RU2487184C1 - Твердый экстрагент для извлечения скандия и способ его получения - Google Patents
Твердый экстрагент для извлечения скандия и способ его получения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2487184C1 RU2487184C1 RU2011144755/02A RU2011144755A RU2487184C1 RU 2487184 C1 RU2487184 C1 RU 2487184C1 RU 2011144755/02 A RU2011144755/02 A RU 2011144755/02A RU 2011144755 A RU2011144755 A RU 2011144755A RU 2487184 C1 RU2487184 C1 RU 2487184C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- scandium
- styrene
- divinylbenzene
- phosphoric acid
- crown
- Prior art date
Links
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 49
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 48
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 7
- MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 1,2-Divinylbenzene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1C=C MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- SEGLCEQVOFDUPX-UHFFFAOYSA-N di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid Chemical compound CCCCC(CC)COP(O)(=O)OCC(CC)CCCC SEGLCEQVOFDUPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- YSSSPARMOAYJTE-UHFFFAOYSA-N dibenzo-18-crown-6 Chemical compound O1CCOCCOC2=CC=CC=C2OCCOCCOC2=CC=CC=C21 YSSSPARMOAYJTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 17
- CHRJZRDFSQHIFI-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.C=CC1=CC=CC=C1C=C CHRJZRDFSQHIFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 29
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 12
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 11
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 11
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 11
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 150000002903 organophosphorus compounds Chemical class 0.000 claims description 8
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 abstract description 14
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 35
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 7
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 4
- 150000003983 crown ethers Chemical class 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N tributyl phosphate Chemical compound CCCCOP(=O)(OCCCC)OCCCC STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MOCSSSMOHPPNTG-UHFFFAOYSA-N [Sc].[Y] Chemical compound [Sc].[Y] MOCSSSMOHPPNTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001255 actinides Chemical group 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- IAANMKMHMYZVOC-UHFFFAOYSA-N aminomethyl dihydrogen phosphate Chemical compound NCOP(O)(O)=O IAANMKMHMYZVOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- MGRVRXRGTBOSHW-UHFFFAOYSA-N (aminomethyl)phosphonic acid Chemical compound NCP(O)(O)=O MGRVRXRGTBOSHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004808 2-ethylhexylester Substances 0.000 description 1
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 150000002678 macrocyclic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003094 microcapsule Substances 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- -1 scandium ions Chemical class 0.000 description 1
- HYXGAEYDKFCVMU-UHFFFAOYSA-N scandium oxide Chemical compound O=[Sc]O[Sc]=O HYXGAEYDKFCVMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012453 solvate Substances 0.000 description 1
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000010557 suspension polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011345 viscous material Substances 0.000 description 1
- 239000012224 working solution Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Abstract
Изобретение относится к составу и способу получения твердого экстрагента для извлечения скандия из сернокислых растворов. Предлагается твердый экстрагент (ТВЭКС) для извлечения скандия из скандийсодержащих растворов, содержащий стиролдивинилбензольную матрицу с ди-(2-этилгексил)фосфорной кислотой. При этом он дополнительно содержит дибензо-18-краун-6 при следующем соотношении компонентов, мас.%: ди-(2-этилгексил)фосфорная кислота 28-30, дибензо-18-краун-6 28-30, стиролдивинилбензол остальное, причем соотношение стирола и дивинилбензола в матрице равно 65-70:30-35. Предложен также способ получения вышеуказанного экстрагента. Техническим результатом является достаточно высокая селективность по скандию и эффективное разделение скандия и иттрия при их совместном существовании в растворе. 2 н.п. ф-лы, 2 пр.
Description
Изобретение относится к составу и способу получения твердого экстрагента для извлечения скандия из сернокислых растворов в экстракционных процессах гидрометаллургического производства и аналитической химии, в частности для использования в селективном разделении скандия от близкого ему по кристаллохимическим константам иттрия.
