Removal of fluoride from fluoride-bering cerium sulfate solution by hydrous zirconium oxide

Eliminación de fluoruro de una solución de sulfato de cerio fluorado mediante óxido de circonio hidratado

En este trabajo se ha estudiado la eliminación de fluoruro de una solución de sulfato de cerio fluorado mediante óxido de circonio amorfo hidratado. Los espectros FTIR, SEM, EDS y UV-vis muestran que el fluoruro se adsorbe con éxito en el óxido de circonio hidroso, y que el cerio existe como Ce⁴⁺ en la solución. El estudio indica que es factible separar el flúor y el cerio de la solución de sulfato de tierras raras con flúor utilizando óxido de circonio hidratado, y eliminar la influencia del flúor en la separación por extracción de las tierras raras.

INTRODUCCIÓN

Es bien sabido que la bastnasita es una de las principales fuentes de cerio y otras tierras raras ligeras. Se trata de un compuesto complejo con carbonatos y fluoruros de tierras raras[1]. Existen varios métodos hidrometalúrgicos para extraer estas tierras raras de la bastnasita. La lixiviación con ácido sulfúrico puede disolver casi todo el Ce ⁴⁺, RE³⁺, F- y Th⁴⁺, por lo que se considera la tecnología más avanzada para la utilización integral de la bastnaesita [2, 3]. Sin embargo, el F^- se coordina con el Ce ⁴⁺ para formar el complejo[CeF2]²⁺ en un sistema de ácido sulfúrico debido a la fuerte capacidad de coordinación del F^- [4-6]. La existencia de[CeF2]²⁺ dificulta la separación de F^-, Ce⁴⁺ y RE³⁺, y provoca la formación de la tercera fase durante la separación por extracción de tierras raras. Por lo tanto, la existencia de fluoruro restringe la aplicación del proceso de lixiviación con ácido sulfúrico. El fluoruro debe eliminarse de la solución de lixiviación de ácido sulfúrico.

Los métodos más utilizados para la eliminación del fluoruro son la precipitación, la adsorción, el intercambio iónico, la electrodiálisis, etc. La adsorción ha resultado ser el más importante por su fácil manejo, coste asequible y calidad del agua [7]. Hasta donde sabemos, no se ha realizado ningún estudio sobre la eliminación de fluoruro de la solución de sulfato de cerio con fluoruro mediante adsorbente, por lo que presenta cierta innovación en este campo. Entre los materiales de adsorción, el óxido de circonio hidratado preparado por precipitación ha atraído la atención como adsorbente debido a su gran área superficial, alta tasa de adsorción, resistencia al calor y a la radiación, libre de la interferencia de otros iones, insoluble en agua y buen efecto de defluoración a pH bajo. Puede utilizarse para la defluoración de aguas subterráneas y aguas residuales industriales [8,9].

En este trabajo, tomando como objeto de investigación la solución de sulfato de cerio con fluoruro, se añadió óxido de circonio hidratado a la solución para eliminar el fluoruro como adsorbente. Se espera separar el fluoruro del cerio y eliminar la influencia del fluoruro en la separación por extracción de las tierras raras en el proceso de "lixiviación con ácido sulfúrico y extracción con disolvente" de la bastnaesita.

EXPERIMENTAL

Todos los reactivos utilizados eran de grado reactivo analítico. Las soluciones madre de Ce⁴⁺ y F^- se prepararon disolviendo sulfato de cerio tetrahidratado y fluoruro de sodio en ácido sulfúrico diluido. La concentración de F^- se ajustó a 0,01 mol/l, y n_F/n_Ce fue de 2.