ОАО «Институт «ГИНЦВЕТМЕТ», Москва, Россия

Э. И. Гедгагов, заведующий лабораторией металлургии и обогащения, эл. почта: egedgagov@gmail.com
А. В. Тарасов, заместитель генерального директора по науке
В. Г. Гиганов, заведующий лабораторией гидрометаллургических и сорбционно-экстракционных процессов
М. А. Лунькова, научный сотрудник

Исследованы условия получения индивидуальных соединений РЗМ легкой группы с использованием новых промышленных смол и экстрагентов. Впервые применен фронтальный метод разделения непосредственно в фазе насыщенного сульфокатионита макропористой структуры Lewatit MonoPlus SP112 путем обработки плотного слоя насыщенной смолы раствором четырехвалентного церия с последующей экстракционной очисткой кислого элюата от примесей с большими коэффициентами разделения для получения любого соединения церия (IV) требуемой чистоты. В качестве экстрагента использован реагент из класса четвертичного аммониевого основания. Показано также, что применение вместо экстрагента Aliquat 336 сильноосновного анионита пористой структуры снижает показатели очистки, что обусловлено восстановительными свойствами углеводородной матрицы анионита. Для глубокой очистки раствора лантана и других редкоземельных металлов (РЗМ) от микропримеси церия (IV) впервые исследован и предложен сильносшитый (с высоким содержанием дивинилбензола) высокоосновный анионит пористой структуры. Разработан быстрый метод дальнейшего разделения РЗМ легкой группы, включающий избирательную сорбцию лантана из смешанного РЗМ-раствора с применением комплексона для связывания части РЗМ в анионные соединения и комплексообразующего сорбента, что позволяет выделять лантан в виде любого высокочистого соединения; разработаны условия регенерации комплексона с возвратом его в технологический цикл и «мягкие» режимы десорбции лантана, увеличивающие срок службы единовременной загрузки рекомендованного сорбента в многоцикличном процессе. В качестве комплексона использован реагент на основе этилендиаминтетрауксусной кислоты. Предложены режимы экстракционного разделения празеодима и неодима с получением реэкстрактов, содержащих их индивидуальные соединения. Исследован и разработан процесс тонкой очистки кислых (рН < 1) элюатов или реэкстрактов от примесей нередкоземельных металлов с применением нового класса хелатных и импрегнированных смол. Показано, что использование этих ионитов в рекомендованных диапазонах кислотности и применительно к каждому извлекаемому металлу-примеси позволяет предложить наиболее рациональный метод получения высокочистых соединений РЗМ. В частности, для тонкой очистки реэкстрактов церия (IV), празеодима, неодима и элюата лантана исследован и рекомендован для промышленного использования импрегнированный сорбент Lewatit TP272.

1. Гедгагов Э. И., Мышковский А. М., Оспанов Н. А., Захарьян С. В. Разработка сорбционных процессов для извлечения, очистки и разделения цветных, редких и редкоземельных металлов // Матер. 1-й Всероссийской научно-практической конференции «Перспективы добычи, производства и применения РЗМ». — Москва, 26–27 сентября 2011. — М., 2011. С. 57–59.
2. Гедгагов Э. И., Захарьян С. В., Хайруллин И. И., Шилов С. Л. Исследование новых сорбентов концерна LANXESS (Германия) для извлечения и глубокой очистки цветных и редких металлов и перспективы применения для разделения редкоземельных элементов // Новые подходы в химической технологии минерального сырья. Применение экстракции и сорбции : матер. 2-й рос. конф. с междунар. участием. — Санкт-Петербург, 3–6 июня 2013. — Апатиты : Изд-во КНЦ РАН, 2013. Ч. 2. С. 25–27.
3. Гедгагов Э. И., Тарасов А. В., Гиганов В. Г., Лунькова М. А. Перспективы использования сорбционных процессов в технологии получения высокочистых редкоземельных металлов при переработке суммарных концентратов // Юбилейный XXV Междунар. науч. симпозиум «Неделя горняка-2017». — Москва, 23–27 января 2017.
4. Аймбетова И. О., Устимов А. М., Бахов Ж. К., Сейсенбаев Ф. Е., Тулекбаева Ф. К. Как извлечь редкоземельные металлы из техногенных растворов урановой промышленности // Редкие земли. 2014. № 3. С. 126–131.
5. Пашков Л. И., Сайкова С. В., Кузьмина В. И., Пантелеева М. В., Кокорина А. Н., Линок Е. В. Золы природных углей — нетрадиционный сырьевой источник редких элементов // Журнал Сибирского федерального универ ситета. Сер. : Техника и технологии. 2012. № 5. С. 520–530.
6. Ксенофонтов Б. С., Козодаев А. С., Таранов Р. А., Виноградов М. С., Буторова И. А., Сеник Е. В., Воропаева А. А. Выщелачивание редкоземельных металлов из зол уноса тепло вых электростанций // Инженерный вестник. 2014. № 11. С. 7.
7. Горцунова К. Р., Рычков В. Н., Смирнов А. Л., Скрипченко С. Ю., Головко В. В., Соловьев А. А., Дементьев А. А. Кинетика и динамика сорбционных процессов на примере производственных растворов Хиагдинского уранового месторождения // Сорбционные и хроматографические процессы. 2014. Т. 14, № 5. С. 847–855.
8. Закутевский О. И., Псарева Т. С., Стрелко В. В., Журавлев И. З., Хан В. Е. Сорбенты для аккумулирования и
поглощения радионуклидов и урана из водных растворов // Хімія, фізика та технологія поверхні. 2012. Т. 3, № 2. С. 199–204.
9. Unuabonah E. I., Olu-Owolabi B. I., Omolehin E. B., Adebowale K. O. SARK: A Novel Composite Resin for Water Treatment with Very High Zn²⁺, Cd²⁺, and Pb²⁺ Adsorption Capasity // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2013. Vol. 52, No. 2. P. 578–585.
10. Taraba B., Vesela P. Sorption of Lead (II) Ions on Natural Coals and Activated Carbon: Mechanistic, Kinetic, and Thermodynamic Aspects // Energy Fuels. 2016. Vol. 30, No. 7. P. 5846–5853.
11. Roine A. Outokumpu HSC Chemistry for Windows. Chemical Reaction and Equilibrium Software with Extensive Thermochemical Database. — Pori : Outokumpu Research OY, 2006. — 448 p.
12. Kamio E., Matsumoto M., Kondo K. Extraction mechanism of rare metals with microcapsules containing organophosphorus compounds // Journal of Chemical Engineering of Japan. 2002. Vol. 35, No. 2. P. 178–185.
13. Xie F., Zhang T. A., Dreisinger D., Doyle F. A critical review on solvent extraction of rare earths from aqueous solutions // Minerals Engineering. 2014. Vol. 56. P. 10–28.
14. Cuiping Wang, Jingting Liu, Zhiyuan Zhang, Bao Lin Wang, Hongwen Sun. Adsorption of Cd (II), Ni (II), and Zn (II) by Tourmaline at Acidic Conditions: Kinetics, Thermodynamics, and Mechanisms // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2012. Vol. 51, No. 11. P. 4397–4406.