Выделение и разделение РЗЭ

форум для обсуждения технологических вопросов, появляющихся в химической и смежных отраслях
chemtech and the results of science in real production
Аватара пользователя
chemist
Сообщения: 10369
Зарегистрирован: Пн июл 26, 2004 2:14 am

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение chemist » Чт май 24, 2012 10:23 pm

himdim2012 писал(а):А как разделить лантаноиды поэлементно? Альгиновой кислотой сомневаюсь?
Общее представление получите здесь: http://bse.sci-lib.com/article068666.html, раздел Получение. Если захотите углубиться, найдите диссертации по теме и посмотрите в них ссылки, например: http://www.dissercat.com/content/izvlec ... noi-perera. Ну, а если в Гугле набрать "лантаноиды разделение" (без кавычек), выскакивает 14900 ссылок, читать - не перечитать.
Альгиновая кислота была приведена в качестве примера селективного сорбента.
А вообще-то чем гомогеннее сырьё, тем меньше затрат на выделение, т.к. не надо мучиться разделять трудноразделимое.
I D E A = A u

Аватара пользователя
chemist
Сообщения: 10369
Зарегистрирован: Пн июл 26, 2004 2:14 am

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение chemist » Сб май 26, 2012 1:10 pm

Вот, кстати, принципиально новое решение по разделению редких металлов, основанное на т.н. "ионных отпечатках" в полимере:
http://sdelanounas.ru/blogs/12515/

Код: Выделить всё

"Технология извлечения редких металлов и их соединений носит многостадийный характер. Обязательной стадией технологии их получения является концентрирование рассеянных элементов в ходе гидрометаллургической переработки сырья, отделение редких металлов от сопутствующих им примесей. Широко используемые для этого  традиционные методы их извлечения недостаточно эффективны, что приводит к многостадийности, ресурсо- и энергоемкости производств.
Инновационный характер предлагаемого способа получения селективного к различным редким металлам ионообменного материала заключается в использовании авторской технологии «ионных отпечатков» на стадии формирования структуры ионообменного полимера при синтезе. В отличие от существующих и разрабатываемых конкурентных технологий, где селективность ограничена возможностями подбора химического строения функциональных групп матрицы, технология «ионных отпечатков» обеспечивает высокую селективность и сорбционную ёмкость за счет формирования в материале уникальных по электронной и пространственной структуре центров, наиболее полно перекрывающих электронные орбитали катиона или аниона целевого металла, по форме которого они были созданы.
С использованием этой технологии в рамках Проекта создается ионообменный полимер AXION, который благодаря адаптивной селективности (настраиваемой избирательности) к требуемому целевому металлу для определенной рабочей среды, позволяет извлекать ценный металл из сложных по составу растворов с высокими показателями избирательности (90-95%), сорбционной ёмкости (4,5-8 мг-экв/г) и степени извлечения."
I D E A = A u

StYV
Сообщения: 3080
Зарегистрирован: Пн окт 24, 2005 11:43 pm

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение StYV » Пн май 28, 2012 10:18 am

Подобный подход в хроматографии страшно давно известен - например, синтез силикагеля селективного к ароматике. Сейчас для анализа, например, лекарственных средств и т.д.
С уважением StYV.

Аватара пользователя
chemist
Сообщения: 10369
Зарегистрирован: Пн июл 26, 2004 2:14 am

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение chemist » Пн май 28, 2012 10:42 am

StYV писал(а):Подобный подход в хроматографии страшно давно известен - например, синтез силикагеля селективного к ароматике. Сейчас для анализа, например, лекарственных средств и т.д.
С уважением StYV.
Конечно. И кто-то должен был творчески перенести его на выделение РЗЭ, что и было сделано. Для практических целей абсолютная научная новизна второстепенна, достаточно относительной, это подтверждено патентами разработчиков.
I D E A = A u

