Институт химии и химической технологии Сибирского отделения Российской академии наук — обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН, Красноярск, Россия:

И. Ю. Флейтлих, ведущий научный сотрудник, канд. хим. наук
Н. А. Григорьева, старший научный сотрудник, канд. хим. наук, эл. почта: natasha@icct.ru

Изучена экстракция индия(III) поли(2-этилгексил)фосфонитрильной кислотой (П2ЭГФНК, HX), ди(2-этилгексил)фосфорной кислотой (Д2ЭГФК), а также их смесями с триалкилбензиламмоний хлоридом (ТАБАХ) в керосине из сернокислых и сульфатно-цинковых растворов. Показано, что в широкой области кислотности (0,5–2,5 М H₂SO₄) экстракционная способность П2ЭГФНК намного выше, чем у Д2ЭГФК. Значительное повышение экстракционной способности объясняется отсутствием циклической димеризации, характерной для Д2ЭГФК. С возрастанием кислотности водного раствора извлечение индия падает. Сделано предположение, что индий извлекается в органическую фазу по катионообменному механизму с образованием компл ексов InX₃(HX)_3n–3 и InX₃(HX)_2n–3 , где НХ — мономерная группа экстрагента, а n = 2…4. Введение в органическую фазу, содержащую П2ЭГФНК и Д2ЭГФК, ТАБАХ приводит к сильному снижению экстракционной способности реагентов. Изотермa, соответствующая концентрации 0,3 моль/дм³ П2ЭГФНК в керосине, имеет крутой изгиб и показывает, что при содержании индия 0,5 г/дм³ в исходном растворе его можно извлечь практически полностью (>99 %) за две ступени. Поскольку реэкстракция In минеральными кислотами из П2ЭГФНК невозможна, его реэкстракцию проводили щелочными растворами комплексообразователя (многоатомный спирт — сорбит). Показано, что степень реэкстракции растворами сорбита (2,0 M NaOH + 2,0 M сорбит) составляет ~100 % уже за 3 мин контакта фаз. Показано также, что при использовании П2ЭГФНК в керосине имеет место не только практически полная реэкстракция индия растворами сорбита, но и его заметное концентрирование в реэкстрактах за одну ступень (~35 г/дм³). При этом расслаивание фаз было быстрым и качественным. Очевидно, что экстракция П2ЭГФНК представляет интерес для извлечения индия из различных технологических растворов.

Работа выполнена в рамках государственного задания Института химии и химической технологии СО РАН (проект 0287-2021-0014) с использованием оборудования Красноярского регионального центра коллективного пользования ФИЦ КНЦ СО РАН.

1. Фёдоров П. И., Акчурин Р. Х. Индий. — М. : Наука ; МАИК «Наука/Интерпериодика», 2000. — 276 с.
2. Virolainen S., Ibana D., Paatero E. Recovery of indium from indium tin oxide by solvent extraction // Hydrometallurgy. 2011. Vol. 107, Iss. 1-2. P. 56–61.
3. Yen F., Chang T. C., Laohaprapanon S., Chen L. Recovery of indium from lcd waste by solvent extraction and the supported liquid membrane with strip dispersion using D2EHPA as the еxtractant // Solvent Extraction Research and Solvent Extraction Research and Development Japan. 2016. Vol. 23, Iss.1. P. 63–73.
4. Li X., Deng Z., Wei C., Li M., Fan C., Rong H. Direct solvent extraction of indium from a zinc residue reductive leach solution by D2EHPA // Hydrometallurgy. 2015. Vol. 156. P. 1–5.
5. Le T., Xiao B., Ju S., Peng J., Jiang F. Separation of indium from impurities in T-type microreactor with D2EHPA // Hydrometallurgy. 2019. Vol. 183. P. 79–86.
6. Тимофеев К. Л., Мальцев Г. И., Усольцев А. В., Набойченко С. С. Сорбционная технология извлечения индия из растворов цинкового производства // Известия вузов. Цветная металлургия. 2017. № 2. С. 43–50.
7. Lupi C., Pilone D. In(III) hydrometallurgical recovery from secondary materials by solvent extraction // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2014. Vol. 2, Iss. 1. P. 100–104.
8. Rodriguez A., Gote G., Bauer D. Recovery of indium (3+) from mixed hydrocyloric acid – sulphuric acid by solvent extraction with Cyanex 301 // Solvent Extraction and Ion Exchange. 1992. Vol. 10, Iss. 5. P. 811–827.
9. Chou W. S., Shen Y. H., Yang S. J., Hsiao T. C., Huang L. F. Recovery of indium from the etching solution of indium tin oxide by solvent extraction // Environmental Progress Sustainable Energy. 2016. Vol. 35, No. 3. P. 758–763.
10. Казанбаев Л. А., Пашков Г. Л., Кулмухамедов Г. К., Флейтлих И. Ю., Козлов А. П. и др. Экстракция индия из сульфатных растворов смесями ди(2-этилгексил)фосфорной и монокарбоновых кислот // Известия вузов. Цветная металлургия. 2002. № 4. С. 15–20.
11. Пашков Г. Л., Михнев А. Д., Колмакова Л. П., Куленова Н. А. Экстракция индия из сульфатных растворов смесью ди(2-этилгексил)фосфорной кислоты и триалкиламина // Тезисы докладов IX Всесоюзной конференции по экстракции. Адлер, 1991. С. 427.
12. Nguyen T. H., Lee M. S. A Review on separation of gallium and indium from leach liquors by solvent extraction and ion exchange // Mineral Processing and Extractive Metallurgy. 2019. Vol. 40, Iss. 4. P. 278–291.
13. Розен А. М., Волк В. И., Николотова З. И., Карташёва Н. А. Экстракция европия из азотнокислых растворов поли(2-этилгексил)фосфонитрильной кислотой (П2ЭГНФК) // Журнал неорганической химии. 1982. Т. 27, № 2. С. 431–435.
14. Розен А. М., Волк В. И., Захаркин Б. С., Карташёва Н. А., Николотова З. И. Экстрагенты для глубокого извлечения ТПЭ из отходов радиохимических процессов // Радиохимия. 1999. Т. 41, № 3. С. 205–211.
15. Пятницкий И. В., Клибус А. Х. Маскирующее действие некоторых многоатомных спиртов жирного ряда на реакции осаждения металлов // Украинский химический журнал. 1963. Т. ХХIХ, № 3. С. 245–251.
16. Альберт А., Сержент Е. Константы ионизации кислот и оснований. — М. : Химия, 1964. — 380 с.
17. ТУ 95.104–86. Поли(2-этилгексил)фосфонитрильная кислота. — Введ. 12.05.1986.
18. ТУ 38.401-58-8–90. Керосин для технических целей. — Введ. 01.01.1991.
19. ТУ 9197-008-72315488–2010. Сорбит пищевой фасованный. — Введ. 12.03.2010.
20. Ишанходжаев С. Применение многоатомных спиртов в гидрометаллургии цветных металлов // Научно-технический прогресс в развитии городов Узбекистана. 1979. С. 153–154.
21. Пономарева Е. И., Загородняя А. Н., Абишева З. С. Отделение индия от железа и олова на стадии реэкстракции // Тезисы докл. ХI Российской конф. по экстракции. — Москва, 1998. С. 234.
22. Акимова И. Д., Чумакова Г. Л., Молчанова Т. В., Головко В. В. Получение концентрата скандия методом жидкостной экстракции из стоков гидролизной серной кислоты производства диоксида титана // Цветные металлы. 2017. № 3. С. 63–68. DOI: 17580/tsm.2017.03.10.