Известен твердый экстрагент (ТВЭКС) для извлечения металлов редкоземельной и актиноидной группы, содержащий смесь ди(2-этилгексил)фосфорной кислоты (Д2ЭГФК) и трибутилфосфата (ТБФ), импрегнированную в готовую матрицу из полисорба (В.Б.Дедов, П.С.Трухляев, Б.С.Калиниченко, И.К.Швецов "Некоторые характеристики ТВЭКСов Д2ЭГФК и ТБФ", "Радиохимия", №5, 1986, с.627-631). Известный ТВЭКС получают следующим образом: навески гранулированной матрицы заливают петролейным эфиром и вакуумируют для освобождения пор от воздуха, затем смесь Д2ЭГФК и ТБФ в растворителе помещают в воздушный поток при перемешивании до полного удаления растворителя и сушат в вакууме.
Однако известный ТВЭКС обладает следующими недостатками: затруднения промышленного использования материала вследствие незначительного диаметра гранул полисорба (0,25-0,5 мм); небольшая обменная емкость, например, по гадолинию всего 0,55 мг-экв (28,6 г/кг), что объясняется общим недостатком при использовании импрегнирования - локализацией эктрагента в поверхностном слое полимера; низкая селективность внутри редкоземельной и актиноидной группы.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является известный твердый экстрагент (ТВЭКС) для извлечения скандия из скандийсодержащих растворов (патент RU 2417267, МПК С22В 59/00, 2011 год), включающий (масс.%): ди-(2-этилгексил)фосфорную кислоту - 40÷60; динитрил азодиизомасляной кислоты - 3÷5; амминометилфосфорную кислоту - 3÷5; стиролдивинилбензольную матрицу - остальное.
Недостатками известного твердого экстрагента являются низкая обменная емкость (120-130 г/кг по скандию) вследствие локализации реагента лишь в верхнем слое полимера, а также недостаточная эффективность разделения скандия и иттрия при извлечении скандия из смеси растворов. Так, разделение скандия и иттрия из смеси растворов, содержащих 50% скандия и 50% иттрия, равно 100:6.
Известен также способ получения твердого экстрагента для извлечения скандия из скандийсодержащих растворов (патент RU 2417267, МПК С22В 59/00, 2011 год), включающий получение смеси стиролдивинилбензола, ди-2-этилгексилового эфира фосфорной кислоты (Д2ЭГФК), динитрила азодиизомасляной кислоты и амминометилфосфорной кислоты, последующее перемешивание и выстаивание смеси в течение нескольких часов. После чего полученную смесь заливают дистиллированной водой, нагревают до температуры 90°С и сливают через двойную сетку с ячейкой 0,8 мм под небольшим давлением в емкость с холодной водой при непрерывном перемешивании. Получают гранулы ТВЭКСа диаметром 0,6-0,8 мм.
Недостатками способа являются, во-первых, использование готового полимера, отвечающего за внутреннюю архитектуру ТВЭКСа, а именно за количество и размер ячеек полимера, в конечном счете, за обменную емкость и селективность; во-вторых, дополнительное введение в состав исходной смеси амминометилфосфорной кислоты и операция продавливания реакционной массы через сито усложняют процесс.
Таким образом, перед авторами стояла задача разработать состав и способ получения твердого экстрагента (ТВЭКСа) для извлечения скандия из скандийсодержащих растворов, обеспечивающего повышение эффективности разделения скандия и иттрия при их совместном существовании в растворе, а также увеличение обменной емкости ТВЭКСа.
Поставленная задача решена в составе твердого экстрагента (ТВЭКСа) для извлечения скандия из скандийсодержащих растворов, содержащего матрицу из стиролдивинилбензола с фосфорорганическим соединением, который в качестве фосфорорганического соединения содержит ди-(2-этилгексил)фосфорную кислоту и дополнительно содержит дибензо-18-краун-6 при следующем соотношении компонентов, масс.%:
| ди-(2-этилгексил)фосфорная кислота | 28-30 |
| дибензо-18-краун-6 | 28-30 |
| стиролдивинилбензол | - остальное, |
при этом соотношение стирола и дивинилбензола в матрице равно 65÷70:30÷35.
