Электрохимическое восстановление

С помощью электролиза на ртутном катоде цитратных растворов эффективно отделяются европий, самарий и иттербий. В основе метода лежит способность этих РЗЭ в растворах цитрата лития комплексы [LnHCit]⁺, способствующие переходу РЗЭ в ртуть. Коэффициент разделения европия, самария и иттербия от остальных РЗЭ составляет от 340 до 6220. Недостаток – токсичность.

Рис. 22. Схема выделения европия из смеси РЗЭ

Для восстановления европия в промышленности применяют электролиз на твердом графитовом или титановом катоде. Процесс сложен, так как одновременно с восстановлением европия происходит выделение водорода:

Eu³⁺ + e ® Eu²⁺

2 H⁺ + 2 e ® H₂

Лучшие результаты получены при электролизе хлоридных растворов. Для того чтобы повысить выход по току и изолировать катодное пространство от кислорода воздуха, восстановление проводят в герметизированной ячейке, катодное и анодное пространство которой разделены ионообменной мембраной. Для удаления из электролита растворенного кислорода через него барботируют инертный газ. На графитовом аноде протекают процессы выделения хлора и кислорода.

В начале электролиза при относительно высокой концентрации Eu³⁺ преимущественно идет его восстановление, в конце преобладающей стадией становится реакция выделения водорода, вследствие чего увеличивается pH электролита. Для того чтобы избежать выпадения гидроксидов, поддерживают постоянную кислотность (pH=1÷2), непрерывно добавляя соляную кислоту. При указанных условиях, начальной концентрации по Eu₂O₃ 5÷10 г/л и температуре 30-50 ⁰С степень восстановления европия приближается к 100 %. Для отделения восстановленного европия от остальной части РЗЭ используют метод электрохимического гидролиза: после окончания процесса восстановления европия в католит прекращают подачу соляной кислоты, pH увеличивается до 9-11. При этом выпадают крупно- или псевдокристаллические гидроксиды Ln(OH)₃; гидроксид европия (II) не выпадает и при pH≥10. В результате получают чистый европий и другие РЗЭ с содержанием европия 0.1÷0.01 %. Метод характеризуется малым расходом реагентов, небольшим объемов сточных вод и довольно простым аппаратурным оформлением.

Дата добавления: 2014-01-07