[go: up one dir, main page]

RU2814364C1 - Method of extracting cerium (iv) ions - Google Patents

Method of extracting cerium (iv) ions Download PDF

Info

Publication number
RU2814364C1
RU2814364C1 RU2023111251A RU2023111251A RU2814364C1 RU 2814364 C1 RU2814364 C1 RU 2814364C1 RU 2023111251 A RU2023111251 A RU 2023111251A RU 2023111251 A RU2023111251 A RU 2023111251A RU 2814364 C1 RU2814364 C1 RU 2814364C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
extraction
cerium
ions
mixture
volume
Prior art date
Application number
RU2023111251A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Андреевич Юдин
Елена Владимировна Сальникова
Полина Александровна Пономарева
Ольга Николаевна Каныгина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2814364C1 publication Critical patent/RU2814364C1/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to methods of extracting cerium (IV) ions from solutions of technogenic and natural origin. Cerium (IV) ions are extracted from nitric acid solutions of natural and technogenic origin by extraction with a melt of a mixture of paraffin and tributyl phosphate, which is a low-melting mixture which hardens at the end of extraction. Extraction is carried out at temperature of 80 °C with intense stirring for 20 minutes at a ratio of the volume of the organic phase to the volume of the aqueous phase of 1:10.
EFFECT: invention provides higher efficiency of cerium (IV) extraction ions without using extraction mixtures containing toxic and flammable substances, as well as simplifying the process of separating the aqueous phase from the organic phase at the end of extraction.
1 cl, 1 dwg, 2 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к экстракционным способам извлечения церия (IV) из техногенных отходов, может быть использовано при переработке церий-содержащих руд или промышленных отходов, содержащих церий.The invention relates to extraction methods for extracting cerium (IV) from industrial waste; it can be used in the processing of cerium-containing ores or industrial waste containing cerium.

Известен способ извлечения церия [Пат. 2530081] методом экстракции раствором 2-метил-8,9-дигидро[1,2,4]триазоло[1,5-α]хиназолин-6(7H)-она в метиленхлориде из сульфатных сред, при этом степень извлечения достигает почти 90% (при времени контакта фаз - 15 минут).There is a known method for extracting cerium [Pat. 2530081] by extraction method with a solution of 2-methyl-8,9-dihydro[1,2,4]triazolo[1,5-α]quinazolin-6(7H)-one in methylene chloride from sulfate media, with the degree of extraction reaching almost 90 % (with phase contact time - 15 minutes).

Также известен способ извлечения церия [Пат. 2441087] экстракционной смесью, состоящей из олеиновой кислоты и керосина при соотношении объема органической фазы к объему водной фазы (О:В) 1:10 в две стадии. Недостатком способа является его многостадийность, а также использование легковоспламеняющегося керосина в качестве разбавителя экстрагента.There is also a known method for extracting cerium [Pat. 2441087] with an extraction mixture consisting of oleic acid and kerosene with a ratio of the volume of the organic phase to the volume of the aqueous phase (O:W) of 1:10 in two stages. The disadvantage of this method is its multi-stage nature, as well as the use of flammable kerosene as an extractant diluent.

Схожий способ извлечения церия [Пат. 2320738] основан на использовании в качестве экстрагента раствора нафтеновой кислоты в о-ксилоле в присутствии хлорида калия в исходном растворе (до концентрации 0,2 моль/л), при этом степень извлечения церия достигает 80%. Недостатком метода является невысокий коэффициент извлечения и использование в технологии извлечения о-ксилола с низкой температурой вспышки.A similar method for extracting cerium [Pat. 2320738] is based on the use of a solution of naphthenic acid in o -xylene as an extractant in the presence of potassium chloride in the original solution (up to a concentration of 0.2 mol/l), while the degree of cerium extraction reaches 80%. The disadvantage of the method is the low recovery coefficient and the use of o -xylene with a low flash point in the extraction technology.

Общим недостатком для описанных способов является использование токсичных и легковоспламеняющихся жидкостей в качестве разбавителей.A common disadvantage for the described methods is the use of toxic and flammable liquids as diluents.

Заявленное изобретение предназначено для расширения списка экстракционных смесей, используемых для извлечения церия.The claimed invention is intended to expand the list of extraction mixtures used to extract cerium.

Технический результат - повышение эффективности ионов извлечения церия (IV) без использования экстракционных смесей, содержащих токсичные и легковоспламеняющиеся вещества, а также упрощение процесса отделения водной фазы от органической по окончании экстракции.The technical result is increasing the efficiency of cerium (IV) extraction ions without the use of extraction mixtures containing toxic and flammable substances, as well as simplifying the process of separating the aqueous phase from the organic phase at the end of extraction.

