RU2814364C1 - Способ извлечения ионов церия (IV) - Google Patents
Способ извлечения ионов церия (IV) Download PDFInfo
- 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
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- -1 cerium (iv) ions Chemical class 0.000 title claims abstract description 9
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 34
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 19
- STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N tributyl phosphate Chemical compound CCCCOP(=O)(OCCCC)OCCCC STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 claims abstract description 6
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 4
- ITZXULOAYIAYNU-UHFFFAOYSA-N cerium(4+) Chemical compound [Ce+4] ITZXULOAYIAYNU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 abstract description 3
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 12
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical group CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 2
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 2
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HNNQYHFROJDYHQ-UHFFFAOYSA-N 3-(4-ethylcyclohexyl)propanoic acid 3-(3-ethylcyclopentyl)propanoic acid Chemical compound CCC1CCC(CCC(O)=O)C1.CCC1CCC(CCC(O)=O)CC1 HNNQYHFROJDYHQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к способам извлечения ионов церия (IV) из растворов техногенного и природного происхождения. Ионы церия (IV) извлекают из азотнокислых растворов природного и техногенного происхождения путем экстракции расплавом смеси парафина и трибутилфосфата, представляющим 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. Изобретение обеспечивает 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. 1 ил., 2 табл., 2 пр.
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.
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).
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.
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.
Общим недостатком для описанных способов является использование токсичных и легковоспламеняющихся жидкостей в качестве разбавителей.
Заявленное изобретение предназначено для расширения списка экстракционных смесей, используемых для извлечения церия.
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.
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.
Для экстракции используют смесь парафин + ТБФ в соотношении от 2:8 до 8:2, остаточная концентрация церия не более 1,5 мг/л.
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 ТБФ
| Таблица 1 - Температуры плавления экстракционных смесей | ||
| Содержание парафина П-2, масс. % | Содержание ТБФ, масс. % | Тпл, °С |
| 100 | 0 | 56,0 |
| 90 | 10 | 55,0 |
| 80 | 20 | 53,0 |
| 70 | 30 | 53,0 |
| 60 | 40 | 52,0 |
| 50 | 50 | 51,0 |
| 40 | 60 | 50,0 |
| 30 | 70 | 49,5 |
| 20 | 80 | 49,5 |
| 10 | 90 | 47,0 |
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.
Способ обеспечивает извлечение церия со степенью 98% до остаточной концентрации ионов Ce4+ менее 0,5 мг/л.
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.
Способ обеспечивает извлечение церия со степенью ~99% до остаточной концентрации ионов Ce4+ менее 0,3 мг/л.
Данные по степени извлечения церия предлагаемым способом в зависимости от соотношения компонентов в легкоплавком экстрагенте приведены в таблице 2.
| Таблица 2 - Результаты экстракции в зависимости от соотношения компонентов в экстракционной смеси | ||||||
| Состав экстрагента, масс. % | Объем водн. фазы, Vводн., мл | Масса экстрагента, mэкстр., г | Соотношение фаз (О:В) | Коэффициент распределения D | Степени извлечения R, % | |
| Парафин | ТБФ | |||||
| 100 | 0 | 20 | 2 | 1:10 | 36,3 | 78,4 |
| 90 | 10 | 20 | 2 | 1:10 | 74,1 | 88,1 |
| 80 | 20 | 20 | 2 | 1:10 | 82,7 | 89,2 |
| 70 | 30 | 20 | 2 | 1:10 | 102,7 | 91,1 |
| 60 | 40 | 20 | 2 | 1:10 | 915,4 | 98,9 |
| 50 | 50 | 20 | 2 | 1:10 | 175,0 | 94,6 |
| 40 | 60 | 20 | 2 | 1:10 | 170,5 | 94,5 |
| 30 | 70 | 20 | 2 | 1:10 | 144,2 | 93,5 |
| 20 | 80 | 20 | 2 | 1:10 | 920,4 | 98,9 |
| 10 | 90 | 20 | 2 | 1:10 | 144,2 | 93,5 |
| 0 | 100 | 20 | 2 | 1:10 | 19,8 | 66,5 |
Из таблицы 2 следует, что использование экстрагента с содержанием ТБФ 60% обеспечивает высокую степень извлечения при небольшом расходе легкоплавкого экстрагента.
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.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2814364C1 true RU2814364C1 (ru) | 2024-02-28 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2070595C1 (ru) * | 1992-04-27 | 1996-12-20 | Донецкий государственный университет | Способ извлечения церия |
| UA11122U (ru) * | 2005-05-23 | 2005-12-15 | Донецький Національний Університет | Способ изъятия церия (iv) |
| RU2293134C1 (ru) * | 2005-05-26 | 2007-02-10 | Институт химии и химической технологии СО РАН (ИХХТ СО РАН) | Способ извлечения редкоземельных металлов и иттрия из углей и золошлаковых отходов от их сжигания |
| RU2320738C1 (ru) * | 2006-06-19 | 2008-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" | Способ разделения иттрия и церия |
| RU2576763C1 (ru) * | 2014-08-22 | 2016-03-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт двигателей" (ОАО "НИИД") | Способ экстракционного разделения редкоземельных металлов из азотнокислых растворов |
| CN105734288A (zh) * | 2014-12-11 | 2016-07-06 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 含氨基中性膦萃取剂用于萃取分离四价铈的用途和方法 |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2070595C1 (ru) * | 1992-04-27 | 1996-12-20 | Донецкий государственный университет | Способ извлечения церия |
| UA11122U (ru) * | 2005-05-23 | 2005-12-15 | Донецький Національний Університет | Способ изъятия церия (iv) |
| RU2293134C1 (ru) * | 2005-05-26 | 2007-02-10 | Институт химии и химической технологии СО РАН (ИХХТ СО РАН) | Способ извлечения редкоземельных металлов и иттрия из углей и золошлаковых отходов от их сжигания |
| RU2320738C1 (ru) * | 2006-06-19 | 2008-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" | Способ разделения иттрия и церия |
| RU2576763C1 (ru) * | 2014-08-22 | 2016-03-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт двигателей" (ОАО "НИИД") | Способ экстракционного разделения редкоземельных металлов из азотнокислых растворов |
| CN105734288A (zh) * | 2014-12-11 | 2016-07-06 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 含氨基中性膦萃取剂用于萃取分离四价铈的用途和方法 |
Non-Patent Citations (1)
| 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 | |
| Wellens et al. | Separation of cobalt and nickel by solvent extraction with two mutually immiscible ionic liquids | |
| 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 | |
| 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 (ru) | Способ извлечения ионов церия (IV) | |
| Kesieme et al. | The optimal use of tris-2-ethylhexylamine to recover hydrochloric acid and metals from leach solutions and comparison with other extractants | |
| 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 (fr) | Procede de separation du fer d'une phase organique contenant de l'uranium et procede d'extraction de l'uranium d'une solution aqueuse d'acide mineral contenant de l'uranium et du fer | |
| 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 |