CC BY
18УДК 542.61:546.631 Olga A. Lysenko, Galina V. Kostikova
SCANDIUM EXTRACTION REFINING WITH NEUTRAL ORGANOPHOSPHOROUS COMPOUNDS FROM CHLORIDE-NITRIC SOLUTIONS
Russian academy of sciences A.N. Frumkin Institute of Physical chemistry and Electrochemistry, Moscow, Russia [email protected]
The basic technological scheme of scandium extraction refining from mixed chloride-nitric solutions was proposed. It was shown, that purification of scandium from zirconium, thorium and iron admixtures reached more than a hundred times during the extraction process using 75 % three-isoamilphosphat in dodecane on four extraction steps.
Key words: scandium, extraction, refining, neutral organo-phosphorous compounds, chlorid-nitric solutions, three-iso-amilphosphat, isoamil-dyalkyl (C7-C9) phosphine oxide, purification, zirconium, thorium, iron.
DOI 10.36807/1998-9849-2022-61-87-27-32
Введение
Скандий относят к металлам XXI века. Уникальные физико-химические свойства позволяют использовать скандий и его соединения в самых современных и перспективных областях науки и техники, при этом требования к чистоте конечной скандиевой продукции очень высоки. Вследствие того, что скандий является типичным рассеянным элементом и практически не имеет собственных месторождений, его извлекают попутно при комплексной переработке различных типов минерального сырья [1-3].
Одним из наиболее эффективных и широко применяемых методов извлечения, концентрирования и рафинирования скандия является жидкостная экстракция, обладающая рядом преимуществ, таких как простота аппаратурного оформления, возможность организации непрерывного процесса, высокая производительность [4]. При проведении экстракционных процессов концентрирования и очистки скандия применяют экстрагенты различных классов, наибольшее промышленное применение нашли трибутилфосфат (ТБФ) и ди-(2-этилгексил)ортофосфорная кислота (Д2ЭГФК).
Наибольшие трудности в процессах экстракционной очистки скандия вызывает отделение железа, циркония и тория, что связано со схожестью экстракционного поведения этих элементов. В работах [5, 6] показана возможность разделения скандия и тория экстракцией ТБФ из азотнокислых растворов. В технологии осаждения основного сульфата циркония [7] процесс разделения скандия и циркония проводят в две стадии: сначала 100% ТБФ экстрагируют около 90 % циркония, затем, новой порцией ТБФ переводят большую часть скандия в органическую фазу [8]. В работе [9] показано, что во всем интервале концентраций HNO3 при использовании в качестве экстрагента тБф в органическом растворителе торий может быть эффективно отделен от скандия (рт№ = 10 при ^N0^ = 1 моль/л, рт№ = 167 при ^N0^
Лысенко О.А., Костикова Г.В.
ЭКСТРАКЦИОННОЕ
РАФИНИРОВАНИЕ
СКАНДИЯ НЕЙТРАЛЬНЫМИ
ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИМИ
СОЕДИНЕНИЯМИ ИЗ
ХЛОРИДНО-НИТРАТНЫХ
РАСТВОРОВ
Институт физической химии и электрохимии имени А.Н. Фрумкина Российской академии наук, Москва, Россия [email protected]
Предложена принципиальная технологическая схема экстракционного рафинирования скандия из смешанных хлоридно-нитратных сред. Показано, что при использовании в качестве экстрагента 75 % ТиАФ в додекане на четырех экстракционных ступенях достигнута очистка Sc от примесей Zr, Пи Fe более чем в сто раз.
Ключевые слова: скандий, экстракция, рафинирование, нейтральные фосфорорганические соединения, хлоридно-нитратные растворы, триизоамилфосфат, изоамилдиалкил (С7-С9) фосфиноксид, очистка, цирконий, торий, железо.
Дата поступления - 04 мая 2022 года
= 6 моль/л), цирконий заметно переходит в органическую фазу при ^03] > 5 моль/л, коэффициенты распределения скандия во 3всем интервале концентраций азотной кислоты не высоки. Железо, являясь одним из основных примесных элементов, при использовании нейтральных фосфорорганических соединений хорошо экстрагируется из хлоридных растворов, а в случае азотнокислых сред величины коэффициентов его распределения не превышают 0,01 [10]. При переработке красных шламов отделение железа от скандия может быть проведено Д2ЭГФК из сернокислых растворов выщелачивания при рН < 1,5 [11].
