Изучение десорбции лантаноидов и иттирия из сульфокатионита КУ-2 с применением сульфата аммония

1. РОССИЙСКИЙ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА Юлдашев Хусан махмудович по специальности технология неорганических

РОССИЙСКИЙ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА
ЮЛДАШЕВ ХУСАН МАХМУДОВИЧ
ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ ТЕХНОЛОГИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЫЩЕСТВ
«Изучение десорбции лантаноидов и иттирия из
сульфокатионита КУ-2 с применением сульфата аммония»
Научный руководитель
доктор химических наук, профессор
Михайличенко Анатоли Игнатович
1

2. Рис. 1 Области применения РЗЭ

РИС. 1 ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ РЗЭ
Магниты
Катализаторы
Металлургия
Полировальные пасты
Стекла
Люминофоры
Керамика
Прочие
2

3. Таблица 1. Распространенность некоторых РЗЭ в земной коре

ТАБЛИЦА 1. РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ НЕКОТОРЫХ РЗЭ
В ЗЕМНОЙ КОРЕ
Содержание в земной коре, %
Относительное содержание в
масс.
группе, %
La
0,00180
11,4
Ce
0,00450
28,6
Nd
0,00250
15,9
Gd
0,00100
6,4
Yb
0,00030
1,9
Y
0,00280
17,8
Элемент
3

4. Таблица 2. Наиболее распространенные минералы РЗЭ

ТАБЛИЦА 2. НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫЕ
МИНЕРАЛЫ РЗЭ
Минерал
Формула
Содержание Ln2O3, %
Лопарит
(Na, Ca, Ln)2(Ti, Nb)2O6
31-33
Эшинит
(Ln, Ca, Fe2+, Th)(Ti, Nb)2O6
21-30
Монацит
(Ln, Th)PO4
56-76
Апатит
Ca5(PO4)3(F, Cl, OH)
0,7-4,9
Бастензит
Ln(CO3)F
73-76
4

5. Рисунок 2. Географическая структура минерально-сырьевых запасов РЗЭ в мире

РИСУНОК 2. ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА
МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВЫХ ЗАПАСОВ РЗЭ В МИРЕ
16
Китай
Бразилия
СНГ
США
Индия
Австралия
2
2
40
10
Прочие
14
16
5

6. Рисунок 3. Географическая структура производства РЗЭ

РИСУНОК 3. ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА
ПРОИЗВОДСТВА РЗЭ
1,24
1,97
0,47
0,28
1,82
Китай
Россия
Индия
США
Бразилия
Малайзия
94
6

7. Таблица 3. Некоторые характеристики катионита КУ-2

ТАБЛИЦА 3. НЕКОТОРЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
КАТИОНИТА КУ-2
Показатель
Значение
Гранулометрический состав, мм
0,315-1,250
Массовая доля влаги, %
48-58
Удельный объем, см3/г
≤2,8
Полная статическая обменная емкость, ммоль/см3
≥1,8
Рабочая область рН
0-14
Рабочий диапазон температур, ̊С
≤120
7

8. Таблица 4. Характеристики исходных реагентов

ТАБЛИЦА 4. ХАРАКТЕРИСТИКИ ИСХОДНЫХ
РЕАГЕНТОВ
Реагент
Брутто-формула
Квалификация
ТУ/ГОСТ
Лантан азотнокислый
La(NO3)3·6H2O
хч
ТУ 6-09-4676-83
Иттрий сернокислый 8-водный
Y2(SO4)3·8H2O
хч
ТУ 6-09-4772-79
Иттербий (III) азотнокислый
Yb(NO3)3·5H2O
ч
ТУ 6-09-4676-83
Кислота уксусная
CH3COOH
хч ледяная
ГОСТ 61-75
Аммиак водный
NH3
осч "23-5"
ГОСТ 24147-80
Кислота соляная
НCl
хч (ρ=1,18г/см3)
ГОСТ 3118-77
Трилон Б
С10H14O8N2Na2·2H2O
стандарт-титр
ТУ 2642-002-96994494-08
Азотная кислота
НNO3
осч "18-4"
ГОСТ 11125-84
Аммоний сернокислый
(NH4)2SO4
ч
ГОСТ 3769-78
8

9. Таблица 4.1. Расчет ошибки эксперимента при определении степени извлечения РЗЭ

ТАБЛИЦА 4.1. РАСЧЕТ ОШИБКИ ЭКСПЕРИМЕНТА ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ
СТЕПЕНИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РЗЭ
n
1
2
3
yi
38,07
38,24
37,24
37,88
ȳ
(yi – ȳ)2
SB=(Σ(yi – ȳ)2/(n-1))^0,5
0,03
0,13
0,29
0,27
y= SB*t/n^0,5,
где t - 4,303 при
доверительной вероятности
0,5
Р=0,95
Доверительный интервал
значений степени превращения
37,88 0,5
y=ȳ y
Относительная ошибка
= y/y*100%
1,32 %
9

10. Рис. 1. Зависимость коэффициентов распределения La3+, Yb3+ и Y3+ от концентрации (NH4)2SO4.

РИС. 1. ЗАВИСИМОСТЬ КОЭФФИЦИЕНТОВ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ LA3+, YB3+ И
Y3+ ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ (NH4)2SO4.
10

11. Рис. 2. Зависимость степени извлечения La3+, Yb3+ и Y3+ от соотношения Ж:Т при десорбции (NH4)2SO4 300г/л

РИС. 2. ЗАВИСИМОСТЬ СТЕПЕНИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ LA3+, YB3+ И Y3+ ОТ
СООТНОШЕНИЯ Ж:Т ПРИ ДЕСОРБЦИИ (NH4)2SO4 300Г/Л
11

12. Рис. 4. Зависимость коэффициентов распределения La3+, Yb3+ и Y3+ от температуры при десорбции раствором (NH4)2SO4 300г/л.

РИС. 4. ЗАВИСИМОСТЬ КОЭФФИЦИЕНТОВ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ LA3+, YB3+ И
Y3+ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ ПРИ ДЕСОРБЦИИ РАСТВОРОМ (NH4)2SO4 300Г/Л.
12

13. Рис. 5. Зависимость степени извлечения РЗЭ из фазы сульфокатионита КУ-2 от температуры при десорбции раствором (NH4)2SO4 300г/л.

РИС. 5. ЗАВИСИМОСТЬ СТЕПЕНИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РЗЭ ИЗ ФАЗЫ
СУЛЬФОКАТИОНИТА КУ-2 ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ ПРИ ДЕСОРБЦИИ РАСТВОРОМ
(NH4)2SO4 300Г/Л.
13

14.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ
14