intTypePromotion=1
ADSENSE

Nghiên cứu điều kiện tách Europi từ hỗn hợp đất hiếm nhóm trung bình bằng phương pháp khử kẽm - kết tủa sunfat

Chia sẻ: Lê Thị Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

54
lượt xem
3
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Với mục đích tách và làm giàu Eu từ hỗn hợp đất hiếm bằng phương pháp khử-kết tủa, trong công trình này tác giả nghiên cứu sự ảnh hưởng của các điều kiện khử và điều kiện kết tủa để tách loại Eu như độ axit, nồng độ, tốc độ dòng của dung dịch đầu, nồng độ của tác nhận kết tủa và thời gian kết tủa được nghiên cứu để tìm các điều kiện tối ưu.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu điều kiện tách Europi từ hỗn hợp đất hiếm nhóm trung bình bằng phương pháp khử kẽm - kết tủa sunfat

T¹p chÝ Hãa häc, T. 44 (4), Tr. 436 - 439, 2006<br /> <br /> <br /> Nghiªn cøu ®iÒu kiÖn t¸ch Europi tõ hçn hîp ®Êt hiÕm<br /> nhãm trung B»ng ph ¬ng ph¸p khö kÏm-KÕt Tña<br /> sunfat<br /> §Õn Tßa so¹n 25-7-2005<br /> Lª B¸ ThuËn , TrÇn Ho i Thu2, NguyÔn §øc V îng3<br /> 1<br /> <br /> 1<br /> ViÖn C«ng nghÖ X¹ hiÕm<br /> 2<br /> Së Gi¸o dôc v/ §/o t¹o VÜnh Phóc<br /> 3<br /> Tr4êng Cao ®¼ng S4 ph¹m Qu¶ng B×nh<br /> <br /> <br /> summary<br /> Zinc reduction column (Jones reduction column) and europium(II) sulphate were applied to<br /> the separation and recovery of high grade europium oxide (> 95%) from medium rare earth<br /> subgroup of rare earths. The process consist of the reduction of europium (III) to europium (II) by<br /> metallic zinc gains and the precipitation of europium(II) in the form of EuSO4. The variables such<br /> as acidity, concentration of sulfuric acid and so on have been investigated and optimized.<br /> <br /> <br /> I - Më ®Çu SmCl3 ® îc ®iÒu chÕ tõ hçn hîp oxit Eu2O3<br /> 99,99% , Gd2O3 99,99% v Sm2O3 99,9% (NhËt<br /> Eu l nguyªn tè cã h m l îng thÊp (0,05 - B¶n) t ¬ng øng. Dung dÞch H2C2O4, HCl,<br /> 0,1%) trong c¸c kho¸ng vËt ®Êt hiÕm. Trong lóc H2SO4, dung dÞch NH3, NH4Cl, EDTA.... l hãa<br /> ®ã, Eu ® îc sö dông ng y c ng nhiÒu trong c¸c chÊt tinh khiÕt PA. KÏm h¹t kim lo¹i dïng n¹p<br /> lÜnh vùc c«ng nghÖ cao nh ®iÖn tö, chÊt ph¸t cét khö l kÏm tinh khiÕt PA cã ® êng kÝnh h¹t<br /> huúnh quang, thanh ®iÒu khiÓn trong lß ph¶n 1 - 2 mm.