В настоящей работе были использованы следующие нейтральные фосфорорганические соединения: триизоамилфосфат (ТиАФ) и изоамилдиалкил (С7-С9) фосфиноксид (ФОР). ТиАФ обладает меньшей ск9лонностью к образованию третьей фазы и примерно в 20 раз меньшей растворимостью в водной фазе по сравнению с ТБФ [13]. ФОР по своей экстракционной способности приближается к Д2ЭГФК, но при этом не образует осадки в органической фазе.
Условий для одновременной очистки скандия от примесей циркония, тория и железа найдено не было при экстракции ТиАФ из азотнокислых растворов [13] и из солянокислых растворов в присутствии различных высаливателей [14]. При изучении экстракции скандия и тория ФОР из сернокислых растворов было показано, что ввиду высокой экстракционной способности ФОР степень извлечения скандия в органическую фазу составляет 80%, тория - 40%, что не позволяет провести очистку скандия от тория [15].
В работе [16] было найдено, что эффективная одновременная очистка скандия от циркония, тория и железа может быть проведена из смешанных хлоридно-нитратных растворов с использованием в качестве экстрагента 75% ТиАФ в додекане. Цирконий, торий и железо в этом случае совместно переходят в экстракт, что
позволяет организовать процесс разделения скандия и сопутствующих элементов методом полного противотока.
Методика проведения эксперимента
Реактивы. В качестве экстрагента использовали триизоамилфосфат технический (ТиАФ), который соответствовал требованиям ТУ 6-02-13-20-83 и содержал 98% основного компонента, 0,06% изоамилового спирта и 0,02% изоамилфосфорных кислот; его плотность составляла 0,952 г/см3. Перед проведением экспериментов ТиАФ подвергался трехкратной промывке 5% раствором Na2CO3 с последующей промывкой дистиллированной водой до ее нейтральной реакции.
В качестве разбавителя использовали додекан марки "ч".
Изоамилдиалкил (С7-С9) фосфиноксид (ФОР), его плотность составляла 0,8819 г/см3, молекулярный вес 345 г/моль, молярность 2,56 моль/дм3. Перед проведением экспериментов ФОР подвергался трехкратной промывке 5% раствором Na2CO3 с последующей промывкой дистиллированной водой до ее нейтральной реакции. В качестве разбавителя использовали додекан марки "ч", ди-2-этилгексиловый спирт марки «ч».
Растворы скандия готовили растворением Sc2O3 чистотой 99,9% в соответствующей минеральной кислоте, растворы солей тория - растворением Th(OH)4 в соответствующей минеральной кислоте. Избыток азотной кислоты в Th(NO3)4 нейтрализовали Th(OH)4. Растворы соли гидроксихлорида циркония готовили растворением Zr(OH)2Cl2 в 1,5 моль/дм3 HCl. Раствор соли Zr(OHX(NO3)2 готовили растворением свежеосажденного Zr(OH)4 в кипящей концентрированной HNO3. 4
Обычные реактивы - кислоты, щелочи, соли -использовали марки «ХЧ» или «ЧДА». Методы анализа. Концентрацию скандия и тория в водной и органической фазах определяли комплексонометрическим титрованием раствором ЭДТА (0,052 моль/дм3) в присутствие 1 моль/дм3 ацетатного буфера (pH = 5) с индикатором ксиленоловым оранжевым [17]. Концентрацию циркония определяли комплексонометрическим титрованием в среде 1,5 моль/ дм3 HCl при нагревании раствора до 80°C.
Все концентрации Sc, Zr, Th, Fe в работе приведены в г/дм3 по металлу.
Лабораторное моделирование проводилось противоточным методом с соотношением объемов фаз о : в = 1 : 1 в делительных воронках объемом 10 см3 с перемешиванием фаз вручную, водная и органическая фаза подавались порциями по 2 см3. Время перемешивания фаз - 3 мин.
При моделировании экстракционной части каскада был использован раствор, полученный растворением 90% оксида скандия в 1,5 моль/дм3 HNO3. Анализ исходного и очищенного Sc2O3 проводился методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (МС-ИСП) на приборе Agilent 7500ce («Agilent Technologies» США).
Результаты и обсуждение
Ранее нами была найдена экстракционная система, в которой происходит одновременное отделение примесей циркония, тория и железа от скандия [17]: водная фаза
- 1,5 моль/дм3 HNO3, 4 моль/дм3 LiCl; органическая фаза
- 75% ТиАФ в додекане. В этом случае коэффициенты разделения скандия и элементов-примесей составляют В > 100 В ~ 6 В ~ 17
^Th/Sc ' ^Zr/Sc ' ^Fe/Sc A/l
Процесс экстракционного рафинирования скандия предполагается проводить методом полного противотока, который позволяет получить два чистых продукта в экстракте и рафинате при их полном извлечении. При методе полного противотока экстракционный каскад состоит из трех частей: экстракционной, промывной и реэкстракционной.
