- •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
2.2. Экстракция скандия.
2.2.1. Экстракция скандия нейтральными экстрагентами.
Впервые Фишер В. И Бок Р. [19,20] установили, что для отделения Sc от многих элементов, в частности от Th(ІV), может быть использована экстракция его из водных растворов в системе ScCl3-NH4CNS-HCl диэтиловым эфиром (ДЭЭ). Скандий при этом экстрагируется в роданид. Авторы изучили влияние различных факторов на полноту извлечения Sc. При концентрации NH4CNS в растворе, равной 300 г/л и рН 3-5, коэффициент распределения (αSc) составляет ~18,6, дальнейшее увеличение С (NH4CNS) не приводит к повышению степени извлечения Sc. При рН 8-10 αSc~0,001. Экстракцию можно проводить из солянокислых и азотнокислых растворов, присутствие SO42- - и РО43- - ионов резко ухудшает извлечение скандия. При экстракции из 0,5 н раствора HCl коэффициент распределения тория (αTh) составляет 0,0013, суммы иттриевых земель ~0,0007. Высказано предположение, что экстракция протекает по гидратно-сольватному механизму, при этом скандий экстрагируется в виде комплексной кислоты H[Sc(CNS)4].
Для очистки скандия от тория и частично от титана проводили экстракцию тиоцианатных комплексов скандия метилизобудилкетоном (МИБК). Исходный раствор содержал в г/л: Sc-19, Th-19, Ti-18, NH4CNS-500. При одноступенчатой экстракции извлечение Sc в органическую фазу составляло 98%. Реэкстракцию Sc проводили 1,0 М раствором HNO3 . после реэкстракции полученный раствор содержал в г/л: Sc-15, Th≤0,01, Ti-5.
В работе [20] изучена экстракция скандия ДЭЭ из нитратных растворов при 35°С и показано, что в присутствии высаливателя (LiNO3) на 1,0 М раствора НNO3 αSc=5.
Сазуки Н. и сотр. [21] изучали экстракцию холатных комплексов теноилтрифторацетоната (ТАА) скандия из перхлоратных растворов с µ=0,1 бис-2хлорэтилэфиром при 25°С. Исходные концентрации ТАА-10-2 М, Sc-0,1-10-6 М. методом сдвига равновесия показано, что в органическую фазу извлекается хелатный комплекс состава Sc(ТАА)3.
Гуревич М.З. Степин Б.Д.и др. [22] методом термического анализа установили, что при экстракции Sc из водных растворов с рН 4,5 β-дикстонами образуются соединения состава ScL3 и Ме[Sc(L)4], где L-ацетилацетон, трифторацетилацетон, а Ме- К, Rb, Cs. Экстракцию проводили при мольном соотношении Sc:L=1:4 в среде 60%-го этанола при С(Sc2О3)=5 г/л.
В работе [23] изучена экстракция Sc из роданидных растворов изоамиловым спиртом в бензоле. Методами потенциометрического титрования, сдвига равновесия установлено, что в области концентраций Sc 8,3•10-4-1,14•10-2м/л и С(Н+)=0,1 м/л и соотношении Sc3+:CNS- =1:3-1:30 в органическую фазу извлекается комплекс состава Sc(OH)2CNS•C5H11OH.
В работе [24] исследована экстракция Sc из азотнокислых растворов алифатическими спиртами. Показано, что при экстракции образуются гидрато-сольваты Sc(NO3)3•2S•4H2O, где S- молекула спирта.
Впервые экстракция скандия сульфоксидами изучена Кеннеди Д. и Фритцем Дж. [25]. Экстракцию проводили в интервале концентраций НСl и HNO3 1-1,0 М, а также из 1,0 М раствора HClO4 0,05-0,1 М растворами диоктилсульфоксида (ДОСО) и бисоктилсульфонилметаном (БОСМ) в 98% этаноле αSc из растворов с СSc=1,2•10-5 м/л во всех случаях меньше 1,0, наименее эффективна экстракция из азотнокислых растворов. Авторами не изучен состав извлекаемого комплекса, но предполагается сольватный механизм экстракции.
В работе [26] показано, что Sc незначительно экстрагируется из солянокислых растворов 10 % растворами нефтяных сульфоксидов (НСО) и дигексилсульфоксида (ДГСО) в толуоле. При увеличении концентрации HCl с 0,1 м/л до 8,0 м/л α Sc возрастает с 10-3 до 3,2•10-2 М.
Казанцева Н.Н. и сотр. [27] изучили экстракцию скандия из солянокислых растворов, содержащих 5,0 г/л Sc2O3, 1,0 М раствором бутилбензилсульфоксида (ББСО) в толуоле . показано, что в интервале концентраций HCl 1-5 М αSc=10-2 , дальнейшее увеличение С(Н+) приводит к резкому уменьшению извлечения скандия. При введении в раствор 4,5 М MgCl2 αSc=188. Методом сдвига равновесия установлено, что Sc экстрагируется по сольватному механизму с образованием соединения ScCl3•2ББСО. Из всех нейтральных фосфорорганических соединений (НФОС) наиболее подробно изучена экстракция ТБФ .Показано, что при экстракции Sc из солянокислых растворов 100% ТБФ αSc увеличивается с 10-3 до 102 с увеличением С(HCl) от 1,0 до10 М. введение в раствор высаливателя (0,1 М ZiCl) приводит к увеличению αSc до 103 методом сдвига равновесия (в качестве разбавителя использовали бензол) определен состав экстрагируемого комплекса ScCl3•3ТБФ.