Диссертация (1150090), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Доля чистого анионного комплексаиттрия на выходе из колонки составляет 34% и эрбия - 84% от общего количествасорбированных ионов на втором участке. Следовательно, можно расчитать числоциклов, обеспечивающее полное разделение иттрия и церия, эрбия и церия поформуле (96):NS III1S II Ln ДОЕLnTr msorb(96)где SIII – площадь участка III, численно равная общему количеству анионовиттрия и эрбия в выходящем из колонки растворе.12112,2838 10 3 1 5,4Для YTr : N 1,4821 10 3 0,34 0,0902 25,8613 10 39,7208 10 3 1 5,4Для ErTr : N 1,8018 10 3 0,84 0,0269 26,2784 10 3Таким образом, для полного разделения иттрия от церия и эрбия от церия наанионите D-403 потребуется не менее 6 циклов.4.3.
Извлечение ионов РЗЭ из твердой фазы анионита D-403ВкачестведесорбирующегоагентаиспользовалирастворHNO3концентрацией 2 н. Эксперимент проводили соответственно методике, описаннойв п.2.6.Кривые элюирования церия-иттрия и церия-эрбия приведены на рисунках30 и 31, соответственно.Рисунок 30 - Выходная кривая элюирования анионных комплексов CeTr и YTr растворомазотной кислоты на анионите D-403122Рисунок 31 - Выходная кривая элюирования анионных комплексов CeTr и ErTr растворомазотной кислоты на анионите D-403Количество десорбированных ионов церия составило 0,31±0,02 моль/кг ииттрия - 0,12±0,01моль/кг, что удовлетворительно согласуется с величинойПДОЕ по церию 0,34±0,02 моль/кг и по иттрию 0,14±0,02 моль/кг в совместномприсутствии.
Количество десорбцированых ионов церия 0,16±0,02 моль/кг иэрбия 0,03±0,01 моль/кг согласуется с ПДОЕ церия 0,17±0,02 моль/кг и эрбия0,036±0,002 моль/кг в процессе совместной сорбции на анионите.Как видно из кривой элюирования анионный комплекс церия, имеющийболее низкое сродство к твердой фазе ионообменной смолы, легче вытесняется изколонки раствором кислоты, в то время, как иттрий и эрбий, имеющий большеезначение константы ионообменного равновесия, хуже вымывается кислотой изколонки.Таким образом, с использованием фронтального варианта ионообменнойхроматографии возможно разделение иттрия и эрбия от церия на анионите D-403с получением доли "чистого" иттрия на выходе из колонки не менее 30% и эрбия не менее 80% Количество десорбированных ионов церия 0,31 моль/кг, иттрия0,12 моль/кг и эрбия 0,03 моль/кг удовлетворительно согласуется с величиной123ПДОЕ по церию 0,34±0,02 моль/кг, по иттрию ПДОЕ 0,14±0,01 моль/кг и поэрбию ПДОЕ 0,036±0,001 моль/кг.124ЗАКЛЮЧЕНИЕ1.
Разработанатермодинамическаяметодикарасчетаосновныхтермодинамических характеристик ионного обмена: констант и значений энергииГиббса ионообменных равновесий, основанная на линеаризации уравнения законадействующих масс, модифицированного для реакций ионного обмена.2. На основании полученных экспериментальных данных по сорбцииионов церия в виде сульфатных комплексов показана принципиальнаявозможность извлечения церия из сульфатных сред с использованием анионитаD-403. Установлена форма сорбирующегося иона церия в виде сульфатногокомплекса второй ступени координации.
Рассчитанное значение константыионообменного равновесия не зависит от величины рН и концентрации раствораMgSO4.3. Установленызначенияэтилендиаминтетраацетатцеррат-ионовнитратную,хлориднуюиливпредельнойфазесульфатнуюанионитаформы.сорбциипереведенногоПолученноевзначениепредельной сорбции комплексных ионов церия с Трилоном Б в фазеионообменной смоле, переведенной в нитратную форму 0,16±0,02 моль/кг вышезначения предельной сорбции этилендиаминтетраацетатцеррат-ионов на анионите0,090±0,004 моль/кг в хлоридной или 0,070±0,003 моль/кг сульфатной формах, нониже величины емкости по сертификату 1,22 экв/кг, что объясняется низкимзначением константы ионного обмена К=1,06.4.
Изучена сорбция иттрия и эрбия в виде комплексов с Трилоном Б наслабоосновных анионитах D-403 и EV009 в нитратной форме из кислых сред созначением рН 3 и постоянной ионной силе, создаваемой раствором NaNO3концентрацией 1 моль/кг. Более высокие значения констант ионообменногоравновесия для ЭДТАиттрат- и ЭДТАэрбат-ионов, 6,93±0,28 (1,11±0,02) исоответственно, 10,06±0,50 (3,37±0,04) по сравнению со значениями константионногообменадляЭДТАцеррат-ионов,объясняютсяболеевысоким125сорбционным сродством к смоле, а не прочностью комплексных ионов LnTr цериевой или иттриевой подгруппы.5. Рассчитанные низкие значения предельной сорбции комплексных ионовиттрия 0,17±0,02 экв/кг и эрбия 0,27±0,02 экв/кг объясняются стерическимфактором-пространственнымзатруднением,возникающимвследствиеобразования объемных элемент-органических комплексных ионов с Трилоном Б.6. По значениям энергии Гиббса ионообменных равновесий представленряд сорбируемости различных комплексных анионных форм РЗЭ: CeTr -Сe(SO4)2- YTr- ErTr-, позволяющий прогнозировать процесс разделения РЗЭ.7.