Необходимое количество ступеней в экстракционной и промывной частях каскада было рассчитано графически по полученным ранее изотермам экстракции скандия и элементов-примесей.
Моделирование процесса разделения Sc и Zr (как наиболее трудно отделяемой примеси) в экстракционной части каскада проводилось на 4х противоточных ступенях (рис. 1).
Экстрагент 75% ТиАФ
Экстракт 75% ТиАФ +4,6 г/дм3 Zr , +13 г/дм3 Sc
Рафинат
19 г/дм3 Sc Zr< 0,05 г/дм3
1,5 моль/дм3 HN03 + 4 моль/дм3 LiCl
Исходный раствор 35 г/дм3 Sc, 5r/flM3Zr 1,5 моль/дм3 HN03 + 4моль/дм3 LiCl
Рис. 1. Моделирование экстракционной части каскада (о : в = 1: 1)
В качестве экстрагента был использован 75% ТиАФ в додекане, предварительно насыщенный HNO3, который подавался на 1ю ступень экстракционной части каскада. На 4ю ступень подавался модельный раствор, содержащий 35 г/дм3 Sc и 5 г/дм3 Zr, 1,5 моль/дм3 HNO3 + 4 моль/дм3 С 1й ступени выходила водная фаза, содержащая 1,5 моль/дм3 HNO3 + 4 моль/дм3 ЫС1, 19 г/дм3 Sc и < 0,05 г/дм3 Zr. С 4й ступени выходила органическая фаза, содержащая 4,6 г/дм3 Zr и 13 г/дм3 Sc. После установления равновесия содержание циркония в получаемом рафинате не превышало 0,05 г/дм3, т.е. на 4х экстракционных ступенях была получена очистка исходного раствора от Zr более чем в 100 раз. Распределение элементов по ступеням каскада представлено в таблице 1. Около 38 % скандия экстрагируется совместно с цирконием, что свидетельствует о необходимости проведения операции промывки для возврата скандия в экстракционную часть каскада.
Таблица 1. Распределение Sc и Zr по ступеням экстракционной части каскада при моделировании процесса рафинирования скандия методом полного противотока с использованием в качестве экстрагента 75% ТиАФ из водного раствора, содержащего 1,5 моль/дм3 HNO3, 4 моль/дм3 LiCl, 35 г/дм Sc и 5 г/дм3 Zr (о : в = 1 : 1)
№ ступени Sc Zr
в.ф., г/дм3 о.ф., г/дм3 в.ф., г/дм3 о.ф., г/дм3
1 19 6,7 <0,05 0,20
2 26 9,6 0,22 0,36
3 33 12 0,55 1,2
4 34 13 1,5 4,6
Для моделирования операции промывки, был приготовлен экстракт (75% ТиАФ в додекане, приведенный в равновесие с водным раствором 1,5 моль/ дм3 HNO3 + 4 моль/дм3 ЫС1 и содержащий 11 г/дм3 Sc, 6,0 г/дм3 Zr).
Промывная часть каскада была смоделирована на шести противоточных ступенях (рис. 2).
Рис. 2. Моделирование промывной части каскада (о : в = 1: 1)
На 1ю ступень промывной части каскада подавался приготовленный экстракт. В качестве промывного раствора использовали 1,5 моль/дм3 HNO3 + 4 моль/дм3 который подавался на 6ю ступень. Водная фаза, выходящая с 1й промывной ступени (которую далее предполагается подавать на 4ю ступень экстракционной части каскада), содержала 11 г/дм3 Sc и 1,2 г/дм3 Zr. Выходящий с 6й ступени экстракт (75 % ТиАФ) содержал 6,0 г/дм3 Zr и <0,05 г/дм3 Sc, то есть шести промывных ступеней достаточно для практически полного возврата скандия в экстракционную часть каскада (таблица 2).