<br /> øng h¹t nh©n,... . Møc tiªu thô h ng n¨m cña Eu<br /> trªn thÕ giíi kho¶ng 20 - 30 tÊn. Nång ®é cña Eu, Sm ® îc ®o trªn m¸y ®o<br /> tr¾c quay UV-1601A, UV-VIS Spetrophoto<br /> Víi môc ®Ých t¸ch v l m gi u Eu tõ hçn<br /> meter, pH dung dÞch ® îc ®o trªn m¸y ®o pH<br /> hîp ®Êt hiÕm b»ng ph ¬ng ph¸p khö-kÕt tña,<br /> trong c«ng tr×nh n y chóng t«i nghiªn cøu sù mang nhcn hiÖu 774 pH Meter. H m l îng ®Êt<br /> ¶nh h ëng cña c¸c ®iÒu kiÖn khö v ®iÒu kiÖn hiÕm ® îc ph©n tÝch trªn thiÕt bÞ phæ ph¸t x¹<br /> kÕt tña ®Ó t¸ch lo¹i Eu nh ®é axit, nång ®é, tèc nguyªn tö c¶m øng Plasma YJ 36s (Ph¸p).<br /> ®é dßng cña dung dÞch ®Çu, nång ®é cña t¸c 2. Ph ¬ng ph¸p nghiªn cøu<br /> nh©n kÕt tña v thêi gian kÕt tña ® îc nghiªn<br /> cøu ®Ó t×m c¸c ®iÒu kiÖn tèi u. Qua tæng quan t i liÖu [1 - 4], s¬ ®å h×nh 1<br /> ® îc lùa chän ®Ó t¸ch Eu. C¸c ®iÒu kiÖn cña<br /> II - Thùc nghiÖm mçi giai ®o¹n ® îc x¸c ®Þnh trong nghiªn cøu<br /> n y nh»m tèi u hãa qu¸ tr×nh t¸ch Eu. C¸c giai<br /> 1. Hãa chÊt v thiÕt bÞ ®o¹n khö v kÕt tña ® îc tiÕn h nh trong bÇu<br /> Dung dÞch n íc cña c¸c muèi EuCl3, GdCl3, khÝ quyÓn b¶o vÖ l khÝ CO2.<br /> <br /> 436<br /> LnCl3<br /> (Sm, Eu, Gd)<br /> <br /> <br /> NH4OH<br /> §iÒu chØnh ®é axit<br /> <br /> <br /> <br /> Khö b»ng cét kÏm<br /> <br /> <br /> H2SO4<br /> KÕt tña Eu(II) (Eu(I)<br /> <br /> <br /> <br /> Läc röa<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> EuSO4 Gd3+, Sm3+, ...<br /> <br /> H×nh 1: S¬ ®å t¸ch Eu tõ tæng c¸c NT§H nhãm trung b»ng kÕt hîp ph ¬ng ph¸p khö v ph ¬ng<br /> ph¸p kÕt tña (ph ¬ng ph¸p khö kÏm-kÕt tña sunfat)<br /> <br /> III - KÕt qu¶ v th¶o luËn a) Thêi gian gi/ hãa cÇn thiÕt cña qu¸ tr×nh kÕt<br /> tña EuSO4<br /> 1. X¸c ®Þnh ®iÒu kiÖn khö Eu(III) tõ dung Thêi gi hãa kÕt tña ® îc kh¶o s¸t trong<br /> dÞch EuCl3 tinh khiÕt v kÕt tña d íi d¹ng kho¶ng 15 - 150 phót. KÕt qu¶ ® îc thèng kª ë<br /> EuSO4 b¶ng 1.