Указанный результат достигается тем, что в предлагаемом способе азотнокислый раствор ионов церия (IV) (содержание HNO3 10%) экстрагируют смесью парафина и трибутилфосфата (ТБФ) при температуре выше 60°С при соотношении объема О:В=1:10.This result is achieved by the fact that in the proposed method, a nitrate solution of cerium (IV) ions (HNO 3 content 10%) is extracted with a mixture of paraffin and tributyl phosphate (TBP) at a temperature above 60°C with a volume ratio of O:B = 1:10.

Для экстракции используют смесь парафин + ТБФ в соотношении от 2:8 до 8:2, остаточная концентрация церия не более 1,5 мг/л.For extraction, a mixture of paraffin + TBP is used in a ratio of 2:8 to 8:2, the residual concentration of cerium is not more than 1.5 mg/l.

Способ извлечения ионов церия (IV) осуществляется следующим образом: подкисленный азотной кислотой раствор, содержащий ионы церия (IV) помещается в реактор (фиг. 1), обогреваемый рубашкой, по которой циркулирует нагретая вода, прибавляется легкоплавкая экстракционная смесь в соотношении О:В=1:10. В качестве экстрагента используется смесь парафина марки П-2 и трибутилфосфата (содержание ТБФ от 20% до 80%). После полного перехода экстрагента в жидкую фазу (температуры плавления экстракционных смесей указаны в таблице 1) экстракцию ведут при постоянном перемешивании в течение 20 минут. По окончании экстракции температура воды в рубашке понижается, раствор после экстракции отделяют сливанием по завершению затвердевания органической фазы. Контроль за содержанием церия осуществляется фотометрическим методом с Арсеназо III. На фиг. 1 представлена схема термостатирующего реактора для экстракции легкоплавким экстрагентом на основе парафина и ТБФMethod for extracting cerium (IV) ions is carried out as follows: a solution acidified with nitric acid containing cerium (IV) ions is placed in a reactor (Fig. 1), heated by a jacket through which heated water circulates, a low-melting extraction mixture is added in the ratio O:B = 1:10. A mixture of P-2 grade paraffin and tributyl phosphate (TBP content from 20% to 80%) is used as an extractant. After the extractant has completely passed into the liquid phase (melting temperatures of extraction mixtures are indicated in Table 1), extraction is carried out with constant stirring for 20 minutes. At the end of extraction, the temperature of the water in the jacket decreases, the solution after extraction is separated by draining after the solidification of the organic phase is complete. The cerium content is monitored by the photometric method with Arsenazo III. In fig. Figure 1 shows a diagram of a thermostatic reactor for extraction with a low-melting extractant based on paraffin and TBP

Таблица 1 - Температуры плавления экстракционных смесейTable 1 - Melting temperatures of extraction mixtures Содержание парафина П-2, масс. %Paraffin content P-2, wt. % Содержание ТБФ, масс. %TBP content, wt. % Тпл, °СT pl , °C 100100 00 56,056.0 9090 1010 55,055.0 8080 2020 53,053.0 7070 30thirty 53,053.0 6060 4040 52,052.0 5050 5050 51,051.0 4040 6060 50,050.0 30thirty 7070 49,549.5 2020 8080 49,549.5 1010 9090 47,047.0

Пример исполнения 1: Азотнокислый раствор, содержащий ионы церия (IV) в концентрации 140 мг/л и [NO3 -]=2 моль/л экстрагируют легкоплавкой смесью с соотношением парафин:ТБФ (масс. %) 4:6, при соотношении О:В=1:10 при температуре 60°С в течение 20 минут при интенсивном перемешивании.Execution example 1: A nitric acid solution containing cerium (IV) ions at a concentration of 140 mg/l and [NO 3 - ]=2 mol/l is extracted with a low-melting mixture with a paraffin:TBP ratio (wt.%) 4:6, at a ratio of O :B=1:10 at 60°C for 20 minutes with vigorous stirring.

Способ обеспечивает извлечение церия со степенью 98% до остаточной концентрации ионов Ce4+ менее 0,5 мг/л.The method ensures the extraction of cerium with a degree of 98% to a residual concentration of Ce 4+ ions of less than 0.5 mg/l.

Пример исполнения 2: Азотнокислый раствор, содержащий ионы церия (IV) в концентрации 100 мг/л и [NO3 -]=2 моль/л экстрагируют легкоплавкой смесью с соотношением парафин:ТБФ (масс. %) 6:4, при соотношении О:В 1:10 при температуре 55°С в течение 20 минут при интенсивном перемешивании.Execution example 2: A nitric acid solution containing cerium (IV) ions at a concentration of 100 mg/l and [NO 3 - ]=2 mol/l is extracted with a low-melting mixture with a paraffin:TBP ratio (wt.%) 6:4, at a ratio of O :At 1:10 at 55°C for 20 minutes with vigorous stirring.