Таблица 2. Распределение Sc и Zr по ступеням промывной части каскада при моделировании процесса рафинирования скандия методом полного противотока с использованием в качестве промывного раствора 1,5 моль/дм3 HNO, 4 моль/ дм3 ИС1 из 75 % ТиАФ в додекане, содержащего 1,5 моль/ дм3 HNO , 4 моль/дм3 LiCl, 11 г/дм3 Sc и 5 г/дм3 Zr (о : в
= 1 : 1)
Таблица 3. Распределение Th и [H+] по реэкстракционным ступеням при моделировании реэкстракции скандия из 75% ТиАФ в додекане, содержащего 1,2 моль/дм3 HNO, 20 г/дм3 Th
(о : в = 1 : 1)
№ ступени Sc Zr
в.ф., г/дм3 о.ф., г/дм3 в.ф., г/дм3 о.ф., г/дм3
1 11 5,8 1,2 5,0
2 8,6 4,4 1,1 5,5
3 6,0 2,9 0,85 5,7
4 3,6 1,5 0,73 5,9
5 2,2 0,23 0,39 6,4
6 1,4 <0,05 0,37 6,4
Для возврата экстрагента на стадию экстракции необходимо провести полную реэкстракцию примесей. Для этого полученный после 6й ступени промывной части каскада экстракт, содержащий ТИ, Zr, Fe, поступает на стадию реэкстракции. Моделирование процесса реэкстракции примесей было проведено методом простого противотока на примере лучше экстрагируемого элемента - ТИ. Процесс реэкстракции хуже экстрагируемых примесей - Zr и Fe будет легче и для их полного излечения из экстракта понадобится меньшее количество ступеней.
Моделирование процесса реэкстракции проводили с использованием приготовленного экстракта (75% ТиАФ в додекане, приведенного в равновесие с водным раствором 1,5 моль/дм3 HNO3 + 4 моль/дм3 □□ и содержащего 20 г/дм3 ТИ) на шести ступенях методом простого противотока с соотношением фаз о : в = 1 : 1 (рис. 3).
Рис. 3. Моделирование реэкстракции Th водой (о : в = 1: 1)
Экстракт подавался на 1ю реэкстракционную ступень, на 6ю реэкстракционную ступень подавалась вода. С 6й ступени выходил 75% ТиАФ, содержащий < 0,1 г/дм3 Th, который далее может быть возвращен в процесс. С 1й ступени выходил водный раствор, содержащий весь реэкстрагированный Th и 1,5 моль/дм3 HNO3 (таблица 3).
№ ступени Th HNO3
в.ф., г/дм3 о.ф., г/дм3 в.ф., моль/дм3 о.ф., моль/дм3
1 9,9 20 1,5 1,2
2 8,7 18 1,2 0,91
3 7,6 167 0,89 0,61
4 6,7 12 0,57 0,29
5 3,5 0,87 0,21 0,02
6 1,2 <0,1 0,04 <0,01
Далее из рафината, выходящего с 1й ступени экстракционного каскада и содержащего очищенный скандий, возможно провести оксалатное осаждение. Однако, с экологической и экономической точки зрения это невыгодно, так как возникает большое количество сбросных растворов, содержащих HNO3 +
Поэтому было предложено введение еще одного дополнительного (второго) экстракционного каскада с использованием в качестве экстрагента ФОР. При экстракции скандия 50% ФОР в декане из водного раствора, содержащего 1,5 моль/дм3 HNO3, 4 моль/дм3 ЫС1 и 5 г/дм3 Sc, коэффициент его распределения превышает 50, что позволит полностью перевести скандий в органическую фазу, а рафинат, содержащий HNO3 + ЫС1, скорректировать и сделать оборотным. 3
Процесс экстракционного извлечения будет состоять из стадии экстракции и реэкстракции. Для его моделирования был использован ранее полученный рафинат, содержащий 19 г/дм3 Sc, 1,5 моль/дм3 HNO3, 4 моль/дм3
Моделирование извлечения скандия было проведено на шести ступенях методом простого противотока 50% ФОР в декане с добавкой 20% ди-2-этилгексилового спирта (рис. 4).
Рис. 4. Схема моделирования экстракционной части дополнительного (второго) каскада 50% ФОР в декане + ди-2-этилгексилового спирта (о : в = 1 : 1)
Рафинат (с 1й ступени экстракционной части первого каскада, содержащий 1,5 моль/дм3 HNO3 и 4 моль/дм3 19 г/дм3 Sc), подавался на 6ю ступень дополнительного (второго) экстракционного каскада. На его 1ю ступень подавался 50 % ФОР в декане с добавкой 20 % ди-2-этилгексилового спирта, предварительно насыщенный азотной кислотой. Соответственно, с 1й ступени выходил рафинат, содержащий HNO3, ЫС1 и <0,001 г/дм3 Sc, который далее после корректировки может быть направлен на насыщение экстрагентов (ФОР и ТиАФ) азотной кислотой, а также в промывную часть первого каскада. Таким образом, происходит возврат раствора HNO3 + □□, что позволяет рассматривать его в качестве3 оборотного. С 6й ступени выходил 50% ФОР, содержащий 15 г/дм3 Sc, который поступает на
реэкстракцию водой.