<br /> <br /> B¶ng 1: ¶nh h ëng cña thêi gian gi kÕt tña ®Õn hiÖu suÊt thu håi Eu<br /> Thêi gian, phót 15 20 30 60 90 120 150<br /> HiÖu suÊt, % 74,5 78,9 80,4 88,5 90,5 92,4 92,5<br /> §iÒu kiÖn: Nång ®é EuCl3 = 5 g, Eu2O3 g/l, pH = 3 v tØ lÖ mol H2SO4/Eu3+ = 3.<br /> <br /> KÕt qu¶ nghiªn cøu cho thÊy hiÖu suÊt thu kÕt qu¶ ¶nh h ëng cña qu¸ tr×nh khö v ¶nh<br /> håi kÕt tña EuSO4 hÇu nh kh«ng ®æi sau 120 h ëng cña giai ®o¹n kÕt tña. KÕt qu¶ thu ® îc<br /> phót gi hãa. V× vËy, trong c¸c nghiªn cøu vÒ ® îc biÓu diÔn ë h×nh 2.<br /> sau chóng t«i sö dông thêi gian gi hãa l 120 KÕt qu¶ nghiªn cøu cho thÊy khi nång ®é<br /> phót. dung dÞch ®Çu CEuCl3 t¨ng tõ 3 g/l - 5 g/l th× hiÖu<br /> suÊt thu håi Eu t¨ng theo. Sù t¨ng m¹nh n y x¶y ra<br /> b) ¶nh h4ëng cña nång ®é dung dÞch ®Çu<br /> khi t¨ng nång ®é tõ 3 g/l - 5 g/l. Khi t¨ng tiÕp nång<br /> Nång ®é dung dÞch ®Çu ¶nh h ëng ®Õn hiÖu ®é, hiÖu suÊt qu¸ tr×nh t¨ng nh ng kh«ng lín.<br /> suÊt (H%) thu nhËn kÕt tña. ¶nh h ëng n y l Trong c¸c nghiªn cøu vÒ sau chóng t«i chän nång<br /> 437<br /> ®é dung dÞch ®Çu l 5 g/l. NÕu chän nång ®é Eu cao c) ¶nh h4ëng cña pH dung dÞch ®Çu<br /> h¬n kh«ng thuËn lîi cho qu¸ tr×nh nghiªn cøu, v×<br /> h m l îng Eu trong tæng ®Êt hiÕm rÊt thÊp. Nång pH dung dÞch ®Çu chñ yÕu ¶nh h ëng ®Õn<br /> ®é Eu cao sÏ kÐo theo nång ®é tæng ®Êt hiÕm hiÖu suÊt cña qu¸ tr×nh khö. KÕt qu¶ nghiªn cøu<br /> lªn rÊt cao. ® îc biÔu diÔn ë h×nh 3.<br /> <br /> 100 H%<br /> 100 H%<br /> <br /> 95<br /> 95<br /> <br /> 90<br /> 90 bd<br /> C EuCl 3 pH<br /> <br /> 85 85<br /> 0 2 4 6 8 10 1 2 3 4 5<br /> <br /> H×nh 2: ¶nh h ëng cña nång ®é dung dÞch ®Çu ®Õn H×nh 3: ¶nh h ëng cña pH dung dÞch ®Çu<br /> hiÖu suÊt thu håi Eu ®Õn hiÖu suÊt thu håi Eu<br /> §iÒu kiÖn: pH = 3; [H2SO4]/[Eu3+] = 3, §iÒu kiÖn: EuCl3 = 5 g/l, thêi gian kÕt tña: 120 phót<br /> thêi gian gi hãa: 120 phót<br /> <br /> KÕt qu¶ nghiªn cøu thùc nghiÖm cho thÊy suÊt thu håi Eu ®¹t gi¸ trÞ tèi u nÕu nång ®é<br /> gi¸ trÞ pH = 3 - 3,5 l tèi u nhÊt v chÝnh v× gi¸ cña EuCl3 l 5 g/l Eu2O3 víi pH cña dung dÞch =<br /> trÞ pH n y ® îc sö dông cho c¸c nghiªn cøu tiÕp 3, tØ lÖ mol SO42-/Eu3+ = 3 v thêi gian kÕt tña<br /> theo. 120 phót.