Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Методы осаждения скандия из растворов

 

Осаждение гидроксида используют для отделения от щелочных и щелочно-земельных металлов:

ScCl3 + 3 NH3·Н20 = Sc(OH)3 + 3 N4HCl (5.13)

Используя разницу рН осаждения гидроксидов, возможно в некоторой степени очистить скандий от Zr, Ti, Th и Се (+4), так как они осаждаются при более низких рН, чем гидроксид скандия, и от ряда РЗЭ и Fe (+2), осаждающихся при более высоких значениях рН. Метод не дает возможность отделить Fe (+3), в присутствии которого Sc(OH)3 осаждается при более низком значении рН, и от алюминия, имеющего близкое значение рН осаждения. Метод прост, недостаток его — плохая фильтруемость осадков.

Осаждение оксалата. В результате осаждения оксалата скандия возможно отделение скандия от алюминия и железа:

2 ScCl3 + З Н2C2О4, + 6 Н2О = Sc2(C204)3·6Н20 + 6 НС1 (5.14)

При избытке щавелевой кислоты осаждение неполное вследствие образования комплексного аниона [Sc(c204)3]3-. Условия осаждения: рН = 2+3, температура 90 °С, продолжительность 4 ч.

При выделении оксалата скандия, особенно из бедных растворов, более полному осаждению способствует присутствие кальция, играющего роль носителя.

Для отделения от РЗЭ используют разницу в устойчивости комплексных соединений, образуемых оксалатами скандия и РЗЭ и ЭДТА.

При кипячении раствора, содержащего эти комплексные соединения, менее прочные соединения РЗЭ разлагаются, и РЗЭ могут быть выделены из раствора в составе оксалатов. После отделения раствора, вводя в него твердую щавелевую кислоту, скандий выделяют в осадок.

Осаждение карбоната. Карбонат скандия растворяется в отличие от соединений РЗЭ, Fe, Мп, Са в избытке раствора Na2C03 или (NH4)2C03 с образованием комплексных соединений, что рекомендовано использовать для очистки от РЗЭ, Fe, Мn, Са:

Sc3+ + 4 Na2C03 = Na5[Sc(CO3)4] + 3 Na+ (5.15)

Sc3+ + 2 (NH4)2C03 = NH4[Sc(CO3)2] + 3 NH4+ (5.16)

Карбонатный комплекс при кипячении разрушается. В осадок выделяется плохо растворимый карбонат скандия переменного состава.

Недостаток карбонатной обработки — необходимость применения большого объема растворов соды или карбоната аммония в связи с умеренной растворимостью в них соединений скандия и плохая фильтруемость осадков.

Осаждение фторида. ScF3 — малорастворим, но растворяется (в отличие от фторидов РЗЭ и тория) в растворе NH4F с образованием фтороскандата:

ScF3 + 3 NH4F = (NH4)3[ScF6] (5.17)

Для выделения фторида скандия из бедных растворов применяют фториды и кремнефториды натрия и калия, плавиковую кислоту, кремнефтористоводородную кислоту; осадитель берут с избытком.

Недостаток метода - трудность перевода фторида скандия в растворимое состояние. Для этого необходима обработка концентрированной серной кислотой при 180 — 250 °С или 20 — 30 %-ным раствором NaOH при 60 - 80 °С в течение 2 - Зч.

Ионный обмен. Метод применяют: а) для выделения соединения скандия из разбавленного раствора; б) для очистки растворов соединений скандия от примесей.

С целью повышения эффективности при очистке скандия от наиболее трудно отделяемых примесей (РЗЭ, Y, Th) применяют сочетание ионообменного разделения на катионитах с комплексообразованием (при десорбции). Хорошие десорбенты — лимонная кислота и этилен-диаминтетрауксусная кислота. Устойчивость комплексных соединений повышается в ряду La < Y < Yb < Sc, так что при десорбции в первую очередь вымывается скандии. Процесс включает:

1) пропускание раствора с разделяемой смесью через колонку со смолой в аммонийной или водородной форме стадия сорбции:

Sc3+ + З NН4R = ScR + 3 NH4+ (5.18)

2) десорбцию ионов раствором лимонной кислоты (или ЭДТА):

ScR3 + 2 Н3С6Н507 = H3[Sc(C6H5O7)2] + 3 HR (5.19)

Экстракция. Один из наиболее разработанных способов — экстракция роданидного комплекса H[Sc(CNS)4] диэтиловым эфиром из хлоридных или нитратных растворов. Как видно, коэффициенты распределения скандия и ряда сопуствующих элементов сильно различаются (рН = 3,5).

Перед экстракцией Fe(+3) восстанавливают до Fe(+2). Скандий реэкстрагируют, многократно обрабатывая экстракт водой. Недостаток способа — огнеопасность экстрагента, большой расход роданида аммония.

Другие экстрагенты, применяемые в технологии скандия: ТБФ, диалкильные эфиры алкилфосфорной кислоты (ДААФ), Д2ЭГФК и др. Экстракцию скандия ТБФ и ДААФ проводят в сильнокислых средах в присутствии высаливателей (хлориды или нитраты кальция и магния). Экстракция скандия ТБФ из хлоридных растворов протекает с образованием сольватов ScCl3·хТБФ (х меняется от 2 до 3 в зависимости от условий кислотности и наличия высаливателей). Коэффициент распределения скандия при экстракции ТБФ из 6 н.НС1 составляет 3, 2, иттрия — 0,001 (т.е. коэффициент разделения равен 3200). Реэкстрагируют скандий разбавленной НС1.

Алкилфосфорные кислоты имеют меньшую селективность, чем ТБФ, и вместе со скандием экстрагируют цирконий, торий, титан, железо, уран и др. Поэтому такие экстрагенты применяют главным образом для выделения скандия из бедных (кислых или нейтральных) растворов с целью концентрирования. Из нейтрального раствора экстракция протекает по ка-тионообменному механизму за счет образования соли скандия с органической кислотой, растворимой в этой кислоте:

nSc3+ + З НпХ = ScnX3 +З nН+ (5.20)

где HnX — алкилфосфорная кислота. Недостаток способа - реэкстрагировать скандий можно лишь плавиковой кислотой или раствором щелочи, в результате чего получается трудно фильтрующийся осадок ScF3 или Sc(OH)3.

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Переработка скандийсодержащего сырья | Переработка уран - ториевых руд
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-11; Просмотров: 1557; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.011 сек.