Как видно из полученных данных (таблица 4), концентрация Sc в экстракте на выходе из второго экстракционного каскада ниже, чем до стадии концентрирования - 15 г/дм3. Однако, как было сказано выше, с экологической и экономической точки зрения нецелесообразно проводить оксалатное осаждение из раствора НШ3 + ЫС1.
Таблица 4. Распределение 5с и [Н+] по ступеням экстракционной части дополнительного (второго) каскада с использованием в качестве экстрагента 50% ФОР в декане с добавкой 20% ди-2-этилгексилового спирта (о : в = 1: 1)
Таблица 5. Распределение 5с по ступеням реэкстракционной части дополнительного (второго) экстракционного каскада
(о:в =1:1)
№ ступени Sc Н1ЧО3
в.ф., г/дм3 о.ф., г/дм3 в.ф., моль/дм3 о.ф., моль/дм3
1 - - 2,0 1,4
2 0,11 0,08 2,0 1,3
3 0,23 8,0 2,2 0,89
4 5,2 11 2,0 0,76
5 15 14 1,5 0,62
6 19 15 1,3 0,86
Далее было проведено моделирование процесса реэкстракции скандия из полученного экстракта (рис. 5).
50% ФОР в декане+20% ди-2-этилгексилового спирта 15 г/дм3 Эс
50% ФОР в декане+20% ди-2-этилгексилового спирта
_Л 1_ь1 I ^ I Л I J к
Г I пппппппг
вс 7,7 г/дм3 на осавдение оксалата
Нго
Рис. 5. Схема моделирования реэкстракционной части дополнительного (второго) экстракционного каскада водой (о : в = 1: 1)
Реэкстракционная часть дополнительного каскада состояла из десяти противоточных ступеней при соотношении фаз о : в = 1 : 1. На 1ю ступень поступал экстракт, содержащий 15 г/дм3 Sc, на 10ю ступень подавалась вода. С 10й ступени выходил экстрагент, отмытый от скандия, который далее может быть направлен на насыщение НШ3 и возвращен на 1ю ступень второго экстракционного каскада. Как видно из полученных данных (таблица 5), содержание скандия в органической фазе на десятой реэкстракционной ступени не превышает 0,05 г/дм3. С 1й ступени выходит водная фаза, содержащая 7,7 г/дм3 Sc. Очищенный от примесей скандий далее поступает на стадию оксалатного осаждения.
На основании этих данных была предложена принципиальная технологическая схема рафинирования скандия (рис. 6).
Раствор, содержащий Sc и примеси Т^ Zr, Fe, а также 1,5 моль/дм3 НШ3 + 4 моль/дм3 LiCl поступает на стадию экстракции. В качестве экстрагента используется 75% ТиАФ в додекане, соотношение фаз о : в = 1 : 1. После экстракции получают экстракт, содержащий Sc, Т^ Zr, Fe, и рафинат - очищенный от примесей скандий с их содержанием < 0,05 г/дм3.
Экстракт поступает на стадию промывки. Промывка осуществляется раствором 1,5 моль/дм3 НШ3 + 4 моль/дм3 LiCl. После промывки водный раствор, содержащий Sc, возвращается на стадию экстракции
№ ступени Sc
в.ф., г/дм3 о.ф., г/дм3
1 7,7 11
2 6,5 9,4
3 4,5 8,4
4 3,5 6,8
5 2,3 5,4
6 1,4 3,8
7 0,61 2,7
8 0,47 1,3
9 0,15 0,30
10 0 0,05
Рис. 6. Принципиальная схема рафинирования Бс
ТиАФ. Экстракт, полученный после стадии промывки, поступает на реэкстракцию водой, после чего ТиАФ насыщается азотной кислотой и возвращается на стадию экстракции, а извлеченные примеси - на утилизацию.
Из рафината, полученного после экстракции, может быть сразу проведено оксалатное осаждение скандия (вариант I). Однако это исключает возможность применения оборотных растворов, в связи с чем также может быть предложен второй способ (вариант II): извлечение скандия из рафината с использованием дополнительного экстракционного каскада.
