Разделение и очистка редкоземельных металлов

Чтобы отделить и извлечь один редкоземельный элемент из смешанного редкоземельного соединения, извлеченного из концентрата, необходимо не только разделить эти десять редкоземельных элементов с чрезвычайно близкими химическими свойствами, но также отделить редкоземельные элементы и связанные с ними примеси. В основном существуют химические методы, методы ионного обмена и методы экстракции растворителем.
Химический метод
Различают метод ступенчатой ​​кристаллизации, метод ступенчатого осаждения и селективный окислительно-восстановительный метод. Первые два метода разделения были заменены ионным обменом и экстракцией органическими растворителями. Выбор окислительно-восстановительного метода основан на том факте, что некоторые редкоземельные металлы могут быть окислены до +4 валентного состояния (Ce, Pr, Tb) или восстановлены до +2 валентного состояния (Sm, Eu, Yb). , и их химические свойства существенно отличаются от свойств +3 валентных редкоземельных металлов. Использование редкоземельных металлов с различным окислительно-восстановительным потенциалом позволяет достичь цели разделения. Окисление церия и восстановительный метод разделения самария, европия и иттербия до сих пор широко применяются.
Ионообменный метод
Эффективный метод разделения одиночных редкоземельных элементов высокой чистоты. Используя небольшие различия в константах устойчивости редкоземельных комплексов, ионы редкоземельных элементов вступают в обменные реакции на слое смолы, что приводит к непрерывному процессу десорбции-адсорбции. Это позволяет развивать полосы редкоземельных элементов с различной степенью обогащения в разных частях слоя смолы, в конечном итоге достигая цели взаимного разделения. Загрузите смешанные ионы редкоземельных элементов в ионообменную колонку, содержащую сульфонированную полистирол-дивинилбензольную смолу, и промойте аммиачно-карбоксильным комплексообразователем. Чтобы гарантировать, что отделенные редкоземельные ионы имеют достаточное время обмена на слое смолы и предотвратить быстрое прохождение ионов редкоземельных комплексов через слой смолы, необходимо использовать задержанный ион (который может привести к десорбции редкоземельных ионов из верхнего слоя смолы). конец полосы редкоземельных элементов для повторной адсорбции на смоле), чтобы играть блокирующую роль и обеспечивать эффективное разделение. К распространенным задержанным ионам относятся Cu2+- H+, H+ и др. Из-за чрезвычайно схожих свойств различных редкоземельных элементов селективность смол по отношению к соседним трехвалентным редкоземельным ионам крайне низка, и их невозможно разделить смещением, как простые соли. Поэтому в качестве выщелачивающих агентов необходимо использовать аминокарбоксильные комплексообразователи. Обычно используемые аминокарбоксильные комплексообразователи включают этилендиаминтетрауксусную кислоту (ЭДТА), гидроксиэтилендиаминтетрауксусную кислоту (ГЭДТА) и аминотриуксусную кислоту (НТК).