RECOVERY OF YTTRIUM IN FLUORESCENT PHOSPHOR POWDERS BY SOLVENT EXTRACTION USING CYANEX 272

Creative Commons License

Hatipoğlu U., Birol B., Aydın O., Bilen A.

INTERNATIONAL ISTANBUL MODERN SCIENTIFIC RESEARCH CONGRESS–V, İstanbul, Türkiye, 9 - 11 Temmuz 2023, ss.259-260

  • Yayın Türü: Bildiri / Özet Bildiri
  • Basıldığı Şehir: İstanbul
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.259-260
  • Yıldız Teknik Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Nadir toprak elementleri (NTE), fiziksel ve kimyasal özellikleri bakımından birbirlerine yüksek benzer özellikler gösteren 17 elementten (15 lantanit elementi, skandiyum ve itriyum) oluşan bir gruptur. Nadir toprak elementleri sahip oldukları eşsiz özelliklerinden ötürü uygulama alanlarında tek alternatif olarak kullanılmaktadır. NTE’lerin çok sayıda ve kritik alanlarda kullanılması ve rezervlerinin oldukça kısıtlı olması bu elementlerin üretimlerini oldukça önemli hale getirmektedir. NTE’lerin üretimleri esnasında benzer elektrokimyasal yapılarından dolayı ayrıştırılmaları oldukça zordur. Bu yüzden seçici ayrıştırma sağlayan solvent ekstraksiyonu yöntemine ihtiyaç duyulur. Solvent ekstraksiyon işleminde elde edilmesi hedeflenen metal iyonlarını ayrıştırmak için uygun organik ekstraktantlar kullanılmalıdır. Cyanex 272 NTE’lerin solvent ekstraksiyon işlemi ile ayrıştırılmalarında kullanılan organik ekstraktantlardan bir tanesidir. Bu çalışma kapsamında atık floresan fosfor tozunun iki aşamalı bir liç prosesi ile çözündürülmesi sonucunda elde edilen besleme çözeltisindeki nadir toprak elementlerinin Cyanex 272 organik ekstraktantı ile ayrıştırılması incelenmiştir. Çalışmada yükleme ve sıyırma işlemleri gerçekleştirilmiştir. İncelenen solvent ekstraksiyon parametreleri organik-seyreltici oranı (%60, %80 ve %100), çalkalama süresi (2 dakika, 5 dakika ve 10 dakika), pH (0, 0.5 ve 1) ve sıyırma çözeltisi konsantrasyonudur (1M, 2M, 3M ve 4M). Deney sonuçlarının analizleri Atomik Absorpsiyon Spektrometresi (AAS) ile yapılmıştır. Analiz sonuçlarına göre incelenen parametrelerin artışı ile yükleme ve sıyırma verimleri olumlu yönde etkilenmiştir. En yüksek yükleme verimleri itriyum için %61.93, evropiyum için %13.86 olarak maksimum koşullarda (%100 organik, 10 dakika, pH= 1) elde edilmiştir. Ayrıca seçici olarak itriyum elde edebilmek de mümkündür. Bunun için %60 organik- %40 seyreltici, 10 dakika pH=0 koşullarında yapılan yükleme ile itriyum %24.96, evropiyum ise %0 verimle yüklenirler. Bu koşullarda yüklenmiş organiğin 4M HNO3 ile sıyrılması sonucunda elde edilen sıyırma verimi itriyum için %31.26 şeklinde olmuştur.

Rare earth elements (REEs) are a group of 17 elements (15 lanthanide elements, scandium and yttrium) that show highly similar physical and chemical properties. Rare earth elements are used as the only alternative in application areas due to their unique properties. The fact that REEs are used in a large number of critical areas and their reserves are very limited makes the production of these elements very important. During the production of REEs, it is very difficult to separate them due to their similar electrochemical structure. Therefore, solvent extraction method which provides selective separation is needed. The metal ions that are intended to be obtained should be separated using appropriate organic extractants during the solvent extraction process. Cyanex 272 is one of the organic extractants used in the separation of REEs by solvent extraction process. In this study, the use of the organic extractant Cyanex 272 was used to investigate the separation of rare earth elements in the feed solution produced by the two-stage leaching process used to dissolve waste fluorescent phosphorus powder. Loading and stripping processes were carried out in the study. The solvent extraction parameters investigated were organic-diluent ratio (60%, 80% and 100%), agitation time (2 min, 5 min and 10 min), pH (0, 0.5 and 1) and stripping solution concentration (1M, 2M, 3M and 4M). The experimental results were analysed by Atomic Absorption Spectrometry (AAS). According to the results of the analyses, the loading and stripping efficiencies were positively affected with the increase of the studied parameters. The highest loading efficiencies of 61.93% for yttrium and 13.86% for europium were obtained under maximum conditions (100% organic, 10 minutes, pH= 1). It is also possible to obtain yttrium selectively. For this purpose, loading at 60% organic - 40% diluent, pH=0 conditions for 10 minutes results in yttrium loading with 24.96% yield and europium loading with 0% yield. When the organic loaded under these conditions was stripped with 4M HNO3, the resultant stripping efficiency for yttrium was 31.26%.