<br /> d) ¶nh h4ëng cña tØ lÖ mol [H2SO4]/[Eu3+] KÕt qu¶ kh¶o s¸t ®èi víi hÖ chØ chøa Eu n y<br /> sÏ ® îc chóng t«i sö dông ®Ó tiÕn h nh c¸c<br /> C¸c nghiªn cøu ® îc tiÕn h nh ®èi víi tØ lÖ nghiªn cøu ®èi víi hÖ chøa c¸c nguyªn tè ®Êt<br /> mol [SO42-]/[Eu3+] tõ 2 - 5. KÕt qu¶ thu ® îc sau hiÕm nhãm trung tiÕp theo sau ®©y.<br /> nh÷ng lÇn nghiªn cøu ® îc thèng kª ë b¶ng 2.<br /> 2. X¸c ®Þnh ®iÒu kiÖn khö Eu(III) v t¸ch<br /> B¶ng 2: ¶nh h ëng cña tØ lÖ mol [H2SO4]/[Eu ] 3+ Eu(II) tõ hçn hîp Eu-Gd-Sm (1 : 4 : 5)<br /> ®Õn hiÖu suÊt thu håi Eu b»ng ph ¬ng ph¸p kÕt hîp khö-kÕt tña<br /> <br /> H2SO4)/[EuCl3] 2 3 4 5 a) Nghiªn cøu ¶nh h4ëng cña pH dung dÞch<br /> nguyªn liÖu<br /> HiÖu suÊt, % 86,4 91,9 90,0 89,5<br /> Dung dÞch ®Çu l hçn hîp Eu-Gd-Sm cã<br /> §iÒu kiÖn: EuCl3 = 5 g/l, pH 3, thêi gian gi hãa: nång ®é: CEuCl3 = 5 g/l, CGdCl3 = 20 g/l v C SmCl3 =<br /> 120 phót.<br /> 25 g/l. HiÖu suÊt (H) thu nhËn Eu trong kÕt tña<br /> KÕt qu¶ nghiªn cøu thu ® îc cho thÊy tØ lÖ v ®é tinh khiÕt (§tk) cña nã ® îc ®¸nh gi¸ ë<br /> mol [H2SO4]/[EuCl3] 3 hiÖu suÊt thu håi ®¹t c¸c pH kh¸c nhau cña dung dÞch nguyªn liÖu<br /> ® îc l lín nhÊt. KÕt qu¶ thu ® îc trong nghiªn ® îc tr×nh b y ë h×nh 4.<br /> cøu n y kh¸ phï hîp víi c¸c nghiªn cøu ®c<br /> c«ng bè [3, 4]. Theo c¸c t¸c gi¶ n y, tØ lÖ mol KÕt qu¶ nghiªn cøu thu ® îc dung dÞch ®Çu<br /> SO42-/Eu3+ = 3 - 5 sÏ cho hiÖu suÊt cao nhÊt. cã pH = 3 - 4 l tèi u nhÊt cho qu¸ tr×nh khö<br /> Qua c¸c qu¸ tr×nh kh¶o s¸t ®Ó x¸c ®Þnh c¸c Eu.<br /> ®iÒu kiÖn khö Eu(III) tinh khiÕt xuèng Eu(II) b) Nghiªn cøu qu¸ tr×nh kÕt tña Eu2+ d¹ng<br /> tinh khiÕt chóng t«i thÊy ë nhiÖt ®é phßng hiÖu sunfat<br /> 438<br /> ë ®©y chóng t«i nghiªn cøu ¶nh h ëng cña cña qu¸ tr×nh kÕt tña Eu ë d¹ng EuSO4. KÕt qu¶<br /> nång ®é H2SO4 ®Õn ®é s¹ch v hiÖu suÊt thu håi ® îc tr×nh b y ë h×nh 5.