Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время значительное внимание уделяется :имии лантаноидов, что связано со многими уникальными свойствами этих шталлов. Особенно широко применяют индивидуальные редкоземельные ме-'аллы ( РЗМ ), в частности, европий.
В связи с близостью химических свойств РЗМ их разделение представ-;яет собой сложный технологический процесс. В настоящее время в про-ншленности реализованы следующие методы разделения РЗМ и, в частности, вропия: жидкостная экстракция, ионообменная хромотография, различные кислительно-восстановитвлыше методы. Широко распространенным из выше еречисленных методов является окислительно-восстановительный, отлича-щийся большой эффективностью, поскольку сильно возрастают различия в войствах соединений с аномальной валентностью и соединений со степенью кисления (И), типичных для РЗМ.
Окислительно-восстановительные методы разделения РЗМ основаны . на тособности некоторых лантаноидов окисляться до четырехвалентного сос-эяния ( Се, Tb, Рг ) или восстанавливаться до двухвалентного состояния Eu, Sm, Yd ). РЗМ со степенью окисления (Я) осаждают в виде малорас-зоримых солей ионом S0^~, а металлы со степенью окисления (I) при этом :таются в растворе. Используется также и гидроксидная обработка, при >торой осаждаются металлы со степенью окисления (I), а металлы со степью окисления (її) остаются в растворе. Так поступают и при разделении іедне-тяжелой группы РЗМ, состоящей из Eu, Sm и Gd. Европий (I), имея -электронную конфигурацию, легче восстанавливается до устойчивой 7-конфигурации Eu(I) ( 4^3+/^2+ = -0.75 В (н.х.э.)), чем самарий ) с 4г5-электронной оболочкой ( 9sra3+/Sm2+= -1.76 В (н.х.э.)). Га-линий (Ы) с электронной конфигурацией 41* вообще не может восстанав-ваться. Из применяемых окислительно-восстановительных методов наи-льшее распространение получил метод восстановления Ей (I) до Eu(I) нковой пылью или амальгамированным цинком. Основным недостатком этого года является большой об'єм сточных вод, содержащих ионы цинка lHKZn2-t- = 0.01 мг/л ).
Для решения проблемы экологической чистоты процесса разделения РЗЭ зработана перспективная технология, в основе которой лежит электрош-іеское восстановление европия (I) до европия (I) на углеграфитовых жтродах, как периодическим способом, так и непрерывным.
Благоприятные перспективы развития электрохимических методов соз-)тся в связи:
-. с их малой отходностью вследствие того, что электролиз основан на безреагентном способе получения химических продуктов;
с использованием малых площадей;
с высокой чистотой получаемых продуктов.
Цель работы. Целью настоящей работы является разработка физико химических основ эффективного метода выделения европия из смеси средне тяжелой группы РЗМ -самария, европия, гадолиния - на основе исследова ния электрохимического восстановления европия (Ш) до европия (И) н углеграфитовых катодах.
Научная новизна. В результате проведенных систематических исследовани разработан метод электрохимического извлечения европия из смеси средне тяжелой группы РЗЭ, названный электрохимической экстракцией.
Впервые тремя независимыми методами ( циклической вольтамперомет рией, вращающегося дискового электрода и температурно-кинетическим изучена кинетика реакции электровосстановления европия в солянокислы растворах в различных экспериментальных условиях ( в широком диапазон исходных концентраций европия, температур, гидродинамических режимов, рН ) на твердом углеграфитовом катоде. Определены кинетические парамеї ры и области протекания реакции катодного восстановления европия не углеграфитовом катоде.
Методом препаративного электролиза определены оптимальные парамет ры электроэкстракции европия из смеси РЗЭ, подобран оптимальный ті электролизера, позволяющий вести электроизвлечение европия с максималі ной производительностью.
Разработка защищена Роспатентом ( Патент N 1774670 ). Практическая значимость. Определены оптимальные условия проведения прс цесса электроэкстракции европия из солянокислых растворов РЗЭ, позвол; ющие достигать степени извлечения европия до 98-99% и чистотой соотве: ствущей ГОСТу.
Полученные в работе результаты указывают на ігринципиальную возмої ность эффективного выделения европия из смеси РЗЭ. Сконструирована изготовлена полупромышленная установка, включающая оригинальный злеї тролизер с производительностью I кг/ч Ей. Техпроцесс внедрен на Москої ском заводе "Полиметаллов". Апробация работы. Отдельные результаты работы докладывались на:
VII Всесоюзной конференции по электрохимии, Черновцы, 1988 г.;
VI Кольском семинаре по электрохимии редких и цветных металлов, Ала1 ты, 1Э8Э г.;
Всесоюзном семинаре по новым электрохимическим процессам в машиностроении, Кишинев, 1990 г.;
Конференции молодых ученых МХТИ им. Д.И. Менделеева ( I место ), Москва, 1990 г.
- 4 International Conference "Separation Technology", USA, Hawaii,
1991.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работы. Об'єм работы. Диссертационная работа изложена на . страницах машинописного текста, содержит таблиц и рисунков. Работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы и приложения.
