Институт химии и химической технологии Сибирского отделения Российской академии наук – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН, Красноярск, Россия

Н. А. Григорьева, старший научный сотрудник, канд. хим. наук, эл. почта: natasha@icct.ru
И. Ю. Флейтлих, ведущий научный сотрудник, канд. хим. наук

Рассмотрены различные комплексообразователи (этиленгликоль, винная кислота, лимонная кислота, глицерин, трилон Б, сахар, фруктоза) для реэкстракции скандия в системах с ди(2-этилгексил) фосфорной кислотой (Д2ЭГФК). Показано, что только сахариды позволяют эффективно реэкстрагировать скандий. Установлено, что в щелочных растворах сахарида (сахара) присутствуют соединения скандия разного состава. При насыщении сорбита скандием образуются комплексы с соотношением скандий:сахарид, равным 1:1 и 1:2. Кроме того, в растворе присутствуют анионные комплексы скандия, доля которых не превышает 10 %. Изучено влияние разных факторов на реэкстракцию скандия из Д2ЭГФК щелочными растворами сахарида (концентрации щелочи, сахарида, продолжительности контакта фаз и др.). Показано, что практически во всех случаях степень реэкстракции близка к 100 %. Реэкстракцию осуществляют в двухфазном варианте без образования осадков, в отличие от известных способов, где ее выполняют в твердофазном варианте в виде гидроксида (Sc(OH)₃) или фторида (ScF₃) скандия. Показано, что скандий из реэкстрактов может быть выделен после подкисления растворов минеральными кислотами в виде гидроксида (Sc(OH)₃) или оксалата (Sc₂(C₂O₄)₃) скандия. Реэкстракция скандия щелочными растворами сорбита из-за простоты и доступности может быть использована в системах с Д2ЭГФК при извлечении скандия из разных технологических растворов.

Работа выполнена в рамках государственного задания Института химии и химической технологии СО РАН (проект FWES-2021-0014) с использованием оборудования Красноярского регионального центра коллективного пользования ФИЦ КНЦ СО РАН.

1. Волкова Н. М., Левченко Е. Н. Скандий — от прошлого к будущему // Труды Второй научно-практической конференции с международным участием «Минерально-сырьевая база металлов высоких технологий. Освоение, воспроизводство, использование». — М. : ФГБУ «ВИМС», 2021. С. 72–81.
2. Акимова И. Д., Чумакова Г. М., Молчанова Т. В., Головко В. В. Получение концентрата скандия методом жидкостной экстракции из стоков гидролизной серной кислоты производства диоксида титана // Цветные металлы. 2017. № 3. С. 63–68.
3. Абдурахмонов О. Э., Семенов С. А., Соколова Ю. В. Экстракционное извлечение скандия из сернокислых растворов выщелачивания красных шламов алюминиевого производства // Цветные металлы. 2022. № 4. С. 33–39.
4. Cao X., Zhang T., Zhang W., Lv G. Solvent Extraction of Sc(III) by D2EHPA/TBP from the Leaching Solution of Vanadium Slag // Metals. 2020. Vol. 10, Iss. 6. 790. DOI: 10.3390/met10060790
5. Степанов С. И., Хейн П., Бояринцев А. В., Гиганов В. Г. Экстракция скандия из сернокислых растворов смесями Д2ЭГФК и сульфата МТАА в толуоле // Химическая технология. 2016. № 10. С. 466–470.
6. Yagmurlu B., Dittrich C., Friedrich B. Selectivity improvement in extraction of scandium from bauxite residue by blending organics // ISEC 2017 – The 21st International Solvent Extraction Conference, November 5–9, 2017. Japan. 2017. P. 68.
7. Zou D., Li H., Chen J., Li D. Recovery of scandium from spent sulfuric acid solution in titanium dioxide production using synergistic solvent extraction with D2EHPA and primary amine N1923 // Hydrometallurgy. 2020. Vol. 197. 105463. DOI: 10.1016/j.hydromet.2020.105463

8. Zou D., Deng Y., Chen J., Li D. A review on solvent extraction of scandium // Journal of Rare Earths. 2022. Vol. 40, Iss. 10. P. 1499–1508. DOI: 10.1016/j.jre.2021.12.009
9. Hedwig S., Kraus M., Amrein M., Stiehm J. et al. Recovery of scandium from acidic waste solutions by means of polymer inclusion membranes // Hydrometallurgy. 2022. Vol. 213. 105916.DOI: 10.1016/j.hydromet.2022.105916
10. Salman A. D., Juzsakova T., Mohsen S., Abdullah T. A. et al. Scandium recovery methods from mining, metallurgical extractive industries, and industrial wastes // Materials. 2022. Vol. 15, Iss. 7. 2376. DOI: 10.3390/ma15072376
11. Фаворская Л. В., Преснецова В. А., Вайнбергер Г. Н. Технология минерального сырья // Комплексное использование минерального сырья. 1972. Вып. 2. С. 173–177.
12. Фаворская Л. В., Кошулько Л. П., Грановский Ю. В., Комиссарова Л. И. Исследование механизма и условий реэкстракции скандия из ди-2-этилгексилфосфорной кислоты // Журнал неорганической химии. 1974. Т. 19, Вып. 1. С. 168–173.
13. Стоянов Е. С., Михайлов В. А., Попов В. М. ИК-спектры и строение ди-2-этилгексилфосфатов щелочных и щелочно-земельных металлов // Координационная химия. 1984. Т. 10, № 12. С. 1619–1627.
14. ГОСТ 5833–75. Реактивы. Сахароза. Технические условия. — Введ. 01.01.1977.
15. Григорьева Н. А., Флейтлих И. Ю., Загребин С. А., Козлов К. М. Экстракционное выделение индия из сернокислых растворов цинкового производства // Цветные металлы. 2024. № 2. С. 40–45.
16. Комиссарова Л. Н. Неорганическая и аналитическая химия скандия. — М. : Эдиториал УРСС, 2001. — 512 с.
17. Pat. 55-065333 Japan. Removal method for iron from organic solvent / Takashi O., Hideo T. ; published 16.05.1980.
18. Grigorieva N. A., Fleitlikh I. Y., Logutenko O. A. Iron(III) extraction from sulfate solutions with D2EHPA in the presen ce of organic proton-donor additives // Chemical Papers. 2023. Vol. 77. P. 7113–7120. DOI: 10.1007/s11696-023-03002-z