CC BY
20
технической Д2ЭГФК, что возможно в том случае, если межфазное образование имеет коллоидную природу. Коллоидообразование свойственно как самой Д2ЭГФК, поскольку ее дипольный момент равен 3,74 дебая [4], так и ее солям, вплоть до образования жидких кристаллов [5].
Таблица 1. Распределение УЪ+3 между тремя фазами и кислотность органического раствора, выделившегося _после растворения твердой фазы_
рН исх [Д2ЭГ ФК] моль/л исх. Кол-во УЬ в рафин ате, % Кол-во УЬ в экстра Кол-во УЬ в «табле тке», % [Д2ЭГ ФК] после раств. «табле
кте,% тки»,
моль/л
1 0,5 71 19 10 0,5
2 0,5 59 17 24
3 0,5 57 18 25 0,9
4 0,5 56 21 23
1 1,0 50 35 15 1,0
2 1,0 40 35 25
3 1,0 35 38 27 1,4
4 1,0 34 35 31
1 1,5 36 51 13 1,5
2 1,5 34 53 13
3 1,5 30 47 23 2,9
4 1,5 32 45 23
При экстракции растворами Д2ЭГФК, не содержащими примесей, нередко наблюдается появление органогелей. Согласно [6] примеси спиртов и алкилфосфатов (а именно эти примеси присутствуют в технической Д2ЭГФК) способствуют образованию жидких кристаллов. Можно предположить, что жидкие кристаллы сложного состава и большой массы, включающие в себя ди-2-этилгексил фосфаты иттербия и органические примеси, вследствие высокой вязкости ограниченно растворимы в органической фазе, на что указывает постоянство содержания металла в 4-м столбце Таблицы 1 в каждой серии опытов. Не растворившаяся часть зависает в водной фазе и после центрифугирования образует «таблетку». Образовавшиеся осадки не растворяются при добавлении модификаторов. Обращает на себя внимание тот факт, что при многократном промывании «таблетки» органическим
растворителем РЭД-3 ее объем постепенно уменьшается, что согласуется с предположением об ограниченной растворимости подобных образований в разбавителе.
Следует отметить, что при увеличении значения рН исходного раствора объем «таблетки» визуально заметно уменьшался. Возможно, это связано с
т 3+
переходом от экстракции ионов Ln к экстракции ионов Ln(OH), ОН -группы которых замещают связанные с Д2ЭГФК ОН-группы примесных спиртов, вытесняя спирты из жидких кристаллов. Увеличение концентрации Д2ЭГФК способствует повышению ее содержания в межфазной «таблетке».
Коллоидно-химическая причина наблюдаемого появления при экстракции Ln растворами технической Д2ЭГФК не расслаивающихся дисперсий подтверждается отсутствием подобных дисперсий при экстракции Ln растворами также технической изододецилфосфетановой кислоты (ИДДФК), у которой дипольный момент должен быть значительно ниже, чем у Д2ЭГФК, исходя из их структурных формул, представленных на рисунке 1.
Изододецилфосфетановая кислота
СН3 сн СН3
I / \ I
сн3—с—сн сн—сн2—СН I \ р / I
СНз у СНз
но о
Рис.1 Структурные формулы Д2ЭГФК и ИДДФК
Данные рисунка 2 показывают, что при экстракции иттербия совместными растворами Д2ЭГФК и ИДДФК осадки образуются при преобладании Д2ЭГФК в смеси экстрагентов.
Рис.2 Зависимость БУЪ от концентрации Д2ЭГФК и ИДДФК при экстракции их изомолярными смесями
Следует отметить, что при добавлении ИДДФК к Д2ЭГФК коэффициенты распределения металла практически не изменяются, но можно избежать образования осадков в экстракционной системе.
Масленникова Лидия Сергеевна, инженер кафедры технологии редких элементов и наноматериалов на их основе РХТУ им. Д.И. Менделеева, Россия, Москва
Мищенко Мария Вадимовна, студента 5 курса Института материалов современной энергетики и нанотехнологии РХТУ им. Д.И. Менделеева, Россия, Москва
Синегрибова Оксана Афанасьевна, д.х.н., профессор кафедры технологии редких элементов и наноматериалов на их основе РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва
Литература
1. Масленникова Л.С., Бояринцева Е.В., Синегрибова О.А., Степанов С.И. Экстракция среднетяжелых РЗЭ смесями Д2ЭГФК с ТОМАН и ТБФ // V Международная конференция-школа по химической технологии ХТ' 16: сборник тезисов докладов сателлитной конференции XX Менделеевского съезда по общей и прикладной химии 16-20 мая 2016 г.: в 3 т. - Волгоград: ВолгГТУ, 2016. - Т.3. - С. 310-312.
2. Бусев А.И., Типцова В. Г., Иванов В. М. Руководство по аналитической химии редких элементов.- 2-е изд., перераб. И доп. -М., «Химия», 1978.- С. 105.
3. Дедов В.Б., Калиниченко Б.С., Трухляев П.С. и др. Новый эффективный метод очистки ди-2-этилового эфира ортофосфорной кислоты (Д2ЭГФК) // Препринт Института атомной энергии им. И.В.Курчатова, 1977, 23 с.
4. B. Gajda, M.B. Bogacki. The effect tributyl phosphate on the extraction of nickel(II) and cobalt(II) ions with di-(2-
ethylhexyl)phosphoric acid // Ph. Problems of Mineral Processing. - 2007. - №41. - С. 145-152
5. Trifonov Yu. I., Legin E. K., Suglobov D. N Polymerization and solvation of rare-earth di-(2-ethylhexyl)phosphates: proceedings of the In. Sol. Ex. Conference (ISEC'90), Kyoto, Japan, 1990 - C. 279-285
6. Paatero E. The effect of amphiphilic aggregation and phase equilibrium on metal extraction processes: academic dissertation. - Finland, 1990 - С. 23-27
Maslennikova Lidia Sergeevna*, Mischenko Maria Vadimovna, Sinegribova Oxana Afanasievna
D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia. *e-mail: [email protected]
THE FORMATION OF SUSPENSION IN THE EXTRACTION SYSTEM «SLIGHTLY ACIDIC SOLUTION OF NITRATE Ln - COMMERCIAL D2EHPA - ALIPHATIC DILUENT»
Abstract
Stable suspension was found to form in extraction of Ln by commercial D2HEPA, precluding emulsion splitting. The suspension has the form of amorphous solid phase, containing di-(2-ethylhexyl)phosphate-ions and neutral organic substance apart from Ln. There have made a guess that formation liquid crystal causes of appearance those suspensions.
Key words: extraction, rare-earth elements, lanthanides, di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid, nitrate solutions, liquid crystals.