Iskander
Сообщения: 3151
Зарегистрирован: Чт июн 30, 2005 6:45 pm

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение Iskander » Пн май 28, 2012 11:27 am

himdim2012 писал(а):А как разделить лантаноиды поэлементно? Альгиновой кислотой сомневаюсь?
Правильно сомневаетесь.
Полимеры альгиновой кислоты обычно механически непрочные. Технологию на них не построишь
chemist писал(а):Ну и не так давно отрытые крауны, криптанды и т.п., о которых я упоминал выше
Дорого
himdim2012 писал(а):Вы описали пример когда продуктом обратного осмоса является очищенная вода (до определенных пределов), я имел ввиду продуктом будет концентрат солей, а после концентрирования будет удаляться часть мешающих ионов, и после двух-трех операций концентрирования, можно добиться вполне определенных результатов с РЗЭ.
Вообще-то, мы пытаемся применить обратный осмос для концентрирования раствора аминокислот. Так вот, концентрирование удаётся более-менее прилично сделать только раза в 4. Дальше идёт такой проскок растворённых веществ, что фильтрат приходится гонять на осмосе вторично.
chemist писал(а):И кто-то должен был творчески перенести его на выделение РЗЭ, что и было сделано. Для практических целей абсолютная научная новизна второстепенна, достаточно относительной, это подтверждено патентами разработчиков.
Как там по Станиславскому: "Не верю!" О-о-очень сильно сомневаюсь, что они гоняли свои материалы на реальных смесях, где одни только примеси могут покоцать энтот полимер.

Аватара пользователя
chemist
Сообщения: 10369
Зарегистрирован: Пн июл 26, 2004 2:14 am

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение chemist » Пн май 28, 2012 11:47 am

Iskander писал(а):
chemist писал(а):Ну и не так давно отрытые крауны, криптанды и т.п., о которых я упоминал выше
Дорого
Пока дорого. Думаю, скоро подешевеют, работаем :wink:
Iskander писал(а):
chemist писал(а):И кто-то должен был творчески перенести его на выделение РЗЭ, что и было сделано. Для практических целей абсолютная научная новизна второстепенна, достаточно относительной, это подтверждено патентами разработчиков.
Как там по Станиславскому: "Не верю!" О-о-очень сильно сомневаюсь, что они гоняли свои материалы на реальных смесях, где одни только примеси могут покоцать энтот полимер.
Вроде их гибридные полимеры более прочные, это и есть "фишка" лидера: http://www.vstu.ru/research/avtoreferat ... rutsky.pdf
I D E A = A u

Iskander
Сообщения: 3151
Зарегистрирован: Чт июн 30, 2005 6:45 pm

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение Iskander » Пн май 28, 2012 1:31 pm

chemist писал(а):Вроде их гибридные полимеры более прочные, это и есть "фишка" лидера: http://www.vstu.ru/research/avtoreferat ... rutsky.pdf
Прочитал.
Оказывается, сшитые гидрофильные полипептиды сорбируют медь и никель. :?
Мдя-я-я.... А "мужики то не знали"

Аватара пользователя
chemist
Сообщения: 10369
Зарегистрирован: Пн июл 26, 2004 2:14 am

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение chemist » Пн май 28, 2012 1:49 pm

Iskander писал(а):Прочитал.
Оказывается, сшитые гидрофильные полипептиды сорбируют медь и никель. :?
Мдя-я-я.... А "мужики то не знали"
Это всего лишь диссертация, документ, подтвеждающий "способность соикателя ставить и решать научно-технические задачи" :lol: . Вот задача и решена - эти полимеры прочнее белков и способны "настраиваться" на тот или ионй катион, не важно какой из них взят как модельный - медь, никель или РЗЭ. Ну, а доведение идеи до коммерциализации было потом, т.е. всё как в нормальном мире :up:
Не удивительно, что сколковцы в них вцепились - чуют где гешефтом пахнет :beer: :D
I D E A = A u

Iskander
Сообщения: 3151
Зарегистрирован: Чт июн 30, 2005 6:45 pm

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение Iskander » Пн май 28, 2012 7:40 pm

chemist писал(а):Вот задача и решена - эти полимеры прочнее белков и способны "настраиваться" на тот или ионй катион, не важно какой из них взят как модельный - медь, никель или РЗЭ.
chemist, пептидная связь изначально прекрасно комплексует с медью, на этом основан ряд методов количественного анализа белка. С никелем связывание тоже само по себе приличное. Модификация белка обычно на это влияет слабо. Кроме того, этот полимер в водной среде всё-таки сгниёт.
Про РЗЭ я там вообще ничего не нашёл, хотя, возможно, невнимательно читал.

