Extracción líquido-líquido de Ti(IV) en medio sulfato usando líquidos iónicos como extractantes diluidos en queroseno

Abstract

The separation of Ti (IV) from the leach liquors of ilmenite is carried out by the reaction with an extractant. However, during this stage some issues with conventional extractants have been observed, such as the formation of third phases, slow kinetics and slow settling of the phases. Ionic liquids are an alternative to classic extractants due to their completely different physical and chemical properties. In this work the extraction of Ti(IV) from H2SO4 by trihexyltetradecylphosphonium chloride (R3RP-Cl) and trihexyltetradecylphosphonium bis(2,4,4- trimethylpentyl)phosphinate (R3RP-BTMPP) was evaluated. Both extractants showed a rapid kinetics of 2 minutes, requiring 450 rpm of agitation. For R3RP-BTMPP two extraction maxima were observed at 0.1 and 7.3 M of H2SO4 with 60 and 49% respectively, due to the dual behavior of extractant by cationic exchange reactions. For R3RP-Cl the maximum was at 11 M of H2SO4 with an efficiency of 30%, in this case the extraction is carried out only by anion exchange. When increasing the concentration of R3RP-BTMPP, the extraction yield increases, being 95.94% for 0.06 M. For R3RP-Cl, 30% of extraction was obtained in the whole range evaluated, then the best extractant was R3RP-BTMPP. 100 g of the extractant R3RP-BTMPP has the capacity to contain 1.27 g of Ti(IV) in H2SO4 7.3 M media. The coextraction of H2SO4 is not involved in the extraction process with both extractants. Characterization by infrared spectroscopy showed that the interaction with Ti(IV) is carried out by the phosphinate anion and phosphonium cation of R3RP-BTMPP and R3RP-Cl, respectively.

La separación de Ti(IV) de lixiviados de ilmenita es llevada a cabo por la reacción con un extractante. Sin embargo, durante esta etapa se han presentado algunos problemas con los extractantes convencionales, como la formación de terceras fases, cinética lenta y tiempos prolongados de separación de las fases. Una alternativa a los extractantes clásicos son los líquidos iónicos que poseen propiedades físicas y químicas completamente diferentes. En este trabajo se evaluó la extracción de Ti(IV) en H2SO4 por el cloruro de tri(hexil)tetradecilfosfonio (R3RP-Cl) y bis(2,4,4-trimetilpentil)fosfinato de tri(hexil)tetradecilfosfonio (R3RP-BTMPP) diluidos en 5 %v/v 1-decanol y queroseno. Para ambos extractantes se observó una cinética rápida de 2 minutos, requiriendo de 450 rpm de agitación. Para R3RP-BTMPP se observaron dos máximos de extracción en 0.1 y 7.3 M de H2SO4 con 60 y 49% respectivamente debido al comportamiento dual en el mecanismo de extracción por reacción de intercambio iónico. Para el R3RP-Cl el máximo fue a 11 M de H2SO4 con 30%, la extracción se lleva a cabo únicamente por intercambio aniónico. Al incrementar la concentración de R3RP-BTMPP se aumenta el rendimiento de extracción, siendo de 95.94% para 0.06 M. Para el R3RP-Cl, se obtuvo 30% de extracción en todo el rango evaluado por lo que el mejor extractante fue el R3RP-BTMPP. El extractante saturado tiene la capacidad de contener 1.27 g de Ti(IV) por cada 100 g de R3RP-BTMPP en un medio de H2SO4 7.3 M. La coextracción de H2SO4 no se ve implicada en el proceso de extracción con ambos extractantes. La caracterización por espectroscopía de infrarrojo mostró que la interacción con el Ti(IV) es llevada a cabo por el anión de fosfinato y por el catión de fosfonio del R3RP-BTMPP y R3RP-Cl respectivamente.