Способ разделения железа и марганца экстракцией

Способ разделения железа и марганца экстракцией

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ («)857286

91 .. (61) Дополнительное к asr. саид-ву (22) Заявлено ОГ),0979 (21) 2822288/22-0 2 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 230881 Бюллетень Мо 31

Дата опубликования описания 23,0881 (51) М. )(Л.З

С 22 В 3/00

С 22 В 47/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 669,74.4 (088.8) (72) Авторы изобретения

3. А, Болотова, A. В, Варюхичев,Е. . жанкин

Г. Д. Мошкина, Ю, 3. Прокопчук, Л,, Сафронова и Л, Д. Данилин

) а (71) Заявивель (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА И МАРГАНЦА

ЭКСТРАКЦИЕИ а 1

Изобретение относится к способам выделения и очистки железа и может быть использовано в технологии получения радионуклида железо-55.

Известен способ экстракционного разделения железа и марганца с помощью метилбутилкеТОна из растворов азотной кислоты f1).

Однако пожаро- и взрывоопасность, высокая стоимость .-..<страгента делают

его непригодным для промышленного использования. Кроме того, уменьшение коэффициента распределения железа с ростом его концентс)ации (начиная с 4 г/л) существенно ограничивает возможность повышения производительности процесса, так как при увеличении нагрузки на экстрагент (при росте концентрации железа) резко уменьшается полнота извлечения железа, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ разделения железа и марганца иэ водных растворов соляной кислоты экстракцией трибутилфосфатом (ТБф) в разбавнтеле (бензоле) а 2).

Известный способ имеет ряд недостатков г а) коэффициент распределения желе.за падает с ростом его концентрации; б) использование бенэола приводит к повышенной пожаро- и взрывоопасности> в) весь процесс, начиная с растворения, проходит в среде соляной кислоты, что делает процесс коррозионнооп асным

r) растворение в соляной кислоте не обеспечивает полного переведения. желез а в трехвалентное состояние, что может привести к неполному иэвлече .ию железа.

Цель изобретения — повыаение производительности процесса, снижение пожаро- и взрывоопасности и коррозионного воздействия раствора на оборудование, Поставленная цель достигается тем, что в способе разделения железа и

20 марганца, включающем экстракцию иэ водных растворов трибутилфосфатом в разбавителе, экстракцию проводят из раствора, содержащего 0,1-1 моль/л азотной кислоты и 0,1-1,моль/л железа с введением хлорида литайя в количестве 3-10 моль/л или хлоридов других металлов.

Причем в качестве раэбавителя ис.пользуют предельные углеводороды, ЗО Кроме того, в качестве предельных уг857286 леводородов используют синтии или парафин.

Пример. Зависимость коэффициентов распределения железа и марганца or концентраций хлористого лития, железа и азотной кислоты при использовании 70%-ого раствора трибутилфосфата в синтезе.

С ростом концентрации хлористого лития возрастают ко=-ффициенты распределения марганца и железа. Наиболее эффективно разделение протекает в интервале концентрации хлористого лития 4-6 моль/л (табл, 1).

Для растворов 6 моль/л по хлористому литию изучают влияние концентрации азотной кислоты.

Концентрация азотной кислоты в . пределах 0,4-1 моль/л обеспечивает довольно полное разделение железа и марганца (табл. 2), Зависимость извлечения железа и марганца от концентрации железа изучают на растворе, содержащем

6 моль/л хлористого лития, 0,4 моль/л азотной кислоты и 0,3 г/л марганца, На табл. 1 приведено влияние концентрации хлористого лития на экстракцию железа и марганца, На табл. 2 приведено влияние концентрации азотной кислоты на экстракцию железа и марганца.

На табл.3 приведено влияние концентрации железа на экстракцию марганца и железа.

Как видно, с ростом концентрации железа наблюдается увеличение коэффициента распределения железа, для марганца коэффициент распределения . падает.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает эффективное разделение железа и марганца. Способ проверен в производственных условиях, Получен выход железа 90% с коэффициентом очистки от марганца 1,2 10".