Грустно, если такое получает финансирование в Сколково.

AAN
Сообщения: 271
Зарегистрирован: Ср мар 17, 2010 6:05 pm

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение AAN » Пн май 28, 2012 9:04 pm

Посмотрите в сторону технологий обогащения урана. Там ведь не элементы, а изотопы делят!

Аватара пользователя
chemist
Сообщения: 10369
Зарегистрирован: Пн июл 26, 2004 2:14 am

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение chemist » Пн май 28, 2012 9:07 pm

Iskander писал(а):chemist, пептидная связь изначально прекрасно комплексует с медью, на этом основан ряд методов количественного анализа белка. С никелем связывание тоже само по себе приличное. Модификация белка обычно на это влияет слабо.
Это не модификация белка, а его упрочнение путём гибридизации с соединениями бора и фосфора.
Iskander писал(а):Кроме того, этот полимер в водной среде всё-таки сгниёт.
Этот гибридный полимер даже не горит (!), не то, чтобы гнить, микробы зубы сломают :shock:
Iskander писал(а):Про РЗЭ я там вообще ничего не нашёл, хотя, возможно, невнимательно читал.
Про РЗЭ там и нет, автор разумно запатентовал метод после того как защитился :D
Iskander писал(а):Грустно, если такое получает финансирование в Сколково.
За них не волнуйтесь, они знают кого и зачем ангажируют :lol:
I D E A = A u

Аватара пользователя
antabu
Сообщения: 6013
Зарегистрирован: Пн май 25, 2009 7:00 pm

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение antabu » Вт май 29, 2012 6:04 am

AAN писал(а):Посмотрите в сторону технологий обогащения урана. Там ведь не элементы, а изотопы делят!
Там физическое разделение фторида.
А по редким тоже есть Фторидная технология переработки концентратов редких металлов(04)Карелин В.А.,Карелин А.И., в Сети можно найти.
"Я не видел людей страшней, чем толпа цвета хаки"

Iskander
Сообщения: 3151
Зарегистрирован: Чт июн 30, 2005 6:45 pm

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение Iskander » Вт май 29, 2012 8:36 am

chemist писал(а):Это не модификация белка, а его упрочнение путём гибридизации с соединениями бора и фосфора.
Да без разницы. Хоть формалином зашивай.
chemist писал(а):Этот гибридный полимер даже не горит (!), не то, чтобы гнить, микробы зубы сломают
Негорючесть обеспечить несложно. Да и микробы может не съедят. А вот грибам всё это пофигу. У меня этажом выше стояло как то литров 50-70 слабого растворчика белка. Через неделю этой жижей можно было разгонять демонстрации. В Л-1 и противогазе. 0,15% фенола внесённых ранее ситуацию не спасли.

Короче, ИМХО, сшитые белки не пригодны для выделения РЗЭ.

Аватара пользователя
chemist
Сообщения: 10369
Зарегистрирован: Пн июл 26, 2004 2:14 am

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение chemist » Вт май 29, 2012 10:12 am

Iskander писал(а):Негорючесть обеспечить несложно. Да и микробы может не съедят. А вот грибам всё это пофигу. У меня этажом выше стояло как то литров 50-70 слабого растворчика белка. Через неделю этой жижей можно было разгонять демонстрации. В Л-1 и противогазе. 0,15% фенола внесённых ранее ситуацию не спасли.
Короче, ИМХО, сшитые белки не пригодны для выделения РЗЭ.
Видимо, важно чем сшитые. Сушеное мясо/рыбу не трогают даже зловредные грибки, бо насмерть зашито и без воды ничего они сделать не могут (как жить-то?). Так что Ваш пример с раствором белка - не тот случай. Возможно, антисептики и нужны будут в их технологии, но это мелочь по сравнению с высокой селективностью и низкой стоимостью таких сорбентов.
I D E A = A u

