АЛКИЛБЕНЗОЛСУЛЬФОКИСЛОТА КАК РЕАГЕНТ ДЛЯ ФЛОТАЦИОННОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИОНОВ ЛАНТАНА(III), САМАРИЯ(III) И ТЕРБИЯ(III)
Аннотация
Анионогенное поверхностно-активное вещество алкилбензолсульфокислота предложено в качестве реагента для ионной флотации редкоземельных элементов. Предварительно изучена устойчивость пен при различных концентрациях алкилбензолсульфокислоты. При встряхивании 5 мл растворов с содержанием реагента 0,1 или 0,01 моль/л в течение 30 с образуется 15 мл пены. Объем пены сохраняется до 10 мин, после чего она разрушается в течение 1,5 ч. При концентрации алкилбензолсульфокислоты 0,001 моль/л, близкой к критической концентрации мицеллообразования, объем образующейся пены в два раза меньше и ее разрушение происходит медленнее. Дальнейшее уменьшение содержания алкилбензолсульфокислоты приводит к образованию скудных и неустойчивых пен. Рассмотрена возможность флотационного извлечения трехзарядных ионов редкоземельных элементов (лантана, самария и тербия) алкилбензолсульфокислотой из их водных растворов с концентрацией 0,001 моль/л. Исследовано влияние мольного соотношения ионов лантанидов и алкилбензолсульфокислоты, а также времени флотирования на качественные и количественные характеристики процесса флотации. Определение степени извлечения редкоземельных элементов проводили по их остаточному содержанию в растворе после флотации. Алкилбензолсульфокислота в изучаемых процессах преимущественно выступает в роли осадителя. Оставшиеся в растворе ионы поверхностно-активного вещества способствуют пенообразованию. При флотации в течение 5 мин максимальная степень извлечения лантана (III) составила 97,21% при соотношении металл : реагент 1:3,5. Для самария и тербия оптимальным является трехкратный избыток алкилбензолсульфокислоты. Извлечение тербия (III) при этом достигает 91,72% в течение 5 мин, самария (III) – 86,84% в течение 10 мин.
Для цитирования:
Заболотных С.А., Денисова С.А., Наговицын Р.Р., Ваулина В.Н. Алкилбензолсульфокислота как реагент для флотационного извлечения ионов лантана(III), самария(III) и тербия(III). Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2023. Т. 66. Вып. 3. С. 45-51. DOI: 10.6060/ivkkt.20236603.6651.
Литература
Yurasova O.V., Kharlamova T.A., Semyonov A.A., Vasilenko S.A., Gasanov A.A., Alaferdov A.F., Dobrynina T.V., Fedulova T.V. Research on extraction of cerium from rare-earth metals concentrate solutions by electrochemical and extraction methods. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Tsvet. Metall. 2016. N 4. P. 34–41 (in Russian). DOI: 10.17073/0021-3438-2016-4-34-41
Kosynkin V.D., Trubakov Yu.M., Sarychev G.A. Past and future of rare earth production in Russia. Evraz. Nauch. Ob’edin. 2015. V. 1. N 6. P. 49–60 (in Russian).
Lobacheva O.L., Dzhevaga N.V. Method for Removing Valuable Components from Technogenic Solutions by the Example of Rare Earth Elements. J. Phys.: Conf. Ser. Krasnoyarsk: IOP Publ. 2020. P. 42016. DOI: 10.1088/1742-6596/1679/4/042016.
Lokshin E.P., Tareeva O.A. Extraction of rare-earth metals from phosphogypsum and extraction phosphorous acid, ob-tained during Khibiny apatite concentrate processing. Tsvet. Metally. 2016. N 7. P. 52–58 (in Russian). DOI: 10.17580/tsm.2016.07.06.