Предлагаемый способ делает возможным проведение процесса растворения железа в коррозионно-безопасной среде и существенно повышает производительность процесса, так как позволяет вести экстракцию из растворов, содержащих железо 1 моль/л, Применение трибутилфосфата в качестве экстрагента в разбавителе— предельных углеводородах, позволяет иснолЬзовать Предлагаемый способ в промышленных условиях.

Хлориды натрия, кальция, алюминия и др Фих элементов уступают в раство, римости хлористому литию но могут быть использованы в отдельных случаях. Так, для 6 моль/л растворов хлорида натрия, 3 моль/л хлорида кальция и.2 моль/л хлорида алюминия коэффициент распределения железа равен

39,480 и 4 соответственно, для марганца — коэффициент pàñïðåäåëåíèÿ

i 0,1.

При использовании парафина в количестве разбавителя получены следующие коэффициенты распределения, которые приведены в табл, 4.

Т а б л и ц а 1

Концентрация хлористого лития, моль/л

Коэффициент распре деления

Коэффициент разделения

Марганец Железо

0,01

0,0 0,001

0,09

700

0,68

1740

5,25

3,0 0,003

6 10

5 10

20 4,0 0 010 60

5,0 0,010 500

3, 5 10

2,5 10

2,3 ° 10

6,0 0,010

7,0 О, 010

0,013

8,0

2 ° 10

10 0 0,015

Таблица 2

Коэффициент разделения

Концент- Коэффициент распре рация деления

35 азотной кислоты моль/л

Марганец Железо

8 10-

2,9 10

23,0

0 001

2 0

10 0

Таблица 3

Коэффициент разделения

Концентрация железа, моль/л

60 оэффициент распре деления арганец Железо

3,3 10 1,7 1(Р

0,018

0,07

0,054 0,05 1 10 2 10 у5 0,09 0,04 2 10 5 ° 10

1,0 0,001

2,0 0,001

40 0,0 0,120

0,2 0,090

0,4 0,065

45 0,6 0,014

0,8 0,009

1,0 0,006

1,5 0,001

3,5-10

2,5 ° 10

3 ° 10

3 ° 10

1 ° 1У

1,2 10 1

1,3 10

2,6 10

1,3 10

5 7. 10

20 10

1,8 105

1,4 10

9,5 10

31104

1 10

857286

Продолжение табл. 3

Формула изобретения

1, Способ разделения железа и марганца экстра <цией из водных растворов трибутилфосфатом в раэбавителе, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса, снижения пожаро- и вэрывоопасности, коррозионного воздействия раствора на оборудование, экстракцию проводят из раствора, содержащегб

0,1-1 моль/л азотной кислоты и 0,11 моль/л железа с введением хлорида лития в количестве 3-10 моль/л или хлоридов другик металлов, 2. Спосаб по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве разбавителя используют предельные углеводороды.

3, Способ по пп.1И2, о т л и ч аю шийся тем, что в качестве пре20 дельных углеводородов используют син-. тин или парафин, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Данилин Н. Д. и др, Радиохи25 мия, Вып. 2, 1973, 9 15, с,223-227.

2. Левин В. И, и др, Радиохнмия.

Вып, 4, 1961, II 3, с.4 7-421, Коэффициент разде- ления

Коэффициент распределения

Концентрация, железа, моль/л

Марганец Железо

7, 5 ° 104

1 105

2, б ° 105

1, 104

160

0,18

О, 288

О, 366

0,465

0,66

0 82

О 94

1, 5 10

1 10

2,6 10

113

4,2

1,9

1 б

0,02

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

Таблица 4

0,001

0,002

0,01

0,01

0,01

3

0,08, 5

2 3 10

2,9: 10

Заказ 7153/44 Тираж 681 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Г. Мельникова

Редактор В. Лазаренко Техред С. Мигунова Корректор Ю, Макаренко