Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2025(16))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 1. С. 89-92. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 1. P. 89-92. Введение На сегодняшний день невозможно представить ресурсо- и энергосберегающие технологии без использования редкоземельных элементов (РЗЭ) [1]. Важной областью применения РЗЭ, в частности неодима, является производство мощных магнитов неодим-железо-бор (NdFeB). В состав магнитов NdFeB входит 25-35 мас. % РЗЭ (в основном Nd, Pr и Dy), 60-70 мас. % железа и ~1 мас. % бора [2; 3]. При этом растет интерес к их гидрометаллургической переработке и идет постоянный поиск более эффективных экстрагентов. Наиболее активно развивается экстракция РЗЭ ионными жидкостями [4-6] и гидрофобными эвтектическими растворителями (deep eutectic solvents, DES) [7-9]. Благодаря тщательному подбору компонентов для эвтектических растворителей, которые могут включать дешевые природные продукты, такие как терпеноиды, жирные кислоты и спирты, использование DES позволяет избежать применения в экстракции органических разбавителей. Гидрофобные DES имеют незначительную растворимость в воде и вязкость, предпочтительную для работы на экстракционном оборудовании [10]. В связи с этим для изучения экстракции ионов РЗЭ нами предложен DES на основе ди(2,4,4-триметилпентил)фосфиновой кислоты (ДТМПФК) и фенола в мольном соотношении 1:3. Выбор алкилфосфиновой кислоты обусловлен тем, что она уже зарекомендовала себя как эффективный экстрагент для экстракции переходных металлов [11], в то время как фенол позволяет обеспечить растворимость экстрагируемого соединения. Предложенный нами DES обладает низкой вязкостью, стабильностью и дешевизной [12]. Целью данной работы являлось исследование экстракционных свойств предложенного DES в процессе извлечения ионов РЗЭ из нитратных растворов. Результаты В рамках исследования установлены закономерности извлечения трехвалентных РЗЭ (Pr, Nd, Dy, Y) с использованием DES ДТМПФК/фенол. Степень извлечения ионов РЗЭ увеличивается с уменьшением их радиуса: для Y она составляет 78,6 %. Была изучена кинетическая зависимость степени извлечения ионов РЗЭ, при этом наблюдается рост степени извлечения с увеличением времени контакта фаз с 1 до 10 мин. Время, необходимое для достижения термодинамического равновесия, составило 15 мин. Было изучено влияние кислотности водной среды на коэффициент распределения ионов РЗЭ (рисунок). Установлено, что снижение кислотности водной фазы приводит к увеличению коэффициента распределения катионов исследуемых металлов. При увеличении pH от 1 до 2,5 наблюдается резкий рост степени извлечения Y (III) и Dy(III), а выход на плато происходит при pH > 2,5. Для ионов Pr(III) и Nd(III) также наблюдается возрастание значений коэффициентов распределения в данном диапазоне с последующим выходом на плато, однако этот рост менее выражен в связи с более низкими значениями коэффициента распределения. Форма графиков хорошо согласуется с типичными графиками для исследуемых ионов при их извлечении традиционными катионообменными экстрагентами [13]. Зависимость коэффициента распределения ионов металлов от исходного значения pH водной фазы. [Ме]исх = 0,01 моль/л, О/В = 1 © Чикинёва Т. Ю., Зиновьева И. В., Заходяева Ю. А., Вошкин А. А., 2025 90