Аватара пользователя
chemist
Сообщения: 10369
Зарегистрирован: Пн июл 26, 2004 2:14 am

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение chemist » Вт май 29, 2012 10:19 am

antabu писал(а):
AAN писал(а):Посмотрите в сторону технологий обогащения урана. Там ведь не элементы, а изотопы делят!
Там физическое разделение фторида.
А по редким тоже есть Фторидная технология переработки концентратов редких металлов(04)Карелин В.А.,Карелин А.И.
Этот очень дорогой и опасный метод (элементарный фтор, жидкая HF), возможно, и есть смысл применять для особо сложных случаев, когда сорбционный метод по какой-то причине не срабатывает. Но всё разделять фтоидным методом вряд ли целесообрано.
I D E A = A u

himdim2012
Сообщения: 979
Зарегистрирован: Сб фев 04, 2012 4:20 pm

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение himdim2012 » Ср май 30, 2012 9:37 pm

Кратко по предыдущим постам.

краун-эфиры, полимеры и т.п. во- первых дороги, во -вторых к ним куча (претензий) вопросов у производственников рабочий рН, Т, P, стойкость к нагрузкам механическим и гидродинамическим, и самое главное как восстанавливать их рабочую емкость?

AXION многообещающий материал, но до производства он дойдет лет через 5 в лучшем случае, и предыдущее вопросы к нему тоже уместны.

"Фторидный метод" по сути аналог оксалатовому, но более агресивный и токсичный. Может и подойдет для выделения концентрата РЗЭ, но никак для разделения.

На модельных растворах все хорошо работает, на реальных уже с проблемами, а на реальном производстве через раз. Например в модельных растворах РЗЭ можно разделить пользуясь разностью рН начала гидролитического осаждения, но попробуйте на реальном объекте это сделать.
- Вас Кузьмой зовут?
- Кузенькой, можно Кузькой, маленький я ещё, семь веков всего, восьмой пошел.

Из м/ф "Домовенок Кузя"

Аватара пользователя
chemist
Сообщения: 10369
Зарегистрирован: Пн июл 26, 2004 2:14 am

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение chemist » Ср май 30, 2012 10:43 pm

himdim2012 писал(а):На модельных растворах все хорошо работает, на реальных уже с проблемами, а на реальном производстве через раз. Например в модельных растворах РЗЭ можно разделить пользуясь разностью рН начала гидролитического осаждения, но попробуйте на реальном объекте это сделать.
Учёных подключать не пробовали? :shock: . По этим делам очень много патентов, никто за просто так возится с ними для Вас не будет и на форуме готовое решение на блюдечке с голубой каёмочкой не выложит :very_shuffle: . Их надо квалифицированно изучить и сгенерировать рабочие идеи (гипотезы), потом как обычно, жёстко пройти 3-5 летний путь: НИР <---> ОТР (ОКР) <---> Внедрение; а также: патентование, роялти авторам патентов, у них - дорогие машины, дома, яхты, самолёты и т.д. :D
На форуме есть специальный раздел "требуется новое решение", разместите там запрос, авось кто-нибудь захочет подрядиться: viewforum.php?f=58
I D E A = A u

himdim2012
Сообщения: 979
Зарегистрирован: Сб фев 04, 2012 4:20 pm

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение himdim2012 » Чт май 31, 2012 12:12 pm

himdim2012 писал(а): Я не прошу все технологию под ключ, просто мне интересно мнение людей кто сталкивался с этим на практике, какие есть подводные камни. Общие позиции/рекомендации.

