Сибирский федеральный университет

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2023

Идентификатор DOI: 10.6060/ivkkt.20236601.6674

Ключевые слова: бинарная экстракция, РЗЭ, ди-(2-этилгексил)фосфорная кислота, сольватирующие добавки, амин, binary extraction, Ree, di-(2-ethylhexyl) phosphoric acid, solvating additives, amine

Аннотация: The process of extracting the light group lanthanide nitrates from neutral aqueous solutions with a binary extractant based on di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid (HA), tri-n-octylamine (NR₃) and solvating additive of tri-n-octylamine nitrate in a non-polar organic diluent was investigated in this study. Using neodymium nitrate as an example, it was shown that this extractant (NR₃HA+NR₃HNO₃) extracts Ln(NO₃)₃ according to the laws of binary extraction. The cation and anion of the inorganic salt pass into the organic phase in a stoichiometric ratio. The extraction isotherms of lanthanide nitrates are S shape, and only slight variation of pH is observed during the extraction. Based on the study of the absorption spectra of Nd complexes in the organic phase, it was found that at low concentration the Nd form a complex (NdA₃)•NR₃HNO₃, and at a high concentration of Nd (when the extraction is saturated), a compound of the composition (NdA₂NO₃)•NR₃HNO₃ is formed. The introduction of salting-out agents in the aqueous phase or the organic phase makes it possible to vary the distribution coefficients (D_Nd). With an increase in the concentration of sodium nitrate in the aqueous phase, D_Nd increases, and with an increase in the concentration of NR₃HNO₃, it correspondingly decreases. The introduction of the salting-out and solvating agent NR₃HNO₃ into the organic phase eliminates the formation of precipitation in the organic phase during the extraction of lanthanide nitrates. Quantitatively, the Nd extraction process in a wide range of Nd(NO₃)₃ concentrations and extractant compositions can be described on the basis of two coupled binary extraction equations and the corresponding concentration constants. It has been established that the proposed extractant provides high separation factors for neodymium and other light group lanthanides. В представленной статье был исследован процесс извлечения нитратов лантаноидов легкой группы из нейтральных водных растворов бинарным экстрагентом на основе ди-(2-этилгексил)фосфорной кислоты (HA), три-н-октиламина (NR₃) и сольватирующей добавки нитрата три-н-октиламина (NR₃HNO₃) в неполярном органическом разбавителе. На примере нитрата неодима показано, что данный экстрагент (NR₃HA+NR₃HNO₃) извлекает нитраты лантаноидов по законам бинарной экстракции. Катион и анион неорганической соли переходят в органическую фазу в стехиометрическом соотношении. Изотермы экстракции нитратов лантаноидов имеют S-образную форму, а во время экстракции наблюдается лишь незначительное изменение рН. На основании исследования спектров поглощения комплексов Nd в органической фазе установлено, что при низкой концентрации Nd образуется комплекс (NdA₃)•NR₃HNO₃, а при высокой концентрации Nd (при насыщении экстрагента) образуется соединение состава (NdA₂NO₃)•NR₃HNO₃. Введение высаливателей в водную или органическую фазу позволяет варьировать коэффициент распределения (D_Nd). С повышением концентрации нитрата натрия в водной фазе D_Nd увеличивается, а при повышении концентрации NR₃HNO_3(о), соответственно, уменьшается. Введение в органическую фазу высаливающего и сольватирующего агента NR₃HNO₃ исключает образование осадков в органической фазе при экстракции нитратов лантаноидов. Количественно процесс экстракции Nd в широком диапазоне концентраций Nd(NO₃)₃ и составов экстрагента можно описать на основе двух сопряженных уравнений бинарной экстракции и соответствующих концентрационных констант. Установлено, что предложенный экстрагент обеспечивает высокие коэффициенты разделения для неодима и других лантаноидов легкой группы.

Журнал: Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология

Выпуск журнала: Т.66, №1

Номера страниц: 56-64

ISSN журнала: 05792991

Место издания: Иваново

Издатель: Ивановский государственный химико-технологический университет

• Kalyakin Sergey N. (Siberian Federal University)
• Mulagaleeva Marina A. (Institute of Chemistry and Chemical Technology, Siberian Branch of the RAS (SB RAS))
• Kuzmin Vladimir I. (Institute of Chemistry and Chemical Technology, Siberian Branch of the RAS (SB RAS))
• Kuzmina Anna A. (Institute of Chemistry and Chemical Technology, Siberian Branch of the RAS (SB RAS))

• Ядро РИНЦ (eLIBRARY.RU)