Поставленная задача также решена в предлагаемом способе получения твердого экстрагента для извлечения скандия из скандийсодержащих растворов, включающем получение исходной смеси компонентов, содержащей фосфорорганическое соединение, динитрил азадиизомасляной кислоты, стирол и дивинилбензол, интенсивное перемешивание смеси и выдержку с последующим повышением температуры до 90°С и выдержкой при этой температуре при перемешивании, охлаждение реакционной смеси, фильтрацию полученного продукта, промывку и сушку, в котором в качестве фосфорорганического соединения используют ди-(2-этилгексил)фосфорную кислоту, получение смеси осуществляют путем введения в 0,7%-ный раствор крахмала в воде дивинилбензола, динитрила азадиизомасляной кислоты, ди-(2-этилгексил)фосфорной кислоты в виде ее раствора в стироле и раствора дибензо-18-краун-6 в хлороформе, при следующем соотношении компонентов, масс.%:
| ди-(2-этилгексил)фосфорная кислота | 3,00-3,20 |
| дибензо-18-краун-6 | 3,00-3,20 |
| динитрил азадиизомасляной кислоты | 0,07-0,08 |
| 0,7%-ный раствор крахмала в воде | 86,52-87,15 |
| стирол | 4,00-4,20 |
| дивинилбензол | 2,78-2,80, |
при постоянном перемешивании со скоростью 2,5-5,0 сек-1, а повышение температуры осуществляют со скоростью 0,15-0,20 град/мин.
В настоящее время из патентной и научно-технической литературы не известен твердый экстрагент для извлечения скандия из скандийсодержащих растворов с предлагаемым количественным соотношением компонентов, а также способ его получения.
Однако из научно-технической литературе известны микрокапсулы, содержащие смесь экстрагентов ди-(2-этилгексил)фосфорной кислоты и дибензо-18-краун-6, полученные методом суспензионной полимерезации в присутствии инициатора реакции динитрила азадиизомасляной кислоты, стабилизатора 0,7%-ного раствора крахмала и мономеров - стирола и дивинилбензола (Сборник статей "Современные проблемы химии и технологии экстракции", т.II, Москва, 1999, с.284-293). Из опубликованных данных следует, что ИК-спектр ТВЭКСа, заполненного смесью Д2ЭГФК с ДБ18К6, не является аддитивным. Было высказано предположение, что Д2ЭГФК образует комплекс с краун-эфиром, приводящий к искажениям ДБ18К6 за счет включения протона в полость макроцикла по типу комплексов "гость-хозяин", причем эти взаимодействия приводят к частичному блокированию активных центров обоих экстрагентов и проявляется на практике как антисинергетический эффект, в результате которого при экстракции скандия он образует тройной комплекс, а степень извлечения металла снижается (Первая научно-техническая конференция НОР "Развитие нанотехнологического проекта в России: состояние и перспективы", Москва, 2009, Сборник материалов в разделе Е. Нанотехнологии группы Б, 5 с). Дополнительные экспериментальные исследования, проведенные авторами, в направлении дальнейшего изучения свойств смеси Д2ЭГФК с ДБ18К6 и ее использования в качестве твердого экстрагента для извлечения скандия из скандийсодержащего раствора показали, что принципиальное значение имеет соотношение компонентов смеси. Было установлено, что смесь, взятая в определенном соотношении, краун-эфира ДБ18К6 и кислого экстрагента Д2ЭГФК резко увеличивает коэффициент распределения скандия, то есть является синергетической и, напротив, уменьшает экстракцию иттрия, являясь по отношению к нему антисинергетической. Таким образом, применение предлагаемой синергетической смеси дает хороший процент по селективности экстракции скандия и существенно изменяет коэффициенты разделения пары скандий-иттрий. Причем синергетический эффект имеет место только в предлагаемом интервале соотношения ди-(2-этилгесил)фосфорной кислоты (Д2ЭГФК) и дибензо-18-краун-6, при выходе из интервала степень разделения пары скандий-иттрий значительно ухудшается и становится равной Y:Sc=28:78. Наличие синергетического эффекта и высокая эффективность разделения скандия и иттрия объясняется на основании данных ИК-спектроскопии образованием в процессе синтеза комплекса Д2ЭГФК и ДБ18К6, взятых в предлагаемом соотношении, в котором катион водорода фосфорорганической кислоты входит в полость краун-эфира, поскольку одновременно происходит радикальная полимеризация мономеров, то образующийся макроциклический комплекс экстрагентов прочно закрепляется в формирующихся по всему объему матрицы ячейках. При этом смесь экстрагентов является порообразователем, в дальнейшем это препятствует ее вымыванию из ТВЭКСа в циклах экстракция-реэкстракция.
