Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) часть 1)

Из данных таблицы 3 следует, что уже при комнатной температуре введение в раствор небольших концентраций HNO 3 значительно увеличивает растворимость СаF 2 , равную в воде 0,02 г-л -1 [9]. Повышение температуры, особенно при использовании раствора с C HN0 ~ 1 мас. %, увеличивает растворимость. Растворимость CaF 2 в растворах HF мала, но выше рассчитанной в предположении, что вводимый фтор- ион высаливает CaF2. При температуре 20 0С с увеличением концентрации HF растворимость CaF 2 снижалась при температуре 20 0С и увеличивалась при 80 0 С. В начальной стадии исследований использовали растворы, содержавшие 2,0-2,5 мас. % HNO3. Поисковый опыт показал, что принципиально возможно использование раствора, содержащего 1мас. % HNO3, но при равных условиях скорость разложения концентрата была в два раза меньше, чем при использовании раствора с 2,5 мас. % HNO3. Позже, при анализе полученных результатов, возникла и была экспериментально подтверждена гипотеза о возможности использования в качестве жидкой среды низко концентрированного раствора HF. Заданные количества концентрата и сорбента (КУ-2-8чС, ГОСТ 20298-74) помещали в кислотный раствор. Соотношение объёма раствора и массы концентрата Ж : Т во всех опытах равнялось 40. Достаточно большая величина Ж : Т определялась необходимостью гарантированного погружения сорбента в раствор. Она может быть значительно уменьшена при оптимальном аппаратурном оформлении. Сорбент, как правило, использовался в Н+-форме. Под стехиометрически необходимым понимали расход сорбента, при котором количество мг-экв, содержащихся в навеске концентрата катионов, равнялось количеству мг-экв функциональных групп, содержавшихся в навеске сорбента. Смесь, перемешивая, выдерживали заданное время при постоянной температуре. Сорбент отделяли на сетчатом фильтре от пульпы, состоявшей из раствора и непрореагировавшей части концентрата. Затем из пульпы фильтрацией извлекали непрореагировавший твёрдый остаток. Анализировали составы раствора и твёрдого остатка. Количества поглощённых сорбентом компонентов определяли по разности их количеств в исходном концентрате и суммарного количества в растворе и твёрдом остатке. В отдельных опытах степень разложения концентрата ориентировочно оценивали по величине массы твёрдого остатка. Для анализа продуктов использовали масс-спектрометр с индуктивно-связанной плазмой (“ICP-MS”). Содержание фтора определяли потенциометрическим методом с использованием фторселективного электрода. В таблице 4 суммированы данные по условиям и результатам проведенных экспериментов, а в табл. 5 приведено полученное в опыте 3 распределение металлов между продуктами переработки: твёрдым остатком, раствором и сорбентом. Таблица 4 Условия и результаты опытов по обесфториванию иттрофлюоритового концентрата № п/п Среда Кислота Время, ч t, 0С Сорбент Убыль массы, % Сорбировано, % С, мас. % Расход, отн. % форма расход, отн. % использование СОЕ, отн. % ZTr Ca Th U 1* HNO 3 2,5 58 7 80 Н+ 93 70,0 66,0 72,1 72,6 64,1 50,4 2* HNO 3 2,5 58 7 80 Н+ 139 56,8 80,0 Н. а. Н. а. Н. а. Н. а. 3* HNO 3 2,0 46,5 6 80 Н+ 200 35,5 72,0 Н. а. Н. а. Н. а. Н. а. 4 HNO 3 2,5 58 4 80 Н+ 265 35,0 94,0 Н. а. Н. а. Н. а. Н. а. 5 HNO 3 2,5 58 6 80 Н+ 265 35,0 94,0 93,9 93,0 93,2 86,5 6 HNO 3 2,5 58 6 80 NH 4 + 265 32,8 88,0 Н. а. Н. а. Н. а. Н. а. 9* HF 1,0 - 4 20 Н+ 265 18,0 50,0 50,0 49,9 50,0 25,9 10* HF 1,0 - 4 80 Н+ 265 25,3 70,0 70,0 69,9 70,0 62,3 11* HF 1,0 - 8 80 Н+ 265 32,5 90,0 89,8 89,7 89,5 76,5 *Концентрат дополнительно измельчён до крупности -0,07 мм. Таблица 5 Распределение металлов между продуктами переработки, полученными в опыте 4 Продукт Попало в продукт, отн. % Y Lа Ce Pr Nd Sm Eu Gd Концентрат 100 100 100 100 100 100 100 100 1 6,00 6,01 5,99 6,01 5,98 6,00 5.52 6.05 2 0,06 0,25 0,26 0,28 0,20 0,17 0.28 0.11 3 93,94 93,74 93,75 93,71 93,82 93,83 94.20 93.84 Tb Dy Но Er Tm Yb Lu ZTr Концентрат 100 100 100 100 100 100 100 100 1 5,90 5,99 6,01 5,99 5,95 6,01 6.04 6.00 2 0,09 0,06 0,06 0,06 0,06 0,04 0.10 0.09 3 94,01 93,95 93,93 93,95 93,99 93,95 93.87 93.91 167