АО «Гиредмет», Москва, Россия:

А. А. Гасанов, руководитель отделения особо чистых веществ, редких и редкоземельных металлов
В. В. Апанасенко, заведующий лабораторией технологии разделения редкоземельных металлов и соединений, эл. почта: VVApanasenko@giredmet.ru
О. В. Юрасова, заведующая лабораторией технологии получения веществ особой чистоты

ООО «Лаборатория инновационных технологий», Московская обл., Юбилейный, Россия.

А. А. Семенов, ведущий инженер

В работе принимал участие С. А. Василенко (АО «Гиредмет»).

Показано, что расчет полного противоточного экстракционного каскада, предназначенного для процессов гидрометаллургического разделения и очистки металлов, может быть успешно выполнен в среде Excel из пакета Microsoft Office (или аналогичных программ других разработчиков), что позволяет сделать расчет менее трудоемким, легко просчитывать большое число вариантов экстракционного процесса и таким образом выбирать оптимальный вариант для его реализации. Расчет экстракционной установки продемонстрирован на конкретном примере разделения неодима и самария трибутилфосфатом в полном противоточном процессе с возвратом части лучше экстрагирующегося компонента (самария). Расчет выполнен с учетом предположения, что коэффициенты распределения неодима и самария постоянны на всех ступенях экстракционной части каскада, а коэффициент разделения пары Sm/Nd остается неизменным в экстракционной и промывной частях каскада. Процесс включает обменную промывку — вытеснение хуже экстрагирующегося неодима из органической фазы при ее контакте с водным раствором, содержащим самарий. При построении расчетной схемы в Excel для большей устойчивости работы программы следует по возможности избегать использования итеративных вычислений либо минимизировать их количество. В последнем случае для поиска решения удобно использовать надстройку Excel «что если». Среда Excel может быть использована для определения необходимого числа разделительных ступеней и выполнения балансовых расчетов экстракционного процесса и для других типов противоточного экстракционного каскада, а именно: с постоянными коэффициентами распределения компонентов в экстракционной и промывной частях, с линейными изотермами экстракции и регулированием коэффициентов распределения в промывной части каскада.
Работа выполнена в рамках Соглашения 14.579.21.0049 с Минобрнауки России, уникальный идентификатор проекта RFMEFI57914X0049.

1. Regel-Rosocka M., Alguacil F. J. Recent trends in metals extraction // Revista de Metalurgia. 2013. Vol. 49, No. 4. P. 292–316.
2. Wilson A. M., Bailey P. J., Tasker P. A., Turkington J. R., Grant R. A., Love J. B. Solvent extraction: the coordination chemistry behind extractive metallurgy // Chemical society reviews. 2014. Vol. 43, No. 1. P. 123–134.
3. Касиков А. Г. Использование жидкостной экстракции в новых гидрометаллургических процессах переработки медно-никелевого сырья Кольской горно-металлургической компании // Цветные металлы. 2012. № 7. С. 29–35.
4. Букин В. И., Зимина Г. В., Николаева И. И., Таук М. В. Разделение редкоземельных металлов жидкостной экстракцией // Цветные металлы. 2015. № 2. С. 64–70.
5. Gupta C. K., Krishnamurthy N. Extractive metallurgy of rare earths. — Boca Raton ; London ; New York ; Washington : CRC Press, 2005. — 522 p.
6. Feng Xie, Ting An Zhang, Dreisinger D., Doyle F. A critical review on solvent extraction of rare earths from aqueous solutions // Mineral Engineering. 2014. Vol. 56. P. 10–28.
7. Михайличенко А. И., Михлин Е. Б., Патрикеев Ю. Б. Редкоземельные металлы. — М. : Металлургия, 1987. — 232 с.
8. Зимина Г. В., Николаева И. И., Таук М. В., Цыганкова М. В. Экстракционные схемы разделения редкоземельных металлов // Цветные металлы. 2015. № 4. С. 23–27. DOI: 10.17580/tsm.2015.04.04
9. Вольдман Г. М. Основы экстракционных и ионообменных процессов гидрометаллургии. — М. : Металлургия, 1982. — 376 с.
10. Корпусов Г. В. Редкоземельные элементы // Химия долгоживущих осколочных элементов / под ред. А. В. Николаева. — М. : Атомиздат, 1970. С. 111–179.
11. Апанасенко В. В., Вольдман Г. М. Расчет материальных балансов технологических процессов с использованием электронных таблиц Excel // Цветные металлы. 2010. № 9. С. 59–66.
12. Савельев Н. И. Балансовые расчеты химико-технологических процессов. — Чебоксары : Изд-во Чуваш. ун-та, 2014. — 136 с.