Рафинат после экстракции подается на дополнительный экстракционный каскад для извлечения скандия. В качестве экстрагента используется 50% ФОР в декане + 20% ди-2-этилгексилового спирта, предварительно насыщенный азотной кислотой. Соотношение фаз о : в = 1 : 1. Получаемый рафинат (1,5 моль/дм3 НШ3 + 4 моль/дм3 LiCl), не содержащий
скандия, поступает на корректировку
далее
и
возвращается в процесс. Экстракт, содержащий весь проэкстрагированный скандий, подается на стадию реэкстракции водой. Отмытый от скандия ФОР (< 0,05 г/дм3 Sc) снова насыщается азотной кислотой и возвращается на стадию экстракции. В ходе реэкстракции весь скандий переходит в водную фазу, после чего поступает на оксалатное осаждение. Полученный оксалат скандия прокаливают с получением Sc2O3.
Для подтверждения полученных результатов было проведено моделирование процесса очистки скандия в экстракционной части каскада на 4х ступенях. Исходный раствор был получен при растворении 90% Sc2O3, содержащего примеси железа, циркония и тория. Распределение элементов по ступеням приведено в таблице 6. Как видно из полученных данных, уже на двух ступенях достигается очистка скандия от примесей более чем на два порядка. Необходимо отметить, что на стадии оксалатного осаждения также возможна дополнительная очистка скандия от железа.
Таблица 6. Распределение Sc, Zr, П, Fe по ступеням экстракционной части каскада при моделировании процесса рафинирования 75% ТиАФ в додекане из водного раствора, содержащего 1,5 моль/дм3 HNO3 и 4 моль/дм3 LiCl, Sc - 34 г/дм3, Zr - 0,96 г/дм3, П - 1,1 г/дм3, Fe - 0,87 г/дм3 _(о : в = 1 : 1)
№ ступени Sc, г/дм3 Zr ,г/дм3 Th, г/дм3 Fe, г/дм3
в.ф. о.ф. в.ф. о.ф. в.ф. о.ф. в.ф. о.ф.
1 17 18 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001
2 32 21 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001
3 38 20 0,004 0,010 0,003 0,026 0,002 0,009
4 41 18 0,016 0,97 0,028 1,1 0,011 0,87
В таблице 7 приведены данные анализа исходного и очищенного оксидов скандия. Полученные данные свидетельствуют о том, что при проведении рафинирования скандия в экстракционной системе 75% ТиАФ в додекане - 1,5 моль/дм3 HNO3 + 4 моль/дм3 LiCl достигается значительная очистка целевого компонента от магния, кремния, кобальта, никеля, молибдена, гафния, свинца и урана. От примесей алюминия, кальция, хрома, бария, а также РЗЭ очистка незначительна.
Из исходного Sc2O3 чистотой 91,78% получен Sc2O3 чистотой 99,73%, что подтвердило эффективность предлагаемой в работе технологической схемы.
Литература
1. Семенов С.А., Резник А.М., Букин В.И. Технологические аспекты сырьевой базы скандия // Известия ВУЗов. Цв. Металлургия. 1997. № 6. С. 23-25.
2. Меретуков М.А. Процессы жидкостной экстракции в цветной металлургии. М.: Металлургия, 1985. 221 с.
3. Xu Shaoquan, Li Suquing. Review of the extractive metallurgy of scandium in China (1978 - 1991) // Hydrometallurgy.1996.V. 42. № 3. Р. 337-343.
4. Коровин С.С., Зимина Г.В., Резник А.М. и др. Редкие и рассеянные элементы. Химия и технология. В 3-х кн. Книга I: Учебник для ВУЗов / под ред. С.С. Коровина. М.: МИСИС, 1996. 376 с.
5. Киракосян Г.А., Тарасов В.П. Исследование водных растворов солей лантана (III) и скандия (III) методом ЯМР La и 45Sc // Координационная химия. 1982. Т.8. Вып. 2 С. 261-262
6. Головко В.В., Соловьев А.А., Мешков Е.Ю., Акимова И.Д., Бобыренко Н.А. Способ экстракционного разделения скандия и тория: пат 2611001 Рос. Федерация. № 2016108060; заявл. 04.03.2016; опубл. 17.02.2017.
Таблица 7. Результаты исходного и очищенного оксида
скандия
Анализируемая примесь Содержание, % масс. Анализируемая примесь Содержание, % масс.
