Неравновесные процессы разделения в системе празеодим-неодим

 

Афонин М.А., Швальбе А.И., Фомичев А.А.

 

Санкт-Петербургский Государственный Технологический Институт

(Технический Университет)

 

Разработана новая система экстракционного разделения на основе двух реакторов соединенных жидкой мембраной. Для инициирования и проведения колебательного экстракционного процесса использовали колебательную реакцию Белоусова-Жаботинского. Жидкая мембрана (диэлектрическое соединение между двумя реакторами) состояла из 0.5 M три-н-бутилфосфата в тетрадекане. В начале каждого эксперимента в обоих экстракторах содержались эквимолярные концентрации Pr и Nd в 6 M NaNO3 в присутствии бромата калия и малоновой кислоты, причем концентрация азотной кислоты в водных фазах экстракторов была различной. В экстракторах проводилось смешивание водной и органической фазы с образованием эмульсии, однако гидродинамическим режим регулировали таким образом, чтобы в верхней части обоих экстракторов образовывался тонкий слой чистой органической фазы, который отбирали для организации перемещения жидкой мембраны между экстракторами. Концентрации празеодима и неодима в жидкой мембране измеряли непрерывно с помощью спектрофотометра ПМР-11. Концентрацию металлов в водной фазе измеряли периодически из отдельно отобранных проб. Отношение концентраций Nd/Pr в обоих  реакторах и жидкой мембране без осциллирующей реакции был равен 1. При определенной частоте и амплитуде временной зависимости окислительно-восстановительного потенциала в водной фазе одного из экстракторов отношение концентраций Nd/Pr  в жидкой мембране превысило 10. В этих условиях водная фаза в одном из экстракторов обогащалась неодимом, а  в другом экстракторе обогащалась празеодимом.

Полученные экспериментальные результаты демонстрируют возможность использования осциллирующей  экстракции в периодическом режиме для разделения близких по химическим свойствам элементов.