Способ обеспечивает извлечение церия со степенью ~99% до остаточной концентрации ионов Ce4+ менее 0,3 мг/л.The method provides extraction of cerium with a degree of ~99% to a residual concentration of Ce 4+ ions of less than 0.3 mg/l.

Данные по степени извлечения церия предлагаемым способом в зависимости от соотношения компонентов в легкоплавком экстрагенте приведены в таблице 2.Data on the degree of cerium extraction by the proposed method, depending on the ratio of components in the low-melting extractant, are given in Table 2.

Таблица 2 - Результаты экстракции в зависимости от соотношения компонентов в экстракционной смесиTable 2 - Extraction results depending on the ratio of components in the extraction mixture Состав экстрагента, масс. %Extractant composition, mass. % Объем водн. фазы, Vводн., млWater volume phases, Vaq., ml Масса экстрагента, mэкстр., гExtractant mass, mext., g Соотношение фаз (О:В)Phase ratio (O:V) Коэффициент распределения DDistribution coefficient D Степени извлечения R, %Extraction rates R, % ПарафинParaffin ТБФTBP 100100 00 2020 22 1:101:10 36,336.3 78,478.4 9090 1010 2020 22 1:101:10 74,174.1 88,188.1 8080 2020 2020 22 1:101:10 82,782.7 89,289.2 7070 30thirty 2020 22 1:101:10 102,7102.7 91,191.1 6060 4040 2020 22 1:101:10 915,4915.4 98,998.9 5050 5050 2020 22 1:101:10 175,0175.0 94,694.6 4040 6060 2020 22 1:101:10 170,5170.5 94,594.5 30thirty 7070 2020 22 1:101:10 144,2144.2 93,593.5 2020 8080 2020 22 1:101:10 920,4920.4 98,998.9 1010 9090 2020 22 1:101:10 144,2144.2 93,593.5 00 100100 2020 22 1:101:10 19,819.8 66,566.5

Из таблицы 2 следует, что использование экстрагента с содержанием ТБФ 60% обеспечивает высокую степень извлечения при небольшом расходе легкоплавкого экстрагента.From Table 2 it follows that the use of an extractant containing 60% TBP provides a high degree of extraction with low consumption of a low-melting extractant.

Claims (1)

Способ извлечения ионов церия (IV) из азотнокислых растворов природного и техногенного происхождения путем экстракции расплавом смеси парафина и трибутилфосфата, отличающийся тем, что расплав смеси парафина и трибутилфосфата представляет собой легкоплавкую смесь, затвердевающую по окончании экстракции, при этом экстракцию осуществляют при температуре 80°С при интенсивном перемешивании в течение 20 минут при соотношении объема органической фазы к объему водной фазы 1:10.A method for extracting cerium (IV) ions from nitric acid solutions of natural and man-made origin by extraction with a melt of a mixture of paraffin and tributyl phosphate, characterized in that the melt of a mixture of paraffin and tributyl phosphate is a low-melting mixture that solidifies at the end of extraction, and the extraction is carried out at a temperature of 80°C with vigorous stirring for 20 minutes at a ratio of the volume of the organic phase to the volume of the aqueous phase of 1:10.
RU2023111251A 2023-05-02 Method of extracting cerium (iv) ions RU2814364C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2814364C1 true RU2814364C1 (en) 2024-02-28

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2070595C1 (en) * 1992-04-27 1996-12-20 Донецкий государственный университет Method for extraction of cerium
UA11122U (en) * 2005-05-23 2005-12-15 Донецький Національний Університет A method for withdrawing cerium (IV)
RU2293134C1 (en) * 2005-05-26 2007-02-10 Институт химии и химической технологии СО РАН (ИХХТ СО РАН) Process for extracting rare-earth metals and yttrium from coals and ash-slag waste material of coal burning
RU2320738C1 (en) * 2006-06-19 2008-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" Yttrium and cerium separation method
RU2576763C1 (en) * 2014-08-22 2016-03-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт двигателей" (ОАО "НИИД") Method for extraction separation of rare-earth metals from nitrate solutions
CN105734288A (en) * 2014-12-11 2016-07-06 中国科学院长春应用化学研究所 Purpose and method of amino-contained neutral phosphine extraction agent for extraction and separation of tetravalent cerium

