- •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
2.1.3. Сернокислые растворы.
Водные растворы Sc2(SO4)3 имеют кислую реакцию вследствие частично происходящего гидролиза.
В работе [11] показано, что Sc2(SO4)3 образует ряд гидратов с 2, 4, 5 и 6 молекулами воды. Наиболее устойчив гидрат состава Sc2(SO4)3•5Н2О.
Комиссарова Л.Н. и сотр. [11,12] изучила растворимость Sc2(SO4)3•5Н2О в растворах H2SO4. Показано, что на кривой растворимости наблюдается максимум при С(H2SO4) = 24,5 г/л, при этом в диапазоне концентрации H2SO4 от 0 до 121,5 г/л в растворе существует Sc2(SO4)3•5Н2О, а при С(H2SO4) =24,33 г/л растворимость резко падает ,что по видимому, связано с образованием Sc2(SO4)3•3Н2О. Из раствора Sc2(SO4)3 в H2SO4 с плотностью 1,6 выделяется кислота состава Н[Sc(SO4)2]•2Н2О.
При изучении спектров комбинационного рассеяния растворов Sc2(SO4)3 в воде и H2SO4 установлено образование комплексных соединений типа [Sc2(SO4)n](6-2n)+ причем n меняется в зависимости от концентрации свободной H2SO4. В водных растворах n=3, а в сернокислых увеличивается до 6.
Для Sc2(SO4)3 характерно образование комплексных соединений с сульфатами щелочных металлов и аммония. В работах [4,13] установлено существование комплексов состава NH4Sc(SO4)2 и (NH4)Sc(SO4)3, в водных растворах [Sc(SO4)2]- и [Sc(SO4)3]3- -ионов.
В работе [12] измерением электропроводности подтверждено существование аниона типа Sc(SO4)33- в растворах двойных сульфатов.
2.1.4. Фосфорнокислые растворы.
Фосфорные соединения скандия относятся к числу малорастворимых. При действии на скандий содержащий раствор Н3РО4 был получен ScPO4•2H2O, который при температуре выше 300°С переходит с ScPO4 [13].
Скандий обладает ярко выраженным сродством к Р2О74- - иону. Так, в работе [14] показано, что прибавление раствора Na4P2O7 к раствору ScCl3 при рН 3,6 может привести к осаждению следующих соединений: Sc4(P2O7)3, ScHP2O7, Sc2(H2P2O7)3, Sc2(H3P2O7)3.
Уменьшение рН до 0,5 приводит к увеличению растворимости осадков.
Бек Г. [15] высказал предположение, что при добавлении Na4P2O7 к растворам Sc образуется соединение состава НScP2O7•3Н2О, которое можно рассматривать как скандиевую соль кислоты типа [Sc(Н2О6)] [Sc•P4O11•Н2], которая мало растворима в горячей серной кислоте.
Скандий образует ряд нерастворимых соединений с производными Н4P2O7 – фитиновой (ФК) и анейринпирофосфорной (АПФК) кислотами [13,14].
При взаимодействии ФК с растворами Sc осаждается основная соль состава С6Н6(ОН)6(Р2О7)3[Sc(Н2О)5ОН]6, нерастворимая в горячих кислотах и щелочах [15].
Соли АПФК осаждают из растворов Sc соединение состава S12H16N4SClP2O7Sc, которое растворяется в смеси карбоната аммония и аммиака [16].
Ласкорин Б.Н. и сотр. [17] исследовали сорбцию индикаторных количеств Sc (10-8 М) катионитом КУ-2 из фосфорнокислых растворов. Установлено, что при С(РО43-) - ионов от 3•10-4 до 0,1 М и СН+=0,5 М существуют комплексные ионы состава Sc(H2PO4)2+ при µ=0,6 Куст =5,25•104, что на два порядка выше Куст подобных комплексов редкоземельных элементов (РЗЭ).
В работе [18] методами изомолярных серий и сдвига равновесия изучен состав трифосфатного (ТФ) комплекса Sc. В качестве индикаторных систем использовали окрашенные соединения Sc с ксиленовым оранжевым (КО) при соотношении Sc:КО=1:1 и рН 2,6, 2,7.
Прибавление ТФ снижает оптическую плотность раствора, что обусловлено образованием бесцветного комплекса Sc(ТФ)n, где n=2, Sc(H3PO4)3 получается при взаимодействии растворов Sc с К3H3PO2, растворимость его в воде при 25°С составляет 3,3•10-3 м/л, а в концентрированных HCl и HNO3 ~ 0,2 вес.% [16].