Ключевые слова: экстракция, сверхкритический флюид, комплексы церия, водные растворы, трибутилфосфат
Исследована экстракция комплексов Ce(III) и Ce(IV) с трибутилфосфатом (ТБФ) из водных растворов различной кислотности в присутствии высаливателя (нитрата магния) в среду сверхкритических (СК) флюидов — CO2 (СК-CO2) и фреона R23 в статических и динамических условиях. Показано, что СК-CO2 является более эффективным экстрагентом, чем фреон R23. Эффективность экстракции Ce(III) повышается с ростом концентрации нитрата магния и количества ТБФ в системе и снижается с ростом кислотности водного раствора. Зависимость эффективности экстракции от давления более сложная: при давлении СК-CO2 ниже 10 МПа (при 40°С) резко падает растворимость ТБФ в нем. С ростом давления выше этой величины происходит снижение степени перехода комплекса Ce(III) во флюидную фазу. Получено уравнение изотермы экстракции и определены его параметры для условий, близких к оптимальным для экстракции Ce(III). Церий в форме Ce(IV) более эффективно экстрагируется СК-CO2 даже при высокой кислотности водного раствора, однако состояние Ce(IV) в водном растворе комплекса неустойчиво; полный переход в состояние Ce(III) происходит в течение ~14 суток. Экстракция в динамическом режиме с использованием противоточной эктракционной колонны не может быть описана в рамках модели «теоретических степеней разделения» (или «теоретических тарелок»). Причиной, по-видимому, является неустойчивость раствора ТБФ в СК-флюиде и образование взвеси мелких капель жидкого ТБФ, являющегося более эффективным экстрагентом, чем истинный раствор ТБФ во флюиде. Однако такой переход приводит к резкому возрастанию эффективности экстракционной колонны как массообменного аппарата.
doi:10.34984/SCFTP.2022.17.1.001