До очистки После очистки До очистки После очистки
MgO 0,021 1,9 10-3 CeO2 2,6'10-3 2,5 10-3
AI2O3 0,036 0,023 Pr6Ou 4,4'10-4 3 10-4
SiO2 2,0 0,12 Nd2O3 1,9 10-3 1,9 10-3
CaO 0,069 0,02 Sm2O3 6 10-4 5 10-4
TiO2 7,8'10-3 2,5 10-3 EU2O3 2,7'10-4 1,110-4
V2O5 5,3 10-3 5,110-3 Gd2O3 4,7'10-4 3,110-4
C2O3 0,035 0,026 Tb4O7 110-4 1,110-4
MnO2 1,2 10-3 1,110-3 Dy2O3 4,5'10-4 4,9'Ю-4
Fe2O3 2,7 8,4'10-3 H02O3 7,8'10-5 6,9'10-5
CO2O3 2 10-5 4,110-6 E^3 2,8'10-4 2,4'10-3
NiO 1,110-3 8,6'10-4 Tm2°3 6,7'10-5 5,4'10-5
Y2O3 1,110-3 1,110-3 Yb2O3 1,610-4 1,110-4
ZrO2 1,45 6,7'10-3 LU2O3 9,7'10-5 2 10-5
HfO2 3,2 10-2 3,7'10-3 PbO 3,110-3 3,110-5
Mo2O3 4,0'10-3 3,3 10-5 ThO2 1,87 3,9'10-3
BaO 0,012 0,011 U3O8 1,010-2 4,9'10-3
La2O3 6,6'10-3 1,610-3 S 8,22 0,27
Бюл. № 5
7. Резник А.М., Семенов С.С., Юрченко Л.Д. и др. Распределение скандия при переработке цирконовых концентратов по известково-хлоридной технологии // Цветная металлургия. 1978. № 24. С. 20-21.
8. Семенов С.А., Гаврилов Н.И., Резник А.М. и др. Извлечение скандия из отходов переработки цирконовых концентратов экстракцией трибутилфосфатом // Комплексн. использование минерального сырья. 1982. № 4. С. 42-46.
9. Коршунов Б.Г., Резник А.М., Семенов С.А. Скандий. М.: Металлургия, 1987.
10. Николотова З.И., Карташова Н.А. Экстракция нейтральными экстрагентами. Т. 1. / Под.ред. А.М.Розена. М.: Атомиздат, 1976. 600 с.
11. Zhaobo Liu, Hongxu Li, Qiankun Jing, Mingming Zhang. Recovery of scandium from leachate of sulfation-roasted bayer red mud by liquid-liquid extraction // The Minerals, Metals and Materials Society. 2017. N 69 (11). Р. 2373-2378.
12.Данилов Н.А., Караваева С.А., Уткина О.Б. Исследование экстракции редкоземельных элементов и америция триизоамилфосфатом // Радиохимия. 1984. Т. 6. С. 778-783.
13. Костикова Г.В., Данилов Н.А., Крылов Ю.С., Корпусов Г.В., Сальникова Е.В. Экстракция Sc триизоамилфосфатом из различных сред. 3. Разработка процесса экстракционного рафинирования скандия // Радиохимия. 2006., Т. 48, №5. С. 417-420.
14. Костикова Г.В., Кутепова О.А., Крылов Ю.С., Цивадзе А.Ю., Сальникова Е.В. Экстракционное извлечение So, Zr, Th и Fe триизоамилфосфатом из солянокислых сред в присутствии высаливателей //
Цветные металлы. 2014. № 3 (855). С. 49-53.
15. Литвинова Г.Н., Мальцева И.Е., Костикова Г.В., Жилов В.И. Извлечение скандия, тория и РЗЭ фосфиноксидом разнорадикальным из сернокислых и смешанных растворов // Современная химия: Успехи и достижения: материалы II Междунар. науч. конф. (г. Чита, апрель 2016 г.). Чита: Изд-во Молодой ученый, 2016. С. 3-8.
16. Костикова Г.В., Кутепова О.А., Резник А.М. Экстракция Sc и сопутствующих элементов триизоамилфосфатом из водных растворов, содержащихHNOз и LiCl // Журн. неорг. химии. 2018. Т. 63. № 2. С. 265-270.
17. Шварценбах Г., Флашка Г. Комплексометрическое титрование. М.: Химия, 1970. 360 с.
References
1. Semenov S.A., Reznik A.M., Bukin V.I. Tekh-nologicheskie aspekty syr'evoj bazy skandiya // Izvestiya VU-Zov. Cv. Metallurgiya. 1997. № 6. S. 23-25.
2. Meretukov M.A. Processy zhidkostnoj ekstrakcii v cvetnoj metallurgy M.: Metallurgiya, 1985. 221 s.
3. Xu Shaoquan, Li Suquing. Review of the extractive metallurgy of scandium in China (1978 - 1991) // Hydrometallurgy.1996.V. 42. № 3. Р. 337-343.