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2070595C1 (en) * 1992-04-27 1996-12-20 Донецкий государственный университет Method for extraction of cerium
UA11122U (en) * 2005-05-23 2005-12-15 Донецький Національний Університет A method for withdrawing cerium (IV)
RU2293134C1 (en) * 2005-05-26 2007-02-10 Институт химии и химической технологии СО РАН (ИХХТ СО РАН) Process for extracting rare-earth metals and yttrium from coals and ash-slag waste material of coal burning
RU2320738C1 (en) * 2006-06-19 2008-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" Yttrium and cerium separation method
RU2576763C1 (en) * 2014-08-22 2016-03-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт двигателей" (ОАО "НИИД") Method for extraction separation of rare-earth metals from nitrate solutions
CN105734288A (en) * 2014-12-11 2016-07-06 中国科学院长春应用化学研究所 Purpose and method of amino-contained neutral phosphine extraction agent for extraction and separation of tetravalent cerium

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Симонова Т.Н. и др. ЭКСТРАКЦИОННОЕ ИЗВЛЕЧЕНИЕ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗНОЗАРЯДНЫХ АЦИДОКОМПЛЕКСОВ СКАНДИЯ(III) И ЦЕРИЯ(IV) В ДВУХФАЗНЫХ ВОДНЫХ СИСТЕМАХ, Вiсник Харкiвського нацiонального унiверситету. 2007. N770. Хiмiя. Вип. 15(38), cc.132-136. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Milevskii et al. Separation of Li (I), Co (II), Ni (II), Mn (II), and Fe (III) from hydrochloric acid solution using a menthol-based hydrophobic deep eutectic solvent
Zhang et al. Recovery of gallium from leach solutions of zinc refinery residues by stepwise solvent extraction with N235 and Cyanex 272
Depuydt et al. Solvent extraction of scandium (III) by an aqueous biphasic system with a nonfluorinated functionalized ionic liquid
Flieger et al. Ionic liquids as solvents in separation processes
Panda et al. Solvent extraction of neodymium (III) from acidic nitrate medium using Cyanex 921 in kerosene
Ghadiri et al. Study of molybdenum extraction by trioctylamine and tributylphosphate and stripping by ammonium solutions
Kulkarni Recovery of uranium (VI) from acidic wastes using tri-n-octylphosphine oxide and sodium carbonate based liquid membranes
Xiao et al. Liquid-liquid extraction separation of lithium isotopes by using room-temperature ionic liquids-chloroform mixed solvent system contained benzo-15-crown-5
CN106048221B (en) One kind uses ionic liquid [OMIM] BF4The method for extracting LREE in acid solution
Khaironie et al. Solvent extraction of light rare earth ions using D2EHPA from nitric acid and sulphuric acid solutions
Yang et al. One step effective separation of platinum and palladium in an acidic chloride solution by using undiluted ionic liquids
Elnagar et al. pH-controlled mixed micelle cloud point extraction for selective removal of trace levels of iron from titanium concentrates
Zhao et al. Enhanced interfacial salt effect on extraction and separation of Er (III) from Mg (II), Al (III), Fe (III) sulfate aqueous solutions using bubble-supported organic liquid membrane
Huang et al. Extraction of rubidium and cesium from brine solutions using a room temperature ionic liquid system containing 18-crown-6
RU2814364C1 (en) Method of extracting cerium (iv) ions
Han et al. Efficient enrichment and selective recovery of rare earths from sulfate leachate of ion-adsorption type rare earth ore by extraction with HPOAc
Xiao et al. Separation of trace amount of nickel from cobalt sulphate solutions using a synergistic solvent extraction system consisting of dinonylnaphthalene sulfonic acid (DNNSA) and decyl 4-picolinate (4PC)
Duan et al. Separation of Nd3+ and Fe3+ by non-equilibrium solvent extraction using an annular centrifugal contactor
Daher et al. Removal of uranium from sulfate leach liquor of salcrete deposits using tri-n-octyl amine
KA et al. Monazite-uranium separation and purification applying oxalic-nitrate-TBP extraction
Wu et al. Separation of Hf (IV) from Zr (IV) in thiocyanate medium with ionic liquid Aliquat 336
FR3038326A1 (en) METHOD OF SEPARATING IRON FROM AN URANIUM-CONTAINING ORGANIC PHASE AND METHOD OF EXTRACTING URANIUM FROM AN AQUEOUS SOLUTION OF MINERAL ACID CONTAINING URANIUM AND IRON
Tutkun et al. Extraction of germanium from acidic leach solutions by liquid membrane technique
Morais et al. Uranium stripping from tertiary amine loaded solution by ammonium sulfate
CN103060556B (en) A method of back-extracting uranyl ions from ionic liquid phases using supercritical CO2 back-extraction technology