بازیابی اكسیدهای عناصر نادر خاكی از محصول فرعی اسید فسفریك

كه در این حالت محلولی شامل log/L سدیم (III ) بوجود آمد . در این مرحله اسید اكسالیك برای رسوب محلول های آبی اضافه شد . فرآیند بوسیله آهكی كردن اكسالات رسوب شده دنبال شد و در انتها دی اكسید سدیم بادرجه خلوص 98/99% با انحراف 5% بدست آمد.

استخراج با استفاده از جریان متقابل وبصورت پیوسته برای بازیابی سدیم در 6 مرحله بایك محلولی شامل 5% حجمی از اسید دی فسفریك (2- اتیل هكسی ) در shellsol AB با نسبت حجم فاز آلی به آبی 2 : 3 انجام شد . سپس فرآیند استریپتیك در 4 مرحله با استفاده از اسیدنیتریك M 3/1 در یك نسبت حجمی فاز آل به آبی 1 : 10 انجام شد . كه یك محلول آبی كه شامل g/L 8 g/L , yttrium  6 dysprosium  بود بدست آمد. در مجموع با مقدار كمتر از عناصر نادرخاكی سنگین تر ، بازیابی از محلول های استریب شده برای yttrium –erbium 99% - 98 . براین dysprosium 75% - 50 و برای holmium  75 % - 65 بود.

عناصر نادرخاكی متوسط اصلی ( samarium , europium , gadolinium ) موجود در محلول آبی استریپ شده كه از دست داده شدند حدود 3 % - 1 بود. عملیات رسوب و Calcination :اكسالمات اكسیدهای عناصر نادرخاكی سنگین شامل yttrium ( ) dysprosium (  Holmium  و erbium  و مقدار كمتری از عناصر نادر خاكی دیگر (مقدار فضایی اكسید عناصر نادر خاكی شامل بدست آمد.

2) روش های آزمایش:

1-2- انحلال اكسید عناصر نادر خاكی مخلوط

محلولی از عناصر نادر خاكی به عنوان خوراك برای آزمایش در مقیاس Mini-plant توسط اضافه كردن اسید نیتریك به اكسیدهایی كه بصورت مخلوط با یكدیگر بودند. در یك در یك L pyres5 كه توسط روش مغناطیسی تا همراه با همزدن گرما داده شد. در این دما یك واكنش گرمازا انجام شد و گرما دادن و همزدن بصورت ناپیوسته انجام شد. دما تا افزایش یافت و مقداری اكسیژن در داخل محلول منتشر شد. بعد گرما دا ن دوباره آغاز شد تا اینكه محلول شفاف تشكیل شد. فرآیند به مدت 20 تا 45 دقیقه بطور كامل انجام شد كه وابسته به تاریخچه قبلی اكسیدهای مخلوط می باشد. سپس به محلول اجازه داده شد تا سرد شود و سپس با استفاده از آب مقطر. به حجم رقیق شد. و سپس یك محلولی كه شامل از اكسیدهای عناصر نادر خاكی و مقدار فضایی نیترات بدست آمد. برای آزمایش در مقیاس محلولی به عنوان خوراك تهیه شد توسط اضافه كردن اسید نیتریك همراه با گرما دادن برای رسیدن به دمای در یك راكتتور شیشه ای به حجم 20 لیتر بدون گرما دادن و همزدن دوباره ،‌ با اضافه كردن  اكسدهای مخلوط تهیه شد سپس به مخلوط اجازه انجام دادن واكنش به مدت 60-30 دقیقه داده شد و سپس توسط آب ، به حجم رقیق شد. در بعضی از سیستم های بسته آماده سازی در ظرف های فولادی ضد زنگ  انجام می شود كه در این حالت مقدار بیشتری از اسید نیتریك و اكسیدهای مخلوط و تحت شرایط مشابه دفعات قبل استفاده می شود.

2-2- مطالعه Solvent –extraction

extraction و stripping پارامترهایی بودند كه بر روی آنها مطالعه شد با استفاده از حجم های مناسب از فازهای آلی و آبی و استفاده از همزن مغناطیسی در یك ظرف شیشه ای عایق در برابر گرما كه در دمای نگهداری می شد. پایداری سدیم (IV) در حضور رقیق كننده های مختلف در دستگاههای مشابه مورد آزمایش قرار گرفت . آزمایشات در سیستم بسته با استفاده از روش جریان متقابل در فرآیند Solvent-extrac كه از همزن دستی استفاده می شد و عمل جدایش با استفاده از قیف هایی به اندازه مناسب انجام می شد. عناصر نادر خاكی موجود در فازهای آبی مشخص شد و در قسمت 3-2 توضیح داده شد.

آزمایش های Solvetn-extraction در مقیاس mini-plana در دستگاه هایی كه قبلاً توضیح داده شد انجام شد.

در انجام آزمایش های Solvent – extraction در مقیاس pilot-plant از mixer –settler های polypropylene استفاده شد. هر mixer حجمی حدود L 5/0 و هر settler حجمی حدودی L2 داشت. عامل های solvent-extraction بكار برده شده تری –n- بوتیل فسفات و دی (2- اتیل هكسیل ) فسفریك اسید بودند كه توسط شركت baihaehi chemiced Industry تهیه شده بود. همچنین از رقیق كننده های گوناگونی كه توسط شركت های Exxon و shen و sasol تهیه شده بود استفاده شد.

3-2- بازیابی دی اكسید سدیم و اكسید عناصر نادر خاكی سنگین

دی اكسید سدیم و اكسید عناصر نادر خاكی سنگین تولید شده از محلول های آبی ترسیب شده به ترتیب با اضافه كردن اسید ؟؟ و كلسیناسیون اكساعات های رسوب شده بازیابی شدند.

3- نتایج و بحث

1-3- انحلال اكسید عناصر نادر خاكی مخلوط با هم

آزمایشات مقدماتی نشان داد كه اكسید عناصر نادر خاكی به سرعت در هنگامیكه مقدار كمی از اسید هیدروكلریك رقیق شده با دو حجم از آب وجود دارد، حل نمی شوند. انحلال با احیاء سدیم (IV) موجود در اكسید اتفاق افتاد.

در نتیجه محلول به صورت بنفش كمرنگ شد دلیل آن به خاطر وجود مقدار زیادی از neodymium ( %25ca) در اكسیدهای مخلوط با یكدیگر می باشد انحلال اكسیدهای مخلوط در اسید نیتریك تا اندازه ای نسبت به اسید هیدروكلریك كمتر به آسانی صورت می گیرد و تشكیل محلولی داد كه به رنگ قهوه ای متمایل به نارنجی تیره بود.

و وجود اكسیدهای (III  ,  IV)  terbium و و كاتیون هایی هستند كه بصورت سریع توسط آبی كه آنها به داخل محلول عبور می دهند احیا می شوند.

آزمایشات انجام شده بر روی اكسیدهای مخلوط (40 گرم توسط كلسیناسیون اكساعات در900-850) كه در اكسید نیتریك  65 و100) و در دمای 70-50 در حضور مقادیر مختلفی از آب حل شده بودند. نشان داد كه مقدار سدیم (IV)تولید شده در محلول با غلظت اسید استفاده شده افزایش می یابد. (شكل1)