Существенное значение в процессе экстракции и разделения металлов имеет полимерная матрица. Важным является не только раздельное введение мономеров стирола и дивинилбензола в исходную смесь, что позволяет точно дозировать Д2ЭГФК (при этом, кроме того, отпадает необходимость в использовании органического растворителя для кислого экстрагента), но и возможность регулировать соотношение вводимых мономеров, которое влияет на размер ячеек матрицы и их количество. Соблюдение предлагаемого соотношения позволяет получить матрицу с мелкосетчатой структурой, не позволяющей извлекать объемные ионы, в частности, иттрия, склонные инициировать механизм гидратно-сольватной экстракции, при этом мелкие ионы скандия свободно проникают в ячейки матрицы, способствуя не только повышению эффективности выделения скандия, но также и повышению эффективности разделения скандия и иттрия. Кроме того, мелкосетчатая структура матрицы способствует увеличению количества ячеек, что обеспечивает увеличение обменной емкости ТВЭКСа по скандию.
Предлагаемый способ получения твердого экстрагента не предполагает дополнительного введения аминометилфосфоновой кислоты, равномерное наращивание пористых гранул обеспечивается соблюдением скорости перемешивания в предлагаемом интервале значений, что позволяет получить монодисперсные гранулы непосредственно из реакционной смеси прямо в реакторе. Преимуществом предлагаемого способа является и то, что ди-(2-этилгексил)фосфорную кислоту, которая является вязким веществом, затрудняющим ее точную дозировку, вводят в исходную смесь в растворе мономера - стирола, что увеличивает гомогенность среды и ускоряет полимеризацию "in suti".
Необходимо отметить, что предлагаемая совокупность признаков, касающаяся состава твердого реагента в заявленных пределах содержания его компонентов и способа его получения, позволяет не только получить достаточно высокий процент селективности по скандию при его экстракции из скандийсодержащих растворов, но и эффективно разделять скандий и иттрий при их совместном существовании, за счет сочетанного воздействия всех признаков предлагаемого технического решения.
Предлагаемый способ может быть осуществлен следующим образом. В емкости, снабженной мешалкой, готовят 0,7%-ный раствор крахмала в дистиллированной воде при интенсивном перемешивании и нагревании до 60°С. Затем в раствор добавляют дивинилбензол, динитрил азадиизомасляной кислоты, ди-(2-этилгексил)фосфорную кислоту в растворе стирола и дибензо-18-краун-6 в растворе хлороформа при следующем соотношении компонентов, масс.%:
| ди-2-этилгексиловая фосфорная кислота | 3,00-3,20 |
| дибензо-18-краун-6 | 3,00-3,20 |
| динитрил азодиизомасляная кислоты | 0,07-0,08 |
| 0,7%-ный раствор крахмала | 86,52-87,15 |
| стирол | 4,00-4,20 |
| дивинилбензол | 2,78-2,80 |
Полимеризационную смесь нагревают до 80°C и выдерживают при этой температуре 3 часа. Процесс ведут при постоянном перемешивании со скоростью 2,5-5,0 сек-1. После чего температуру поднимают до 90°C со скоростью 0,15-0,20 град/мин. Реакционную смесь охлаждают, полученный продукт отфильтровывают, промывают на фильтре дистиллированной водой и сушат. Полученный твердый экстрагент представляет собой гранулы белого цвета размером 0,7-0,8 мм при следующем соотношении компонентов, масс.%:
| ди-(2-этилгексил)фосфорная кислота | 28-30 |
| дибензо-18-краун-6 | 28-30 |
| стиролдивинилбензол | остальное |
при этом соотношение стирола и дивинилбензола в матрице равно 65÷70:30÷35.
