Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, Москва, Россия:

Е. С. Кондратьева, науч. сотр.
В. А. Колесников, проф., ректор
А. Ф. Губин, науч. сотр., эл. почта: gubin53@mail.ru
С. С. Поздеев, аспирант каф. технологии электрохимических производств

Рассмотрен процесс электрохимического окисления ионов Ce (III) до Ce (IV) в азотнокислых растворах с целью последующего отделения от сопутствующих редкоземельных металлов. Представлена схема установки и методика проведения процесса в мембранном электролизере с анодом из платинированного ниобия. Определены оптимальные технологические параметры, показано, что электрохимическое окисление можно проводить при анодной плотности тока 2 А/дм², температуре электролита 20 ^оС, концентрации свободной HNO₃ 10–15 г/л и кратности обмена электролита в камерах электролизера 250 ч^–1. Установлено, что в азотнокислых растворах, полученных после растворения промышленного сырья, состоящего из карбонатов редкоземельных металлов, окисление ионов Ce (III) протекает количественно с выходом по току 65 %. Оценен расход электроэнергии, необходимой для окисления 1 кг церия.

Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ в рамках соглашения о предоставлении субсидии № 14.574.21.0110 от 20 октября 2014 г., уникальный идентификатор соглашения RFMEFI57414X0110.

1. Постолатьева А., Твердов А., Жура А. Редкоземельные месторождения — особенности, сложности и перспективы // Золото и технологии. 2013. № 1 (19). С. 32–36.
2. Abreu R. D., Morais C. A. Purification of rare earth elements from monazite sulphuric acid leach liquor and the production of highpurity ceric oxide // Minerals Engineering. 2010. Vol. 23, Iss. 6. P. 536–540.
3. Morais C. A., Benedetto J. S., Ciminelli V. S. T. Recovery of Cerium by Oxidation/Hydrolysis with KMnO₄–Na₂CO₃ // Hydrometallurgy 2003: proc. of the 5^th International symposium honoring professor Ian M. Ritchie. — Vancouver, TMS, 2003. P. 1773–1782.
4. Михайличенко А. И., Михлин Е. Б., Патрикеев Ю. Б. Редкоземельные металлы. — М. : Металлургия, 1987. — 231 с.
5. Um N., Hirato T. Precipitation of Cerium Sulfate Converted from Cerium Oxide in Sulfuric Acid Solutions and the Conversion Kinetics // Materials Transactions. 2012. Vol. 53, No. 11. P. 1986–1991.
6. Седнева Т. А., Тихомирова И. А. Окисление церия в мембранном электролизере / Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева. — Апатиты, 2002. — 11 с. — Деп. в ВИНИТИ 12.08.2002, № 1475-В2002.
7. Randle T. H., Kuhn A. T. The Lead Dioxide Anode. II. The Kinetics and Participation of the Lead Dioxide Electrode in Electrochemical Oxidation Reactions in Sulfuric Acid // Australian Journal of Chemistry. 1989. Vol. 42, No. 9. Р. 1527–1545.
8. Vasudevan S., Sozhan G., Mohan S., Pushpavanam S. An electrochemical process for the separation of cerium from rare earths // Hydrometallurgy. 2006. Vol. 76. Р. 115–121.
9. Randle T. H., Kuhn A. T. The Lead Dioxide Anode. I. A Kinetic Study of the Electrolytic Oxidation of Cerium (III) and Manganese (II) in Sulfuric Acid at the Lead Dioxide Electrode // Australian Journal of Chemistry. 1989. Vol. 42, No. 2. Р. 229–242.
10. Palanisami N., Chung S. J., Moon I. S. Cerium (IV)-mediated electrochemical oxidation process for removal of polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 2015. Vol. 28. P. 28–31.
11. Ludek J., Yuezhou W., Kumagai M. Electro-Oxidation of Concentrated Ce (III) at Carbon Felt Anode in Nitric Acid Media // Journal of Rare Earths. 2006. Vol. 24, No. 3. P. 257–263.
12. Xiong F., Zhou D., Xie Z., Chen Y. A study of the Ce³⁺/Ce⁴⁺ redox couple in sulfamic acid for redox battery application // Applied Energy. 2012. Vol. 99. P. 291–296.
13. Поздеев С. С., Кондратьева Е. С., Губин А. Ф., Колесников В. А. Электроокисление ионов церия (III) в электролизере мембранного типа // Успехи в химии и химической технологии. 2014. Т. XXVIII, № 5. С. 98–100.
14. Поздеев С. С., Кондратьева Е. С., Губин А. Ф. Электрохимическое получение ионов церия (IV) для применения в процессе очистки сточных вод от органических примесей // Гальванотехника и обработка поверхности. 2014. № 4. С. 37–39.