Sau khi tiễn hành một số khảo sát nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian và tỷ lệ
NaOH:quặng đến hiệu suất chế hóa, bên cạnh việc khảo sát một số yếu t6 ảnh hưởng đến hiệu suất tách và chất lượng của xeri dioxit như chất oxi hóa Ce** thành Ce**, chất kết tủa CeTM*, rửa pha hữu cơ,...; chúng tôi đề nghị quy trình “Tach xeri dioxit từ quặng monazite
Thừa Thiên — Hu bằng phương pháp bazơ` như sau:
f Chế hóa bazơ
Cho natri hiđroxit vào cốc thép (tý lệ NaOH:H;O là 3:1), dun nóng trên bếp cách cát.
Sau khi natri hidroxit tan hoàn toàn, cho từ từ 5 g monazite (tỷ lệ NaOH:quặng monazite là 5:1) vào. Phản ứng giữa monazite và natri hiđroxit như sau:
2LnPO, + 6NaOH > Ln;O;:.3HO + 2Na;PO,
Hỗn hợp trên được đun ở 140°C, trong 5 giờ.
Sau đó hỗn hợp được hoà tan với nước ở 100°C trong | giờ. Lọc thu lẫy kết tia ở 80°C, rửa kết tủa bằng nước nóng.
Trang 52
SVTH: Trần Bá Trí GVHD: TS. Phan Thị Hoàng Oanh
Hình 3.16. Hệ phản ứng chế hóa bazơ quặng monazite Thu được chất rắn màu trắng xám nhạt.
Hình 3.17. Chất rắn sau khi chế hóa bazơ quặng monazite Hòa tan bằng axit clohidric
Làm khô kết tủa ở 100°C trong 1 giờ. Cho hỗn hợp rắn đó vào bình tam giác, cho 40 ml axit clohidric 37 % vào, đun nóng ở 79°C trong | giờ. Quá trình hòa tan được tiễn hành trong tủ hút để tránh gây độc hại.
Ln(OH); + 3HCI > LnCl; + 3HạO
Pha loãng dung dịch thu được bằng nước trong 1 giờ. Lọc, loại bỏ phan tạp chất
không tan.
Trang 53
SVTH: Trần Bá Trí GVHD: TS. Phan Thị Hoàng Oanh
Hình 3.18. Hệ phản ứng hòa tan chất rắn thu được sau khi chế hóa bằng axit
clohidric Thu được dung dich có mau vàng lục.
Hình 3.19. Dung dich thu được sau khi hòa tan bằng axit clohidric
Kết tủa chọn lọc
Kết tủa chọn lọc bằng dung dịch amoniac. Những hiđroxit của các khoáng khác kết
tủa ở pH = 5,8.
Cho dung dich BaCl, 0,1 M và dung dich Na;SO; 0,1 M (ty lệ 1:1,25) vào dung dich
trên khuấy trong 2 giờ nhằm loại Ra.
Trang 54
SVTH: Trần Bá Trí GVHD: TS. Phan Thị Hoàng Oanh Sau đó hidroxit của các nguyên tổ đất hiếm được kết tủa ở pH = 11. Kết tủa hiđroxit của các nguyên tô đất hiểm được làm khô trong | giờ ở 100°C.
A Hoa tan bằng axit nitric
Hiđroxit của các nguyên tô dat hiểm được cho vào 70 ml dung dich axit nitric (ty lệ
dung dich HNO; đặc:nước là 4:3). Thu được dung dịch màu đỏ da cam.
Cho 30 ml dung dich (NH4)2S30¢ vào, khuấy trong thời gian 30 phút,
Cho dung dich NaOH 20 % vào dung dịch thu được đến khoảng pH = 3,8 thu được kết tủa của xeri(IV) có dang tinh thé màu vàng. Sau khi lọc, phần kết tủa được làm khô trong | giờ ở 100°C. Phan nước lọc được kết tủa ở pH = II và kết tủa được làm khô trong
1- 2 giờ ở 100°C.
(A Pha chế dung dịch nước
Cho dung dịch axit nitric (tỷ lệ dung dịch HNO, đặc:nước là 4:3) vào cốc thủy tỉnh,
cho từ từ kết tủa xeri(IV) thu được ở trên vào, khuấy đến tan hoàn toàn. Dung địch có màu
cam do.
Chiết
Chiết bằng TBP theo tý lệ 1:1 và lắc trong 5 phút. Chiết lay pha hữu cơ có màu cam
đỏ.
Pha vô cơ được kết tủa băng dung địch NaOH 20 % ở pH = 11. Kết tủa thu được được say khô ở 100°C. Hòa tan kết tủa bằng dung dịch HNO; (tỷ lệ dung dịch HNO;
đặc:nước là 4:3), thu được dung địch màu cam đỏ. Chiết bằng pha hữu cơ thu được ở trên trong 5 phút. Tach pha vô cơ, thu được pha hữu cơ có mau đỏ cam. Lap lại hai lần bước
này.
Trang 55
SVTH: Trần Bá Trí GVHD: TS. Phan Thị Hoàng Oanh
Hình 3.21. Chiết Ce** bằng TBP f3 Cat phần nhẹ
Cho dung dịch HạO; 5 % vào pha hữu cơ (tỷ lệ 1:1), lắc trong 5 phút (cất 2 lần). Thu được pha hữu cơ và pha vô cơ đều không màu.
2Ce** + HạO; > 2Ce** + O; + 2H"
Hình 3.22. Chiết pha hữu cơ bằng dung dịch H;O;
# Kết tủa
Dun đuôi H;O;, kết tủa xeri oxalat bằng dung địch axit oxalic 10 %, Lọc thu lay kết tủa, rửa kết tủa bằng nước nóng cho đến pH = 7. Kết tủa được làm khô ở 100°C trong | giờ
và nung ở 1000°C trong | giờ. Sau khi nung, thu được xeri đioxit màu đỏ gạch nhạt.
Trang 56
SVTH: Trần Bá Trí GVHD: TS. Phan Thi Hoàng Oanh
Monazite (5g)
1) NaOH (5:1), 5h, 140°C
2) H:O (200 ml), Th, <100°C
Dd NaOH, Na:PO,
2) H:O (100 ml), Th, 80°C
Dd NH, pH = 5,8
Th(OH);
Dd BaCl, + Na;SO, (1:1,25)
Dd NaOH, pH = 11
Hình 3.23. Quy trình tách xeri dioxit từ quặng monazite
Trang 57
SVTH: Trần Bá Trí GVHD: TS. Phan Thị Hoàng Oanh
1) (NH.›;S:O/HNO:
2) Dd NaOH, pH = 3,8
Dd Ln* (-Ce**) Kết tủa Ce(IV)
Dd HNO;
2) Dd H:O:
1) 80°C (-HO:)
2) Dd H:C:O;
1) Say Ih, 100°C
2) Nung Ih, 1l000°C
Hình 3.24. Quy trình tách xeri dioxit từ quặng monazite - tiếp theo
Trang 58