Tách yttrium oxide từ quặng xenotime

LOGO

TÁCH YTTRIUM OXIDE TỪ QUẶNG XENOTIME


Nội dung

LOGO

1.Giới thiệu chung về yttrium oxide
2. Phương pháp chiết lỏng-lỏng tách oxit đất
hiếm
2.1 Cơ sở phương pháp
2.2 Điều kiện chiết
3.Phân chia tinh chế ytri oxit
3.1 Cơ sở
3.2 Sơ đồ công nghệ
3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình
phân tách


1. Giới thiệu chung về yttrium oxide

LOGO

-Trong quặng xenotime chứa hàm lượngY2O3 52-62%, các
nguyên tố khác : ThO2, UO2 5%; ZrO2 3% ; SnO2 SiO2 9%
còn có Erbium, Cerium và một vài nguyên tố đất hiếm khác
-Các ứng dụng của yttrium oxit bao gồm:
+Dùng làm phụ gia nung kết trong sản xuất vật liệu gốm
+Dùng làm vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao , trong chất phát

quang màu đỏ cho các màn hình ti vi, trong sản xuất lớp phủ
quang học, trong sản xuất hồng ngoại và tia cực tím kính
mờ trong lớp phủ cho các thiết bị công nghệ sản xuất chất
bán dẫn.


LOGO


LOGO

2 Phương pháp chiết lỏng-lỏng tách oxit đất hiếm

2.1 Cơ sở phương pháp
-Chiết lỏng-lỏng là một phương pháp tách dựa trên sự chuyển
pha của các chất từ pha lỏng này sang pha lỏng khác do tính
tan của chúng khác nhau trong hai pha lỏng riêng biệt, trong
đó một pha là dung dịch chứa chất cần chiết, pha còn lại là
dung môi chiết
-Là phương pháp chính để tách và tinh chế nguyên tố đất
hiếm và oxit của chúng cho hiệu suất cao, đạt độ tinh khiết
khá cao và quá trình phân chia dễ dàng được tự động
-Tác nhân chiết trong quá trình tách nguyên tố đất hiếm được
phân thành 3 nhóm: + Tác nhân chiết solvat hoá
+ Tác nhân chiết trao đổi cation
+ Tác nhân chiết trao đổi anion.


Bảng 1: Các tác nhân chiết điển hình được sử
dụng để chiết NTĐH

LOGO


LOGO

Hệ số phân bố (D) : được xác định bằng tỷ số giữa
nồng độ cân bằng các dang chứa ion NTĐH trong
pha hữu cơ và tổng nồng độ cân bằng các dạng chứa
ion NT ĐH trong pha nước. Hệ số phân bố phụ thuộc
vào nhiệt độ của quá trình chiết, thành phần và bản
chất của hai pha như nồng độ ion đất hiếm, chất tạo
phức, pH của dung dịch, nồng độ tác nhân chiết
Hệ số tách (ß) :là đại lượng đặc trưng quan trọng
nhất của quá trình chiết phân chia hai nguyên tố ra
khỏi nhau. Hệ chiết gọi là có chọn lọc khi giá trị
ß>1 , ß càng lớn khả năng phân chia hai NT ĐH càng
cao. Đa số hệ chiết được sử dụng trong công nghệ
chiết NT ĐH có giá trị ß khoảng từ 1.8 đến 3.0


2.2 Điều kiện chiết

LOGO

 Để có được kết quả chiết tốt, quá trình chiết phải có các điều kiện
và đảm bảo được các yêu cầu nhất định sau đây:
 - Dung môi chiết phải tinh khiết cao, để không làm nhiễm bẩn
thêm các chất phân tích vào mẫu.
 - Dung môi chiết phải hoà tan tốt các chất phân tích, nhưng lại

không hoà tan tốt với các chất khác có trong mẫu.
 - Hệ số phân bố của hệ chiết phải lớn, để cho sự chiết được triệt
để.
 - Cân bằng chiết nhanh đạt được và thuận nghịch, để giải chiết
được tốt.
 - Sự phân líp khi chiết phải rừ ràng, nhanh và dễ tách ra riêng
biệt các pha.
 - Phải chọn môi trường axit, pH, loại axit thích hợp,
 - Phải thực hiện trong nhiệt độ phù hợp và giữ không đổi trong cả
quá trình.