Предлагаемое техническое решение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. В колбе емкостью 250 мл, снабженной якорной мешалкой, готовят 60 мл 0,7%-ного раствора крахмала в дистиллированной воде при интенсивном перемешивании и нагревании до 60°C. Затем добавляют 3,7 мл дивинилбензола, 0,1 г динитрила азадиизомасляной кислоты, 3,75 г ди-(2-этилгексил)фосфорной кислоты в 5,5 мл раствора стирола и 3,75 г дибензо-18-краун-6 в 15 мл раствора хлороформа при следующем соотношении компонентов, масс.%:
| ди-(2-этилгексил)фосфорная кислота | 3,20 |
| дибензо-18-краун-6 | 3,20 |
| динитрил азодиизомасляная кислоты | 0,08 |
| 0,7%-ный раствор крахмала в воде | 86,52 |
| стирол | 4,20 |
| дивинилбензол | 2,80 |
Полимеризационную смесь нагревают до 80°C и выдерживают при этой температуре 3 часа. После чего температуру поднимают до 90°C со скоростью 0,15 град/мин. Полимеризацию ведут при постоянном перемешивании со скоростью 5,0 сек-1. Реакционную смесь охлаждают, полученный продукт отфильтровывают, промывают на фильтре дистиллированной водой и сушат. Полученный твердый экстрагент представляет собой гранулы белого цвета размером 0,7-0,8 мм при следующем соотношении компонентов, масс.%:
| ди-(2-этилгексил)фосфорная кислота | 30 |
| дибензо-18-краун-6 | 30 |
| стиролдивинилбензол | 40, |
при этом соотношение стирола и дивинилбензола в матрице равно 65:35.
Пример 2. В колбе емкостью 250 мл, снабженной якорной мешалкой, готовят 60,44 мл 0,7%-ного раствора крахмала в дистиллированной воде при интенсивном перемешивании и нагревании до 60°C. Затем добавляют 3,67 мл дивинилбензола, 0,09 г динитрила азадиизомасляной кислоты, 3,52 г ди-(2-этилгексил)фосфорной кислоты в 5,2 мл раствора стирола и 3,52 г дибензо-18-краун-6 в 13 мл раствора хлороформа при следующем соотношении компонентов, масс.%:
| ди-(2-этилгексил)фосфорная кислота | 3,00 |
| дибензо-18-краун-6 | 3,00 |
| динитрил азодиизомасляная кислоты | 0,07 |
| 0,7%-ный раствор крахмала | 87,15 |
| стирол | 4,00 |
| дивинилбензол | 2,78 |
Полимеризационную смесь нагревают до 80°C и выдерживают при этой температуре 3 часа. После чего в течение часа температуру поднимают до 90°C со скоростью 0,20 град/мин. Полимеризацию ведут при постоянном перемешивании со скоростью 2,5 сек-1. Реакционную смесь охлаждают, полученный продукт отфильтровывают, промывают на фильтре дистиллированной водой и сушат. Полученный твердый экстрагент представляет собой гранулы белого цвета размером 0,7-0,8 мм при следующем соотношении компонентов, масс.%:
| ди-(2-этилгексил)фосфорная кислота | 28 |
| дибензо-18-краун-6 | 28 |
| стиролдивинилбензол | 44, |
при этом соотношение стирола и дивинилбензола в матрице равно 70:30.