Способомфронтальнойионообменнойхроматографиипроведеноразделение иттрия от церия и эрбия от церия с выходом 34% «чистого» иттрия и84% эрбия от общего количества сорбированных ионов. Рассчитано число циклов,обеспечивающее полное разделение РЗЭ.8. Количество десорбированных ионов церия 0,31±0,02 моль/кг и иттрия0,12±0,01 моль/кг, а также церия 0,16±0,02 и эрбия 0,03±0,01 моль/кг растворомHNO3 концентрацией 2 н.
удовлетворительно согласуется с величинами ПДОЕ поцерию, иттрию и эрбию в процессе совместной сорбции на анионите.126СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ1. Информационно-аналитический журнал «Металлургический бюллетень».МировойрынокРЗМ:запасыипроизводство.ЧастьI.http://www.metalbulletin.ru/publications/2740/.2. Информационно-аналитический журнал «Металлургический бюллетень».МировойрынокРЗМ:применениеипотребление.ЧастьII.http://www.metalbulletin.ru/publications/2743/.3. Джевага Н.В. Термодинамическое описание извлечения и разделенияредкоземельных элементов методами ионной флотации и экстракции в видедодецилсульфатов: дис.
на соиск. уч. степ. канд. хим. наук: 02.00.04 / ДжевагаНаталья Владимировна. - СПб., 2011. - 161 с.4. Большаков К.А. Химия и технология редких и рассеянных элементов:учебное пособие для вузов / К.А. Большаков. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.:"Высшая школа", 1976. - 360 с.5. Литвинова Т.Е. Металлургия иттрия и лантаноидов: монография /Литвинова Т.Е. - СПб., 2011. - 240 с.6. ИнформационныйсайткомпанииRareElementResourcesLtd:http://www.rareelementresources.com/i/pdf/RareEarths-CastorHedrickIMAR7.pdf.7.
Коган Б.И. Экономические очерки по редким землям. М.: Изд-во АН СССР.1961.8. НЕДРА РОССИИ. В 2 т. Т. 1. Полезные ископаемые / Усова, 1991.9. НЕДРА РОССИИ. В 2 т. Т. 1. Полезные ископаемые / Смирнов и др., 1986.10.НЕДРА РОССИИ. В 2 т. Т. 1. Полезные ископаемые / Архангельская идр., 1993.11.НЕДРА РОССИИ. В 2 т. Т.
1. Полезные ископаемые / Авдонин и др.,1998.12.НЕДРА РОССИИ. В 2 т. Т. 1. Полезные ископаемые / Усова, 1991.12713.НЕДРА РОССИИ. В 2 т. Т. 1. Полезные ископаемые / А. А. Смыслов,Н. В. Межелов-ский, А. Ф. Морозов, Е. А. Басков, А. И. Бурдэ, К. Б. Ильин, А. В.Козлов, Л. В. Кулачков, В. С. Литвиненко, Ю. В. Лир, Д. В. Рундквист, И. Г.Савина, С.
В. Сендек, Л. И. Тихомиров, М. Г. Харламов; Под ред. Н. В.Межеловского, А. А. Смыслова. - СПб.: Горный ин-т. Межрегион, центр по геол.картографии. 2001. - 547 с.14.Чистов Л.Б. Эвдиалитовые руды – новое промышленное сырьециркония и редкоземельных элементов. Стратегия использования и развитияминерально-сырьевой базы редких металлов России в XXI веке. // Л. Б.
Чистов,В. Е. Охрименко, В. А. Юфряков, М. Н. Бутова // Матер. Межд. симпозиума.Москва: ВИМС, 1998. - С. 366–367.15.IndustrialMinerals: http://www.indmin.com/.16.Международныйпромышленныйжурнал«МеталлыЕвразии»:http://www.eurasmet.ru/online/2008/2/.17.Семенов Е.И. Минералогия редких земель // Е.И. Семенов. -М.:АНСССР., 1963.
- 412 с.18.Палант А.А. Применение деароматизированного растворителя РЭД-1в экстракционных системах для извлечения РЗМ / А.А. Палант, В.А.Петрова,Н.А.Ященко, В.А. Брюквин // Цветные металлы. - 1997. - № 7. - С. 54-57.19.Пласкин И.Н. Ионный обмен и экстракция в процессах переработкируд / И.Н. Пласкин // Ионообменные и экстракционные методы в химикообогатительных процессах. М.: Наука. - 1965. - С. 3-13.20.МандрыкинИ.А.Экстракционноевыделениередкоземельныхэлементов из нитратно-фосфатных растворов переработки апатита / И.А.Мандрыкин // 10 конф.
по экстракции. - УФА, 1994. - С. 999.21.ЛокшинЭ.П.Исследованиесорбционногоредкоземельных элементов из серно-кислых растворов //извлеченияЭ.П. Локшин,О.А. Тареева, В.И. Иваненк, Р.И. Корнейков, И.Р. Елизарова // Химическаятехнология. - 2011. - №12. - С.749-754.12822.Хамизов Р.Х. Сорбционное концентрирование и выделение РЗЭ изэкстракционной фосфорной кислоты.
В сб. Переработка и утилизация попутныхфосфористых соединений и извлечение редкоземельных металлов в производствеминеральных удобрений / Р.Х. Хамизов, А.Н. Крачак // М.: НИУИФ. - 2011. С.180.23.Marcus T., Nelson F.J., J. // Phys. Chem. - 1959. - v.63. - Р. 77.24.МаслобоевВ.А.Технологияредкоземельнойпродукцииизминерального сырья Кольского полуострова / В.А.Маслобоев, В.Н.Лебедев,И.П.Смирнова // Новые технологии для комплексного использования природныхресурсов Севера. РАН. Кол.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