Sơ đồ chiết lỏng-lỏng

LOGO


3.Phân chia tinh chế ytri oxit

LOGO

3.1 Cơ sở
Nguyên lí phân chia và tinh chế Y2O3 bằng
phương pháp chiết dung môi là lợi dụng sự thay đổi
của giá trị hệ số phân bố trong các hệ chiết khác
nhau. Sau khi phân hủy quặng H2SO4 các nguyên
tố đất hiếm phân nhóm nặng ( gồm yttri) được tách
sơ bộ khỏi các nguyên tố đất hiếm phân nhóm nhẹ,
tuy nhiên sau phân chia phân nhóm nặng vẫn còn
chứa một lượng đáng kể nguyên tố đất hiếm phân

nhóm nhẹ, muốn tách triệt để ta phải sử dụng các
dung môi chiết thích hợp


3.2 Sơ đồ công nghệ

LOGO


LOGO

Công nghệ phân chia và tinh chế Y2O3 bao gồm hai
quá trình:
Giai đoạn 1: tách phân chia hai nhóm đất hiếm
nhằm mục đích tách Y2O3 khỏi nguyên tố nhóm nhẹ
và làm giàu cùng nguyên tố đất hiếm nặng: áp
dụng hệ chiết Ln(CCl3COO)3 - 1.2M HCl-0.8 M
CCl3COOH – 50% DEHPA để phân chia 2 phân nhóm
nặng, nhẹ chứa phân đoạn giàu Y2O3
Giai đoạn 2: Tách Y2O3 khỏi phân đoạn đất hiếm
nặng bằng phương pháp chiết dung môi
tributylphotphat - (CH3CH2CH2CH2O)3PO4 50%
trong dầu hỏa từ pha nước chứa NH4SCN 0.5 M;
Al(NO3)3 0.8M và pH= 2.5


3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân
tách

LOGO

-Nồng độ đất hiếm : Khi nồng độ đất hiếm tăng, trong môi
trường của HNO3 hoặc HCl, giá trị hệ số phân bố và hệ số
tách giảm. Trong môi trường HCl, hệ số tách của các nguyên
tố đất hiếm đối với Y chịu ảnh hưởng nồng độ của các đất
hiếm khác nhau trong pha nước. Khi pH = 4,0 ~ 5,0; biến tính
đối với quá trình chiết NTĐH
-Ảnh hưởng của nồng độ dung môi chiết đối với quá trình
phân chia : Hệ số phân bố của các NTĐH trong quá trình chiết
đều tăng rõ rệt theo chiều tăng nồng độ dung môi chiết,
nhưng hệ số phân chia thì có thể giảm với các mức độ khác
nhau.
-Nồng độ axít tại cân bằng của pha nước ảnh hưởng rất lớn
đối với hệ số phân bố chiết Khi nồng độ của axit tự do trong
hệ chiết được duy trì không đổi,mỗi khi tăng pH lên một đơn
vị, hệ số phân bố D sẽ tăng 1000 lần.


Tài liệu tham khảo

LOGO

1.Đề tài thu hồi ytri oxit và europi oxit từ
đất hiếm Yên Phú bằng phương pháp chiết
2. Rare Earth Element- British Geological
Survey
3. Luận án tiến sĩ: thu hồi đất hiếm từ bã
thải tuyển quặng Đồng Sin Quyền ứng dụng
làm phân bón cho cây chè và một số loại rau
tại Đà Lạt ,L âm Đồng