Erkinbaeva N.A., Ysmanov E.M., Tashpolotov Y. Technology for the production of rare earth elements from the slag of the Kadamzhai antimony plant using inorganic and organic reagents by precipitation. Tend. Razv. Nauki Obrazov. 2021. N 74-2. P. 143–147 (in Russian). DOI: 10.18411/lj-06-2021-78.
Saykina O.Yu., Yurasova O.V., Vasilenko S.A. Sorption extraction of rare-earth metals during the phosphogypsum processing. Tsvet. Metally. 2016. N 12. P. 44–49 (in Rus-sian). DOI: 10.17580/tsm.2016.12.07.
Ivanova I.S., Ilyukhin A.B., Demin S.V., Pyatova E.N., Krivorotko E.S., Baulin V.E., Tsivadze A.Y. Extraction of rare earth elements in 1,1,7-trihydrododecafluoroheptanol – water system with phosphoryl podands derived from diphosphonic acids. Russ. J. Inorg. Chem. 2019. V. 64. N 5. P. 666–672. DOI: 10.1134/S0036023619050097.
Radushev A.V., Nikitina V.A., Batueva T.D. α-branched tertiary carboxylic acid hydrazides as extractants of rare-earth metal ions from sulfate media. Russ. J. Appl. Chem. 2021. V. 94. N 5. P. 595–600. DOI: 10.1134/S1070427221050062.
Shishkin D.N., Petrova N.K. Separation of REE(III) and Am(III) by extraction with compounds of zirconium and dibutyl phosphoric acid from solutions of nitric and hydrochloric acids. Radiochemistry. 2021. V. 63. N 4. P. 470–476. DOI: 10.1134/S106636222104010X.
Lobacheva O.L., Chirkst D.E., Berlinsky I.V. Ion flotation of cerium group cations using a surfactant. Vestn. SPbSU. Fizika Khimiya. 2010. N 3. P. 131–134 (in Russian).
Karpova A.Yu., Lobacheva O.L. Ionic flotation of samarium (3+). Fund. Prikl. Issl. Sovr. Mire. 2018. V. 22. P. 62–65 (in Russian).
Chirkst D.E., Lobacheva O.L., Dzhevaga N.V. Thermodynamic properties of lanthanum (III) and holmium (III) hydroxo compounds. Russ. J. Phys. Chem. A. 2011. V. 85. N 11. P. 1872–1875. DOI: 10.1134/S0036024411110057.
Chirkst D.E., Lobacheva O.L., Berlinskii I.V. Gibbs energies of formation of hydroxides of lanthanides and yttrium. Russ. J. Phys. Chem. A. 2010. V. 84. N 12. P. 2047–2050. DOI: 10.1134/S003602441012006X.
Berlinskii I.V., Lobacheva O.L., Lutsky D.S. Determination of Thermodynamic Characteristics of Ion Flotation of Ce (III), Eu (III), Sm (III) from Aqueous Solutions. Estestv. Tekhn. Nauki. 2018. V. 118. N 4. P. 14–18 (in Russian).
Chirkst D.E., Lobacheva O.L., Berlinsky I.V. Yttri-um(3+) dodecylsulfate solubility product. Vestn. SPbSU. Fizika Khim. 2009. N 4. P. 129–133 (in Russian).
Chirkst D.E., Lobacheva O.L., Berlinsky I.V., Cheremisina O.V. Thermodynamic study of ytterbium ionic flota-tion. Vestn. SPbSU. Fizika Khim. 2010. N 2. P. 137–142 (in Russian).
Chirkst D.E., Lobacheva O.L., Dzhevaga N.V. Ion Flotation of Lanthanum (III) and Holmium (III) from Nitrate and Nitrate-Chloride Media. Russ. J. Appl. Chem. 2012. V. 85. N 1. P. 25–28. DOI: 10.1134/S1070427212010053.
Chirkst D.E., Lobacheva O.L., Berlinskii I.V., Dzhevaga N.V. Effect of Chlorides on Cerium (III) and Samarium (III) Ionic Flotation. Russ. J. Appl. Chem. 2011. V. 84. N 2. P. 341–344. DOI: 10.1134/S1070427211020315.
