способ извлечения ионов эрбия из водных растворов с применением додецилсульфата натрия

Формула изобретения

Способ извлечения ионов эрбия из раствора, включающий ионную флотацию с использованием в качестве собирателя додецилсульфат натрия в концентрации, соответствующей стехиометрической реакции:

Me⁺³+3DS^-=Me[DS^-]₃ ,

где Me⁺³ - катион металла, DS^- - додецилсульфат-ион, отличающийся тем, что в качестве извлекаемых ионов используют соли эрбия, при этом для максимального извлечения эрбия ионную флотацию осуществляют при рН 6,4.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обогащению, в частности к способам получения редкоземельных металлов (РЗМ) или их оксидов из бедного или техногенного сырья с помощью метода ионной флотации.

Известен способ извлечения лантаноидов, в частности, катионов эрбия, флотацией: (Szeglowski Z., Bittner-Jankowska М, Mikulski J. // Nucleonika, 1973, v.18, N 7, p.299-307) - использовано в качестве собирателя анионогенное поверхностно-активное вещество. Флотационное извлечение в данном случае составляло 95%. Указанный способ не дает полного извлечения ионов эрбия из растворов.

Известен метод извлечения тяжелых металлов, таких как серебро, цинк, свинец, никель и платина, с применением ионной флотации, где в качестве собирателя использован изопропилметилэтилкарбамат (Engel M.D., Moxon N.T.: патент № WO 9217614, FR).

Известно применение додецилсульфата натрия в процессе флотации как собирателя для извлечения таких металлов, как медь, кобальт, никель, выбираемый в качестве прототипа (Скрылев Л.Д., Борисов А.В. Об эффективности флотационного выделения меди и никеля из сточных вод Норильского горно-металлургического комбината // Журнал прикладной химии. 1978. Т.51. № 2, с.434-436).

Техническим результатом изобретения является использование такого пенообразователя в процессе флотации ионов эрбия, как додецилсульфат натрия.

Технический результат достигается тем, что в способе извлечения ионов эрбия из растворов, включающий ионную флотацию с использованием в качестве собирателя додецилсульфат натрия в концентрации, соответствующей стехиометрической реакции:

Me⁺³+3DS ^-=Me[DS^-]₃,

где Me ⁺³ - катион металла, DS^- - додецилсульфат-ион, согласно изобретению в качестве извлекаемых ионов используют соли эрбия, при этом для максимального извлечения эрбия ионную флотацию осуществляют при pH 6,4.

Параметром извлечения РЗМ является коэффициент распределения К: величину К извлекаемого иона между водной и органической фазами рассчитывали по отношению концентрации [Me⁺³] (Er⁺³) в пене к концентрации [Me⁺³] в камерном остатке соответственно формуле: K=[Me⁺³]_org/[Me⁺³]_aq (Фиг.1). Коэффициент распределения редкоземельных металлов (РЗМ) между водной и органической фазами зависит от pH раствора. Для наиболее полного выделения РЗМ в качестве модельных использовались водные растворы нитратов эрбия (III) с концентрацией 0,001 моль/л; в качестве ПАВ - додецилсульфат натрия, концентрация которого соответствовала стехиометрии реакции. Данные по коэффициенту распределения в исследуемых растворах представлены в Таблице 1.

Способ извлечения ионов эрбия методом флотации проводят во флотационной машине механического типа. В растворе ионы РЗМ образуют с ПАВ прочные комплексы, которые вследствие гидрофобности алкильных радикалов переходят в пенную фазу. На чертеже представлена зависимость коэффициентов распределения ионов эрбия от pH растворов. Из графика видно, что оптимальное значение pH, при котором ионы эрбия извлекаются из раствора=6,4. Извлечение РЗМ достигает 99,9%. Например: Процесс ионной флотации осуществлялся в высокопроизводительном аппарате - лабораторной флотационной машине механического типа 137 В-ФЛ, с объемом камеры 1,0 дм³, требующей небольшой объем производственных площадей. 200 мл раствора, содержащего РЗМ и стехиометрическое количество додецилсульфата натрия, флотировали. Полученный раствор (пенный продукт) и раствор, оставшийся в кювете после проведения флотации (камерный остаток), анализировали на содержание редкоземельного элемента.

В Таблице 1 представлены экспериментальные данные по флотации ионов эрбия из растворов его солей с применением додецилсульфата натрия. Отчетливо видно, что при pH 6,4 достигается максимальное извлечение катионов эрбия.

Таблица 1
K распределения ионов эрбия при различных значениях pH растворов
pH	[Er+3] в камерном остатке, 104·моль/л	[Er+3] в пене, 104·моль/л	Краспред.
1,76	3,902	18,44	4,73
3,06	1,991	8,72	4,38
3,49	1,744	6,93	3,97
4,24	1,798	6,48	3,63
5,20	1,699	13,33	7,78
5,35	1,744	11,62	6,67
6,19	0,796	9,50	11,94
6,43	0,020	11,40	566,67
6,52	0,018	10,84	606,25
7,30	0,011	7,04	630,00
8,40	0,019	12,40	693,75
9,27	0,019	12,52	700,00