<br /> <br /> H% (§tk) 95<br /> <br /> 90 §é tinh khiÕt, %<br /> HiÖu suÊt thu håi, %<br /> 85<br /> <br /> 80<br /> pH<br /> 75<br /> 0 1 2 3 4 5 6<br /> H×nh 4: ¶nh h ëng cña pH dung dÞch ®Çu ®Õn hiÖu suÊt thu håi v ®é s¹ch cña Eu<br /> H% (§tk)<br /> 95<br /> <br /> 90 §é tinh khiÕt, %<br /> <br /> HiÖu suÊt thu håi, %<br /> 85<br /> <br /> 80<br /> [H 2SO 4]/[Eu 3+ ]<br /> 75<br /> 0 2 4 6 8<br /> 3+<br /> H×nh 5: ¶nh h ëng cña tØ lÖ mol [H2SO4]/[Eu ] ®Õn qu¸ tr×nh kÕt tña Eu(II)<br /> <br /> KÕt qu¶ nghiªn cøu cho thÊy tØ lÖ mol 2. §c x¸c ®Þnh ® îc ®iÒu kiÖn ®Ó khö v<br /> [H2SO4]/[Eu3+] = 3 - 5 l thÝch hîp vÒ hiÖu suÊt t¸ch Eu3+ ra khái dung dÞch EuCl3-GdCl3-SmCl3<br /> thu håi còng nh ®é tinh khiÕt cña qu¸ tr×nh kÕt (1 : 4 : 5) víi tØ lÖ [H2SO4]/[EuCl3] = 3 v gi¸ trÞ<br /> tña EuSO4.<br /> pH 3. ë ®iÒu kiÖn n y, Eu thu ® îc ®¹t ®é<br /> KÕt qu¶ nghiªn cøu mÉu nguyªn liÖu cã th nh s¹ch 94 víi hiÖu suÊt thu håi ®¹t gi¸ trÞ 89%.<br /> phÇn phøc t¹p cho thÊy, cã thÓ sö dông cét kÏm<br /> kim lo¹i ®Ó khö Eu3+ xuèng Eu2+ trong m«i tr êng 3. S¬ ®å ® a ra tõ tæng quan t i liÖu l thÝch<br /> hîp víi viÖc t¸ch v thu nhËn thÓ gi u cña Eu.<br /> HCl víi gi¸ trÞ pH thÝch hîp 3, H2SO4 l t¸c nh©n<br /> §Ó ®¹t ® îc ®é tinh khiÕt cao cña Eu cÇn ph¶i<br /> thÝch hîp ®Ó kÕt tña Eu2+. Trong qu¸ tr×nh kÕt tña<br /> lÆp l¹i mét sè lÇn qu¸ tr×nh t¸ch v l m gi u víi<br /> cã hiÖn t îng céng kÕt ®c l m gi¶m ®é tinh khiÕt<br /> c¸c th«ng sè ®c ® îc x¸c ®Þnh ® îc ë trªn.<br /> v ¶nh h ëng ®Õn hiÖu suÊt thu håi Eu.<br /> <br /> IV - KÕt luËn T i liÖu tham kh¶o<br /> <br /> Trong qu¸ tr×nh nghiªn cøu chóng t«i ®c gi¶i 1. Lª B¸ ThuËn. B¸o c¸o Tæng kÕt ®Ò t i cÊp<br /> quyÕt ® îc mét sè vÊn ®Ò sau: bé, mc sè BO/01/03-03, H Néi (2003).<br /> 1. §c x¸c ®Þnh ®iÒu kiÖn thÝch hîp cho qu¸ 2. A. I. Mi khailichenko, E. B. Mikhlin. Ret<br /> tr×nh khö khö Eu(III) tinh khiÕt v kÕt tña d íi Kozemelnui metal. Matxkva(1987).<br /> d¹ng EuSO4 víi c¸c th«ng sè: Thêi gian gi hãa 3. C. A. Morais, V. S. T. Ciminelli. Hydrome-<br /> kÕt tña l 120 phót, pH 3, CEuCl3 = 5 g/l. TØ lÖ tallurgy 49, 167 - 177 (1998).<br /> mol [H2SO4]/[EuCl3] = 3 víi hiÖu suÊt thu håi 4. C. A. Morais, V. S. T. Ciminelli. Hydrome-<br /> ®¹t ® îc 93%. tallurgy 60, 247 - 253 (2001).<br /> 439<br /> 1<br />
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2