Lutsky D.S., Dzhevaga N.V., Lobacheva O.L. Extraction, Removal and Separation of Rare-Earth Elements in Aqueous Solutions. Nat. Techn. Sci. 2019. N 4 (130). P. 17–21. DOI: 10.25633/ETN.2019.04.13.
Lobacheva O.L., Chirkst D.E., Dzhevaga N.V., Bazhin V.Yu. Ion Flotation of Cations of Cerium Group. Russ. J. Appl. Chem. 2013. V. 86. N. 12. P. 1862–1866. DOI: 10.1134/S1070427213120100.
Chirkst D.E., Lobacheva O.L., Dzhevaga N.V. Ion Flota-tion of Rare-Eaerth Metals with Sodium Dodecyl Sulfate. Russ. J. Appl. Chem. 2011. V. 84. N 9. P. 1476–1482. DOI: 10.1134/S1070427211090035.
Zabolotnykh S.A., Lesnov A.E., Denisova S.A., Gilyova K.O. Extraction of Pd(II), Ni(II), Co(II), Cu(II), Fe(III) and Zn(II) ions with 1,2,3-benzotriazole in systems based on anionic surfactants. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2019. V. 62. N 7. P. 38–44 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20196207.5840.
Zabolotnykh S.A., Gileva K.O., Lesnov A.E., Denisova S.A. Comparison of extractive capacities of systems based on sulfonol, sodium dodecyl sulfate or alkyl benzene sulfonic acid. Russ. J. Appl. Chem. 2019. V. 92. N 4. P. 555–561. DOI: 10.1134/S1070427219040128.
Brylyakov Yu.Ye., Bykov M.Ye., Kostrova M.A., Pala-marchuk G.K. Application of alkylbenzene sodium sulfo-acid in flotation of the Khibini deposit apatite. Obogashch. Rud. 2003. N 5. P. 19–21 (in Russian).
Zabolotnykh, S.A., Denisova S.A., Nagovitsyn R.R. Precipitation of La(III), Sm(III) and Tb(III) ions by aniono-genic surfactant alkylbenzenesulfonic acid. Vest PGNIU. Khim. 2021. V. 11. N 4. P. 234–243 (in Russian). DOI: 10.17072/2223-1838-2021-4-234-243.
Khan G.A., Gabrielova L.I., Vlasova N.S. Flotation reagents and their application. M.: Nedra. 1986. 271 p. (in Russian).
Zabolotnykh S.A., Denisova S.A. Determination of Al-kylbenzolsulphonic acid in aqueous solutions. Vest. PGNIU. Khim. 2021. V. 11. N 1. P. 17–29 (in Russian). DOI: 10.17072/2223-1838-2021-1-17-29.
Schwarzenbach G., Flashka G. Complexometric titration. M.: Khimiya. 1970. 360 p. (in Russian).
Elesina, V.V., Balabanova, S.S., Vereshchagin. A.L. Obtaining and studying the stability of foams. Biysk: Izd-vo Alt. gos. tekh. Univ. BTI. 2018. 17 p. (in Russian).
Zabolotnykh S.A., Denisova S.A. Spectrophotometric Determination of Lanthanum (III) with Arsenazo III in the Presence of Alkylbenzenesulfonic Acid. Vest. PGNIU. Khim. 2020. V. 10. N 3. P. 268–276 (in Russian). DOI: 10.17072/2223-1838-2020-3-268-276.
Zabolotnykh S.A., Scherban M.G., Solovyev A.D. Effect of the hydrochloric acid concentration on the surface-active and functional characteristics of linear alkylbenzenesulfonic acid. Bulletin Karaganda University. Chemistry. 2020. V. 99. N 3. P. 72–79. DOI: 10.31489/2020Ch3/72-79.