Определение показателей экстракции предлагаемого твердого экстрагента осуществляют следующим образом. Предварительно готовили рабочие растворы растворением в шестимолярной серной кислоте оксида скандия Sc2O3 и оксида иттрия Y2O3 с получением содержания скандия 0,08 г/л и иттрия 0,08 г/л. Затем в емкость помещали 1 г предлагаемого твердого экстрагента и заливали 20 мл сернокислого раствора, содержащего 0,0008 г скандия и 0,0008 г иттрия. Для определения кинетики извлечения процесс вели 6 часов в статическом режиме. Установлено, что экстракция проходит в течение 30 минут. Исходную и равновесную концентрацию металлов определяли с помощью атомно-эмиссионного спектометра с индуктивно связанной плазмой Optima 4300, Perkin Elmer. Степень извлечения металлов рассчитывали как отношение содержания металла в органической и водной фазах. Полная обменная емкость по скандию составляла 223 г/кг. Степень извлечения из смешанного раствора, %: Sc - 88; Y - 1. Потеря экстрагента за 20 циклов сорбция - десорбция менее 0,1%.
Таким образом, авторами предлагается твердый экстрагент для извлечения скандия из скандийсодержащих растворов и способ его получения, позволяющий наряду с достаточно высокой селективностью по скандию эффективно разделять скандий и иттрий при их совместном существовании в растворе.
Claims (2)
1. Твердый экстрагент (ТВЭКС) для извлечения скандия из скандийсодержащих растворов, содержащий матрицу из стиролдивинилбензола с фосфорорганическим соединением, отличающийся тем, что он содержит в качестве фосфорорганического соединения ди-(2-этилгексил)фосфорную кислоту и дополнительно содержит дибензо-18-краун-6 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
ди-(2-этилгексил)фосфорная кислота 28-30
дибензо-18-краун-6 8-30
стиролдивинилбензол остальное,
при этом соотношение стирола и дивинилбензола в матрице равно 65÷70:30÷35.
при этом соотношение стирола и дивинилбензола в матрице равно 65÷70:30÷35.
2. Способ получения твердого экстрагента (ТВЭКС) для извлечения скандия из скандийсодержащих растворов, включающий получение исходной смеси компонентов, содержащей фосфорорганическое соединение, динитрил азодиизомасляную кислоту, стирол и дивинилбензол, интенсивное перемешивание смеси и выдержку с последующим повышением температуры до 90°С и выдержкой при этой температуре при перемешивании, охлаждение реакционной смеси, фильтрацию полученного продукта, промывку и сушку, отличающийся тем, что в качестве фосфорорганического соединения используют ди-(2-этилгексил)фосфорной кислоты, получение смеси осуществляют путем введения в 0,7%-ный раствор крахмала в воде дивинилбензола, динитрил азодиизомасляной кислоты, ди-(2-этилгексил)фосфорной кислоты в виде ее раствора в стироле и раствора дибензо-18-краун-6 в хлороформе при следующем соотношении компонентов, мас.%:
ди-(2-этилгексил)фосфорная кислота 3,00-3,20
дибензо-18-краун-6 3,00-3,20
динитрил азодиизомасляная кислоты 0,07-0,08
0,7%-ный раствор крахмала в воде 86,52-87,15
стирол 4,00-4,20
дивинилбензол 2,78-2,80,
при постоянном перемешивании со скоростью 2,5-5,0 с-1, а повышение температуры осуществляют со скоростью 0,15-0,20 град/мин.