Заранее всем благодарен!
Про это я написал в самом начале топика. Каждый автор патента будет пропихивать свою методику. Моя цель была и в принципе остается узнать про новое в технологии РЗЭ, но не теоритические изыскания, а вполне реально работающие методы, пока этого нет. Еще раз, мне не надо проектировать завод, просто хотел обсудить различные подходы к решению этой не простой задачи и выслушать мнение людей.

chemist, Вам лично спасибо за предоставленную информацию и потраченное время, я действительно кое-что почерпнул для себя новое.
И если вы сторонник этих методов, котороые описываете, ответите пожалуйста на вопросы из предыдущего топа, а там глядишь...
- Вас Кузьмой зовут?
- Кузенькой, можно Кузькой, маленький я ещё, семь веков всего, восьмой пошел.

Из м/ф "Домовенок Кузя"

Аватара пользователя
chemist
Сообщения: 10369
Зарегистрирован: Пн июл 26, 2004 2:14 am

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение chemist » Чт май 31, 2012 1:44 pm

himdim2012 писал(а): краун-эфиры, полимеры и т.п. во- первых дороги, во -вторых к ним куча (претензий) вопросов у производственников рабочий рН, Т, P, стойкость к нагрузкам механическим и гидродинамическим, и самое главное как восстанавливать их рабочую емкость?
...
И если вы сторонник этих методов, котороые описываете, ответите пожалуйста на вопросы из предыдущего топа, а там глядишь...
Краун-эфиры:

Код: Выделить всё

http://ru.wikipedia.org/wiki/Краун-эфиры
Краун-эфиры используются для концентрирования, разделения, очистки и регенерации металлов, в том числе редкоземельных
Криптанды:

Код: Выделить всё

http://ru.wikipedia.org/wiki/Криптанды
ещё более специфичны к катионам, поскольку охватывают их в трёх (а не в двух как Крауны), плоскостях.
Да, пока эти вещества дороги, но это дело временное, поверьте (обоснование напишу в личке). Уран тоже был когда-то страшно дорог, но люди не отказались строить на нём АЭСы и выиграли целую эпоху послевоенной индустриализации.
Рабочий рН, Т, Р и пр. параметры крауны и криптанды держат очень хорошо, поскольку это простые эфиры/третичные амины с одинарными прочными связями, просто так они ни в какие побочные реакции не вступают. Сорбенты, имеющие их в качестве активных групп, также специфичны, как и мономеры, их устойчивость даже выше, чем у ионитов, т.к. при собрбции-десорбции не происходит такой сильной деформации полимерного остова. К тому же, их можно "пришить" не к традиционной полистирольной матрице, а к полиамдной, более крепкой механически, осмотически, к изменениям рН, Т и пр. Наиболее приемлемой технической формой таких сорбентов могли бы быть, например, ткани, каждый тип которой, настроен на улавливание своего металла, к тому же "бесконечное" полотно (в виде ленты Мёбиуса) легче поддаётся включению в непрерывный процесс и автоматизации, не нужно трудное разделение, как при смешанном слое ионитов (магнитные иониты ограничены, т.к. разделить можно только два ионита).
И, наконец, по сравнения с методом "ионных отпечатков", эти сорбенты устойчивее к внешней среде как в плане механической стабильности, так и в плане сохранения специфичности (у белко-борных, -фосфорных и т.п. гибридов из-за внутренней гетерогенности (напряжённости) гораздо быстрее наступает усталость, разрушение и потеря селективности, т.е. ожидаются их высокие нормы расхода и много отходов).
Конечно, для воплощения в жизнь этих хемосорбентов необходимо пройти нелёгкий путь, но цель здесь оправдывает средства. Правда, мелким фирмам с низким инвестиционным потенциалом лучше за это дело не браться, можно только надолго скомпрометировать идею...
I D E A = A u

himdim2012
Сообщения: 979
Зарегистрирован: Сб фев 04, 2012 4:20 pm

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение himdim2012 » Пт июн 01, 2012 10:40 am

Спасибо за ответ. Но остается вопрос как в краун-эфирах и криптандах восстанавливать обменную емкость? Какие растворы можно использовать?
- Вас Кузьмой зовут?
- Кузенькой, можно Кузькой, маленький я ещё, семь веков всего, восьмой пошел.

Из м/ф "Домовенок Кузя"

Ответить

Вернуться в «химическая технология / chemical technology&production»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 40 гостей