Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2023(14))

В ИХТРЭМС КНЦ РАН разработана схема азотнокислотного вскрытия перовскитового концентрата, которая подразумевает получение гидратного кека (ГК, смесь гидроокисей титана, тантала и ниобия) и растворение его всерной кислоте [16]. Изучение выделения и разделения титана и ниобия из полученных растворов экстракционным способом является одной из актуальных задач для разработки стадии технологической схемы переработки перовскита. Решение проблемыразделенияэтих элементов наданном этапе позволит получать чистые соединения титана и ниобия. Настоящая работа посвящена изучению экстракции титана и ниобия из сернокислых растворов с использованием ряда экстрагентов с целью определить наиболее эффективные из них, а также подобрать оптимальные условия экстракции для разделения элементов. Материалы и методы Экстракцию проводили в полипропиленовых делительных воронках из сернокислых модельных растворов состава: 1 моль/л Ti, 0.01 моль/л Nb, 0.06 моль/л HF и технологического раствора, полученного после растворения ГК (табл. 2). Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 1. С. 180-187. Transactions of the Kala Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 1. P. 180-187. Таблица 2 Состав технологического раствора Компонент / Элемент Содержание, г/л Компонент / Элемент Содержание, г/л H 2 SO 4 436,54 Eu < 0,003 F- 0,28 Gd < 0,020 Fe 3,50 Ho < 0,005 Ti 51,36 Lu < 0,005 Nb 1,35 Nd 0,16 Ta 0,059 Pr 0,071 Th < 0,059 Sm < 0,005 Ce 0,89 Tb < 0,005 La 0,46 Tm < 0,005 Dy < 0,003 Y < 0,005 Er < 0,006 Yb < 0,005 Бинарными экстрагентами выступали: триоктиламин (ТОА) + ди-2-этилгексилфосфорная кислота (Д2ЭГФК), ТОА + октановая кислота, ТОА + ди(2,4,4-триметилпентил)-фосфиновая кислота (Cyanex 272), триалкиламин (ТАА, Alamine 336) + Д2ЭГФК, метилтриалкиламмоний хлорид (смесь Cs-Сю) (Aliquat 336) + Д2ЭГФК. В качестве разбавителя использовали толуол. Содержание бинарного экстрагента в толуоле составляло 0,5 М. Влияние серной кислоты на экстракцию элементов изучали в диапазоне от 1,2 до 8,0 моль/л. Соотношение объемов фаз Vo : Гв для изучения степени извлечения элементов из растворов с различным содержаниемсерной кислоты было выбрано 1 : 1. Изучение влияния соотношения объемов фаз на экстракцию титана и ниобия из растворов с концентрацией серной кислоты 4 М проводили вдиапазоне Vo: Ѵв= 0.5^2 : 1. Время перемешивания составляло 20 мин, время расслаивания фаз— 1ч. Содержание элементов вводных растворах определяли с помощьюмасс-спектрометра с индуктивно связанной плазмой (ИСП-МС) с динамической реакционной системой ELAN 9000 DRC-e с системами лазерного испарения, микроволнового разложения, очистки воды и кислот (PerkinElmer, США). Результаты Ранее [17] нами была изучена экстракция титана и ниобия нейтральными кислородсодержащими экстрагентами. Извлечение титана и ниобия при экстракции октанолом-1 (ОКЛ-1) и ТБФ составило не менее 84 % во всемрассмотренном диапазоне концентраций серной кислоты 1,2-8,0 М. Было показано, что увеличение соотношения объема фаз Vo : Ѵв незначительно влияет на степени экстракции титана и ниобия как для ОКЛ-1, так и для ТБФ. Снижение соотношения Vo : Ѵв влияет заметнее — понижает извлечение ниобия и особенно титана. На рис. 2. приведены зависимости коэффициентов распределения (D) титана и ниобия при экстракции ОКЛ-1 и ТБФ. По расчетам при полученных значениях экстракции оба элемента могут быть извлечены количественно (> 99,99 %) за 2 ступени. Можно утверждать, что из растворов с широким диапазоном концентраций серной кислоты можно коллективно извлекать титан и ниобий нейтральными кислородсодержащими экстрагентами. © Мудрук Н. В., Зиновьева И. В., Лодыгина П. А., Заходяева Ю. А., Вошкин А. А., Николаев А. И., Дрогобужская С. В., 2023 183