Trennung und Reinigung von Seltenerdmetallen

Um ein einzelnes Seltenerdelement aus der aus dem Konzentrat extrahierten gemischten Seltenerdverbindung abzutrennen und zu extrahieren, müssen nicht nur diese zehn Seltenerdelemente mit äußerst ähnlichen chemischen Eigenschaften abgetrennt werden, sondern auch die Seltenerdelemente und die damit verbundenen Verunreinigungen. Es gibt hauptsächlich chemische Methoden, Ionenaustauschmethoden und Lösungsmittelextraktionsmethoden.
Chemische Methode
Es gibt ein schrittweises Kristallisationsverfahren, ein abgestuftes Fällungsverfahren und ein selektives Oxidations-Reduktionsverfahren. Die ersten beiden Trennmethoden wurden durch Ionenaustausch und Extraktion mit organischen Lösungsmitteln ersetzt. Die Wahl der Redoxmethode basiert auf der Tatsache, dass bestimmte Seltenerdmetalle zum +4-Valenzzustand (Ce, Pr, Tb) oxidiert oder zum +2-Valenzzustand (Sm, Eu, Yb) reduziert werden können. und ihre chemischen Eigenschaften unterscheiden sich deutlich von denen der +3-wertigen Seltenerdmetalle. Durch die Verwendung von Seltenerdmetallen mit unterschiedlichem Oxidations-Reduktions-Potenzial kann der Zweck der Trennung erreicht werden. Die Oxidation von Cer und die Reduktionstrennmethode von Samarium, Europium und Ytterbium werden immer noch häufig verwendet.
Ionenaustauschmethode
Eine effektive Methode zur Trennung hochreiner einzelner Seltenerden. Durch Ausnutzung der geringen Unterschiede in den Stabilitätskonstanten von Seltenerdkomplexen unterliegen Seltenerdionen Austauschreaktionen auf einem Harzbett, was zu einem ununterbrochenen Desorptions-Adsorptionsprozess führt. Dies ermöglicht die Entwicklung von Seltenerdbändern mit unterschiedlichem Anreicherungsgrad an verschiedenen Stellen des Harzbetts, wodurch letztendlich das Ziel der gegenseitigen Trennung erreicht wird. Laden Sie gemischte Seltenerdionen auf eine Ionenaustauschersäule, die sulfoniertes Polystyrol-Divinylbenzol-Harz enthält, und spülen Sie mit einem Ammoniak-Carboxyl-Komplexbildner. Um sicherzustellen, dass die abgetrennten Seltenerdionen ausreichende Austauschzeiten auf dem Harzbett haben und verhindern, dass komplexe Ionen der Seltenen Erden schnell durch das Harzbett gelangen, ist es notwendig, ein verzögertes Ion zu verwenden (was dazu führen kann, dass die Seltenerdionen von der Oberseite desorbiert werden). Ende des Seltenerdbandes, um wieder am Harz zu adsorbieren), um eine blockierende Rolle zu spielen und eine wirksame Trennung sicherzustellen. Zu den üblichen verzögerten Ionen gehören Cu2+- H+, H+ usw. Aufgrund der äußerst ähnlichen Eigenschaften verschiedener Seltenerdelemente ist die Selektivität von Harzen für benachbarte dreiwertige Seltenerdionen äußerst gering und sie können nicht durch Verdrängung getrennt werden einfache Salze. Als Auslaugmittel müssen daher Aminocarboxylkomplexbildner eingesetzt werden. Zu den häufig verwendeten Aminocarboxyl-Komplexbildnern gehören Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA), Hydroxyethylendiamintetraessigsäure (HEDTA) und Aminotriessigsäure (NTA).