4. Korovin S.S., Zimina G.V., Reznik A.M. i dr. Redkie i rasseyannye elementy. Himiya i tekhnologiya. V 3-h kn. Kniga I: Uchebnik dlya VUZov / pod red. S.S. Kor-ovina. M.: MISIS, 1996. 376 s.
5. Kirakosyan G.A., Tarasov V.P. Issledovanie vodnyh rastvorov solej lantana (III) i skandiya (III) metodom YAMR La i 45Sc // Koordinacionnaya himiya. 1982. T.8. Vyp. 2 S. 261-262
6. Golovko V.V., Solov'ev A.A., Meshkov E.YU., Akimova I.D., Bobyrenko N.A. Sposob ekstrak-cionnogo razdeleniya skandiya i toriya: pat 2611001 Ros. Federaciya. № 2016108060; zayavl. 04.03.2016; opubl. 17.02.2017. Byul. № 5
7. Reznik A.M., Semenov S.S., Yurchenko L.D. i dr. Raspredelenie skandiya pri pererabotke cirkonovyh koncentratov po izvestkovo-hloridnoj tekhnologii // Cvetnaya
metallurgiya. 1978. № 24. S. 20-21.
8. Semenov S.A., Gavrilov N.I., Reznik A.M. i dr. Izvlechenie skandiya iz othodov pererabotki cirkon-ovyh koncentratov ekstrakciej tributilfosfatom // Kompleksn. ispol'zovanie mineral'nogo syr'ya. 1982. № 4. S. 42-46.
9. Korshunov B.G., Reznik A.M., Semenov S.A. Skandij. M.: Metallurgiya, 1987.
10. Nikolotova Z.I., Kartashova N.A. Ekstrak-ciya nejtral'nymi ekstragentami. T. 1. / Pod.red. A.M.Rozena. M.: Atomizdat, 1976. 600 s.
11. Zhaobo Liu, Hongxu Li, Qiankun Jing, Mingming Zhang. Recovery of scandium from leachate of sulfation-roasted bayer red mud by liquid-liquid extraction // The Minerals, Metals and Materials Society. 2017. N 69 (11). P. 2373-2378.
12. Danilov N.A., Karavaeva S.A., Utkina O.B. Issledovanie ekstrakcii redkozemel'nyh elementov i americiya triizoamilfosfatom // Radiohimiya. 1984. T. 6. S. 778-783.
13. Kostikova G.V., Danilov N.A., Krylov YU.S., Korpusov G.V., Sal'nikova E.V. Ekstrakciya Sc triizoamilfosfatom iz razlichnyh sred. 3. Razrabotka processa ekstrakcionnogo rafinirovaniya skandiya // Radiohimiya. 2006., T. 48, №5. S. 417-420.
14. Kostikova G.V., Kutepova O.A., Krylov YU.S., Civadze A.YU., Sal'nikova E.V. Ekstrakcionnoe izvlechenie Ss, Zr, Th i Fe triizoamilfosfatom iz solyanokislyh sred v prisutstvii vysalivatelej // Cvetnye metally. 2014. № 3 (855). S. 49-53.
15. Litvinova G.N., Mal'ceva I.E., Kostikova G.V., Zhilov V.I. Izvlechenie skandiya, toriya i RZE fosfinoksidom raznoradikal'nym iz sernokislyh i smeshannyh rastvorov // Sovremennaya himiya: Uspekhi i dostizheniya: materialy II Mezhdunar. nauch. konf. (g. CHita, aprel' 2016 g.). Chita: Izd-vo Molodoj uchenyj, 2016. S. 3-8.
16. Kostikova G.V., Kutepova O.A., Reznik A.M. Ekstrakciya Sc i soputstvuyushchih elementov triizoam-ilfosfatom iz vodnyh rastvorov, soderzhashchihHNO3 i LiCl // Zhurn. neorg. himii. 2018. T. 63. № 2. S. 265-270.
17. Shvarcenbah G., Flashka G. Kompleksomet-richeskoe titrovanie. M.: Himiya, 1970. 360 s
Сведения об авторах
Лысенко Ольга Андреевна, начальник центральной заводской лаборатории АО «Рязанский завод металлокерамических приборов»; Olga A. Lysenko, head of the central factory laboratory Ryazan Metal Ceramics Instrumentation Plant, [email protected]
Костикова Галина Валерьевна, ст. науч. сотр., канд. хим. наук, ИФХЭ РАН; Galina V. Kostikova, senior staff scientist, Ph.D. (Chem.), RAS(IPCE RAS), [email protected]
