Труды КНЦ вып.3 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ) вып. 1/2019(10))

N. V. Mudruk, A. I. Nikolaev, L. A. Safonova, S. V. Drogobyzhskaya Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of FRC KSC RAS, Apatity, Russia EXTRACTION OF RARE EARTH ELEMENTS FROM NITRIC ACID SOLUTIONS AFTER DECOMPOSITION OF PEROVSKITE CONCENTRATE Abstract . The REE extraction with tributyl phosphate (TBP) from acid solutions obtained after decomposition of perovskite concentrate with nitric acid, has been studied. The distribution of REEs of the cerium and yttrium groups, has been investigated. The conditions of the effective extraction of REE with simultaneous decrease of impurity content in the extracts, were found. The refining of final solutions from iron, aluminum, titanium and magnesium impurities can be achieved using a multi-stage extraction process. Thorium is extracted along with REE and an applicable extractant is required for the further separation of REE and thorium. Keywords: extraction, rare earth elements, tributyl phosphate, perovskite, nitric acid solutions. Введение Редкоземельные элементы (РЗЭ) нашли широкое применение в высокотехнологичных отраслях техники и промышленности. Благодаря своим уникальным свойствам РЗЭ используются в электронике, производстве люминесцентных материалов и разнообразных сплавов для постоянных магнитов [1-3]. Находят применение как соединения индивидуальных элементов, так и смеси различных РЗЭ, например, в качестве комплексных лигатур или полировочных композитов. Основными источниками РЗЭ служат бастнезит (Ce, La, Y)CO 3 F, монацит (Ce, La, Y, Th)PO 4 и ксенотим YPO 4 . Перовскит CaTiO 3 , в котором Ca частично замещается РЗЭ, Na, Fe, а Ti — Nb, Ta, Zr, относится к нетрадиционному редкометалльному сырью, требующему комплексной переработки с получением всех возможных товарных продуктов вследствие разнообразия своего состава и наличия ценных компонентов (в том числе РЗЭ). Редкоземельные минералы обычно обогащаются флотационным или гравитационным методами и далее обрабатываются минеральными кислотами, такими как HCl, H 2 SO 4 или HNO 3 , для перевода РЗЭ в раствор [4]. После декантации и фильтрации для выделения и очистки редкоземельных элементов проводится экстракция [5]. В настоящее время существует множество разнообразных органических соединений, используемых для экстракционного выделения РЗЭ из растворов, которые относятся к таким классам экстрагентов, как кислотные, нейтральные и основные [6]. При экстракции из нитратных растворов трибутилфосфатом (ТБФ) РЗЭ и HNO 3 практически полностью переходят в органическую фазу за счет присутствия высаливателей, в роли которых могут выступать нитраты Ca и Na [7]. В работе [8] изучалось выделение и разделение РЗЭ экстракцией из нитратных растворов, получаемых при переработке бастнезита и монацита. На рис. 1 приведены изотермы экстракции индивидуальных элементов. Насыщение экстрагента идет от концентраций 160-180 г/л по Ln 2 O 3 и по молекулярному весу соответствует экстрагируемому комплексу Ln(NO з ) з •3ТБФ. Изотермы экстракции свидетельствуют о возможности эффективного извлечения РЗЭ. Разделение элементов данным методом возможно при концентрации РЗЭ в водной фазе свыше 300 г/л. В области низких концентраций изотермы, по-видимому, носят линейный характер. При экстракции краун-эфирами отмечается конкурентная экстракция азотной кислоты из нитратных растворов [9]. ТБФ, напротив, эффективен для извлечения РЗЭ даже из сильно концентрированных по HNO 3 растворов. 208