при постоянном перемешивании со скоростью 2,5-5,0 с-1, а повышение температуры осуществляют со скоростью 0,15-0,20 град/мин.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011144755/02A RU2487184C1 (ru) | 2011-11-03 | 2011-11-03 | Твердый экстрагент для извлечения скандия и способ его получения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011144755/02A RU2487184C1 (ru) | 2011-11-03 | 2011-11-03 | Твердый экстрагент для извлечения скандия и способ его получения |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011144755A RU2011144755A (ru) | 2013-05-10 |
| RU2487184C1 true RU2487184C1 (ru) | 2013-07-10 |
Family
ID=48788249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011144755/02A RU2487184C1 (ru) | 2011-11-03 | 2011-11-03 | Твердый экстрагент для извлечения скандия и способ его получения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2487184C1 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2612107C2 (ru) * | 2015-07-22 | 2017-03-02 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Способ извлечения скандия из скандийсодержащего продуктивного раствора |
| RU2622201C1 (ru) * | 2016-03-28 | 2017-06-13 | Акционерное общество "Далур" | Способ переработки сбросных скандийсодержащих растворов уранового производства |
| CN107159125A (zh) * | 2017-05-08 | 2017-09-15 | 浙江大学 | 一种吸附分离铀和钒的方法 |
| RU2650410C1 (ru) * | 2017-07-07 | 2018-04-13 | Акционерное общество "Аксион - Редкие и Драгоценные Металлы" | Твердый экстрагент с высокой динамической обменной емкостью для извлечения скандия и способ его получения |
| RU2837910C1 (ru) * | 2024-03-12 | 2025-04-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Катализ.ру" | Твердый экстрагент (ТВЭКС) на основе производных норборнена |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113527552B (zh) * | 2021-07-08 | 2022-04-05 | 北京科技大学 | 一种修饰二烷基次膦酸官能团的氯球改性方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU476279A1 (ru) * | 1973-01-05 | 1975-07-05 | Предприятие П/Я В-8172 | Способ получени сорбента |
| RU2063458C1 (ru) * | 1994-09-29 | 1996-07-10 | Московская государственная академия тонкой химической технологии им.М.В.Ломоносова | Экстрагент для извлечения скандия |
| CN1127791A (zh) * | 1995-11-08 | 1996-07-31 | 北京大学 | 一种从含钪稀土混合物中富集和制备高纯钪的方法 |
| WO2008101396A1 (en) * | 2007-02-08 | 2008-08-28 | General Research Institute For Nonferrous Metals | Preprocessing method of an organic extractant and the preprocessed product and the use thereof |
| RU2008144647A (ru) * | 2008-11-11 | 2010-05-20 | ООО "Далматовский скандий" (RU) | Способ извлечения скандия из техногенных растворов производства урана, никеля, меди |
| CN102011010A (zh) * | 2009-09-07 | 2011-04-13 | 杨秋良 | 用钛白水解废酸浸取含钒钢渣全萃取钒、镓和钪的方法 |
| RU2417267C1 (ru) * | 2009-09-17 | 2011-04-27 | Закрытое акционерное общество "Далур" | СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СКАНДИЯ ИЗ СКАНДИЙСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ, ТВЕРДЫЙ ЭКСТРАГЕНТ (ТВЭКС) ДЛЯ ЕГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТВЭКСа |
-
2011
- 2011-11-03 RU RU2011144755/02A patent/RU2487184C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU476279A1 (ru) * | 1973-01-05 | 1975-07-05 | Предприятие П/Я В-8172 | Способ получени сорбента |
| RU2063458C1 (ru) * | 1994-09-29 | 1996-07-10 | Московская государственная академия тонкой химической технологии им.М.В.Ломоносова | Экстрагент для извлечения скандия |
| CN1127791A (zh) * | 1995-11-08 | 1996-07-31 | 北京大学 | 一种从含钪稀土混合物中富集和制备高纯钪的方法 |
| WO2008101396A1 (en) * | 2007-02-08 | 2008-08-28 | General Research Institute For Nonferrous Metals | Preprocessing method of an organic extractant and the preprocessed product and the use thereof |
