استحصال سریم اکسید از مخلوط عناصر نادر خاکی حاصل از کنسانتره فسفات اسفوردی

Abstract

یکی از چالش‌های تولید عناصر نادرخاکی(REE)، دشواری جدایش آنها از یکدیگر است. از این‌رو در تحقیق پیش‌رو امکان جداسازی و تولید اکسیدسریم خالص از کنسانتره کربناتی مخلوط REE حاوی 75/22درصد سریم، 4/9درصد لانتانیم و6/8درصد نیودیمیم (مجموع REE 51/41 درصد) حاصل از فرآوری کنسانتره فسفات اسفوردی بررسی شد. دو روش برای جدایش سریم از سایر REE استفاده شد. در روش اول، با توجه به انحلال‌پذیری کم Ce4+، کلسیناسیون کنسانتره کربناتی و تبدیل کربنات‌سریم به اکسید‌سریم و انحلال انتخابی سایر REE بررسی شد. در روش دوم، قبل از ترسیب REE به فرم کربناتی، امکان اکسیداسیون سریم در محلول سولفاتی با پتاسیم‌پرمنگنات و جدایش انتخابی آن از سایر REE بررسی شد. نتایج کلسیناسیون کنسانتره کربناتی نشان داد که در صورت لیچینگ کلسین با اسید‌نیتریک 1 مولار در دمای 80 درجه سانتی‌گراد به مدت 2 ساعت، تنها 35 و 45درصد از لانتانیم و نئودیمیم حل شد. با لیچینگ کلسین توسط اسید‌نیتریک 4 مولار در دمای 80درجه و زمان 2 ساعت، اگرچه بیش از 90 درصد عناصر لانتانیم و نئودیمیم حل شد اما 35 درصد از سریم نیز به صورت محلول درآمد(لیچینگ انتخابی نبود). در روش دوم با استفاده از پتاسیم‌پرمنگنات با نسبت استوکیومتری 5/1 برابر سریم، 5/3 pH= و مدت زمان 1 ساعت، 98درصد سریم محلول به‌صورتCe(OH)4 ، به‌همراه کمتر از 1 درصد از سایر REE رسوب‌کرد. هیدروکسید حاصل برای تولید CeO2 در دمای 850درجه سانتی‌گراد به‌مدت 1 ساعت کلسینه شد و در نهایت CeO2 با خلوص 99درصد به‌دست‌آمد.

Keywords

• فسفات اسفوردی
• کنسانتره کربناتی مخلوط عناصر نادر خاکی
• اکسید سریم
• پرمنگنات پتاسیم