом аммония при 375 — 400', также приводящее к образованию смеси фтоРидов: ЯсзО, 2сйОз+ 14МНзНРз =- 2эсрз+ 2ЯРз+ 14НР+ 14ННз+ 7Н О В некоторых случаях для вскрытия тортвейтита применяли соду: ЗсзОз ' 2зебз + 2мазСОз = ЗсзОз + 2мазз! Оз + 2СОз Однако для полного вскрытия необходимо повторять спекание два-три раза.
В связи с этим метод нельзя считать приемлемым !31. Достаточно полно извлечь скандий из тортвейтита можно после сплавления со щелочью. Обработав плав водой, остаток, в котором концентрируется скандий, растворяют в соляной кислоте; аммиаком осаждают нз раствора скандий в виде гидроокиси.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