| RU2008144647A (ru) * | 2008-11-11 | 2010-05-20 | ООО "Далматовский скандий" (RU) | Способ извлечения скандия из техногенных растворов производства урана, никеля, меди |
| CN102011010A (zh) * | 2009-09-07 | 2011-04-13 | 杨秋良 | 用钛白水解废酸浸取含钒钢渣全萃取钒、镓和钪的方法 |
| RU2417267C1 (ru) * | 2009-09-17 | 2011-04-27 | Закрытое акционерное общество "Далур" | СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СКАНДИЯ ИЗ СКАНДИЙСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ, ТВЕРДЫЙ ЭКСТРАГЕНТ (ТВЭКС) ДЛЯ ЕГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТВЭКСа |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2612107C2 (ru) * | 2015-07-22 | 2017-03-02 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Способ извлечения скандия из скандийсодержащего продуктивного раствора |
| RU2622201C1 (ru) * | 2016-03-28 | 2017-06-13 | Акционерное общество "Далур" | Способ переработки сбросных скандийсодержащих растворов уранового производства |
| CN107159125A (zh) * | 2017-05-08 | 2017-09-15 | 浙江大学 | 一种吸附分离铀和钒的方法 |
| CN107159125B (zh) * | 2017-05-08 | 2020-08-04 | 浙江大学 | 一种吸附分离铀和钒的方法 |
| RU2650410C1 (ru) * | 2017-07-07 | 2018-04-13 | Акционерное общество "Аксион - Редкие и Драгоценные Металлы" | Твердый экстрагент с высокой динамической обменной емкостью для извлечения скандия и способ его получения |
| WO2019009768A1 (ru) * | 2017-07-07 | 2019-01-10 | Акционерное общество "Аксион - Редкие и Драгоценные Металлы" | Твердый экстрагент для извлечения скандия и способ его изготовления |
| US11505632B2 (en) | 2017-07-07 | 2022-11-22 | Joint-Stock Company Axion—Rare Earth And Noble Metals | Solid extracting agent with high dynamic exchange capacity for extraction of scandium and method of its production |
| RU2837910C1 (ru) * | 2024-03-12 | 2025-04-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Катализ.ру" | Твердый экстрагент (ТВЭКС) на основе производных норборнена |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011144755A (ru) | 2013-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2487184C1 (ru) | Твердый экстрагент для извлечения скандия и способ его получения | |
| Yadav et al. | Studies on separation of rare earths from aqueous media by polyethersulfone beads containing D2EHPA as extractant | |
| CN110270333B (zh) | 一种双金属有机框架纳米花及其衍生物及制备方法与应用 | |
| Shen et al. | Bottom-up synthesis of cerium–citric acid coordination polymers hollow microspheres with tunable shell thickness and their corresponding porous CeO 2 hollow spheres for Pt-based electrocatalysts | |
| Liu et al. | Adsorption properties and mechanism for Fe (III) with solvent impregnated resins containing HEHEHP | |
| CN102407122A (zh) | 一种辛烯醛气相加氢制辛醇的催化剂的制备方法 | |
| CN108129670A (zh) | 一种梯度多孔金属有机骨架zif-8的制备方法 | |
| CN112940270B (zh) | 一种吸附分离铼或锝的MOFs材料及其制备方法和应用 | |
| CN110741102B (zh) | 用于萃取钪的固体萃取剂及其生产方法 | |
| CN102989499B (zh) | 一种用于制备对叔丁基苯甲醛的催化剂及制备方法 | |
| CN114134325A (zh) | 一种利用络合剂提高聚合物包容膜分离不同金属离子的选择性的方法 | |
| CN107033182B (zh) | 一种二丁基氧化锡的制备方法 | |
| CN102688785B (zh) | 一种含次磷酸基团的阳离子交换树脂的制备工艺 | |
| Chen et al. | Efficient formation of ZIF-8 promoted by DBU for the preparation of ZnO and Ce/ZnO nanomaterials | |
| CN106632505B (zh) | 一种质子导电金属有机骨架结构化合物及其制备方法 | |
| CN104399523A (zh) | 负载型纳米金催化剂的制备方法 | |
| CN113265058A (zh) | 一种低耗能快速合成mof-808材料的方法 | |
| CN109867745B (zh) | 一种聚丙烯腈树脂及其制备方法 | |
| CN115558798B (zh) | 锂化合物的制备方法 | |
| Northcott et al. | Synthesis, characterization and evaluation of mesoporous silicates for adsorption of metal ions | |
| CN115518621A (zh) | 一种玉米棒状金属有机骨架材料镶嵌金属氧化物碳材料的制备及应用 | |
| CN107108780B (zh) | 用于由n-羧酸甲基邻苯二甲酰亚胺酯生产氨甲基化珠状聚合产物的方法 | |
| Meakin et al. | Intramolecular rearrangements in neutral ML5 species | |
| CN108998064A (zh) | 一种脱除萘沥青中三氯化铝的方法 | |
| CN105949389B (zh) | 一种锗离子印迹聚合物的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151104 |