- •Оглавление
- •1. Введение.
- •2. Литературный обзор.
- •2.1. Состояние скандия в водных растворах.
- •2.1.1. Гидроксокомплексы скандия.
- •2.1.2. Азотнокислые растворы.
- •2.1.3. Сернокислые растворы.
- •2.1.4. Фосфорнокислые растворы.
- •2.2. Экстракция скандия.
- •2.2.1. Экстракция скандия нейтральными экстрагентами.
- •2.2.2. Экстракция из роданидных растворов.
- •2.2.3. Экстракция из хлоридных растворов.
- •2.2.4. Экстракция из азотнокислых растворов.
- •2.2.5. Экстракция из нитратных растворов.
- •2.2.6. Экстракция из сульфатных и карбонатных растворов.
- •2.2.7. Химия экстракции скандия из сульфатных растворов.
- •2.2.8. Химия экстракции скандия солями чао.
- •3. Экспериментальная часть
- •3.1. Исходные вещества и реагенты.
- •3.3 Методика проведения экстракции.
- •3.4. Методика проведения реэкстракции.
- •3.5. Методика проведения промывки органических экстрактов.
- •3.6. Определение содержания скандия и сопутствующих металлов.
- •3.8. Титриметрическое определение содержания серной кислоты.
- •4. Обсуждение результатов.
- •4.1. Состав растворов сернокислотного выщелачивания отходов ммс.
- •Соотнесение рефлексов, полученных при рентгенофазовом анализе образцов вторичных осадков образующихся в фильтратах и промывных водах кеков выщелачивания.
- •4.2. Методика очистки д2эгфк.
- •Распределение примесей при экстракции скандия из растворов сернокислотного выщелачивания отходов ммс.
- •Степени очистки скандия от сопутствующих металлов на стадии экстракции бинарной смесью д2эгфк–тамас.
- •4.7. Экстракционная очистка оборотной серной кислоты трибутилфосфатом.
- •5. Выводы.
- •Список литературы
3.8. Титриметрическое определение содержания серной кислоты.
Концентрацию серной кислоты в водной и органической фазах определяли титриметрическим методом с помощью раствора NaOH. Изменение рН в процессе титрования контролировали с помощью рН-метра типа ЭВ-74.
На основе полученных титриметрических данных строился график в координатах ∆рН/∆V. Титрование вели до рН=11, т.е. до нейтрилизации двух протонов серной кислоты. Расчет концентрации серной кислоты производили по соотношению:
С(H2SO4) = (V1-V2)•CNaOH/2•Vпробы, моль/л
где Vпробы – объем пробы серной кислоты, мл;
CNaOH – концентрация NaOH в титранте, моль/л;
С(H2SO4) – концентрация серной кислоты в исходной смеси, моль/л;
V1 – эквивалентный объем раствора титранта, соответствующий первому скачку на кривой титрования, мл;
V2 – эквивалентный объем раствора титранта, соответствующий второму скачку на кривой титрования, мл.
4. Обсуждение результатов.
В масштабах промышленного производства скандий экстрагируют 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, HNO3, HC1O4) или в присутствии высаливателей (хлориды или нитраты кальция и магния), что затрудняет применение их для извлечения скандия из бедных растворов.
Наиболее эффективными экстрагентами для скандия, являются Д2ЭГФК, первичные, третичные амины и соли четвертичных аммониевых оснований. Ди-2-этилгексилфосфорная кислота извлекает скандий в виде катиона Sc3+ из кислых растворов [66]. Катионообменный механизм в общем виде может быть описан следующим уравнением:
Sc3+водн. + 0,5(n+s)(HR)2орг. ↔ MeRn•(HR)sорг. + nH+водн. (9)
где n – заряд катиона, s – количество дополнительно сольватирующихся молекул кислоты, (HR)2 –димеризованная молекула кислоты.
Первичные амины и соли четвертичных аммониевых оснований экстрагируют Sc в виде анионных комплексов, для сернокислых растворов это анионный комплекс состава [Sс(SО4)3]3-.
Применение ФОК в синергетных смесях с солями МТАА для экстракции скандия оказывается достаточно результативным. Поскольку Д2ЭГФК является очень эффективным экстрагентом скандия из растворов различных минеральных кислот [67]. При экстракции с Д2ЭГФК скандий образует прочные соли состава [(RO)2P(O)OH(RO)2P(O)O]3Sc или [(RO)2P(O)O]3Sc, реэкстракция из которых даже щелочными реагентами затруднена [68]. Применение смеси анионообменного и катионообменного экстрагентов приводит не только к улучшению процесса реэкстракции скандия из органической фазы за счет образования прочной межмолекулярной связи между органическими катионом и анионом, но и к изменению экстракционных свойств обоих экстрагентов.
Коэффициенты распределения скандия в толуольные растворы Д2ЭГФК на порядки превышают DSc в растворы нитрата МТАА той же концентрации. В то время как смешанные растворы двух экстрагентов проявляют синергетный эффект, величина которого в максимуме достигает ~4 [69].