Виділення та очищення рідкоземельних металів

Щоб відокремити та витягти один рідкоземельний елемент із суміші рідкоземельних сполук, витягнутих із концентрату, необхідно не лише відокремити ці десять рідкоземельних елементів із надзвичайно подібними хімічними властивостями, а й відокремити рідкоземельні елементи та пов’язані з ними домішки. Існують переважно хімічні методи, методи іонного обміну та методи екстракції розчинником.
Хімічний метод
Розрізняють метод ступінчастої кристалізації, метод градуйованого осадження та метод селективного окиснення-відновлення. Перші два методи розділення були замінені іонним обміном і екстракцією органічними розчинниками. Вибір окисно-відновного методу базується на тому факті, що певні рідкоземельні метали можна окислити до +4 валентного стану (Ce, Pr, Tb) або відновити до +2 валентного стану (Sm, Eu, Yb) , і їхні хімічні властивості значно відрізняються від властивостей +3 валентних рідкоземельних металів. Використання рідкоземельних металів з різними окисно-відновними потенціалами може досягти мети розділення. Окислення церію і відновний метод поділу самарію, європію та ітербію ще широко застосовуються.
Іонообмінний метод
Ефективний метод виділення одиничних рідкісноземельних елементів високої чистоти. Використовуючи невеликі відмінності в константах стабільності рідкоземельних комплексів, рідкоземельні іони піддаються реакціям обміну на шарі смоли, що призводить до безперебійного процесу десорбції та адсорбції. Це дозволяє розвивати рідкоземельні смуги з різним ступенем збагачення в різних частинах шару смоли, в кінцевому підсумку досягаючи мети взаємного розділення. Завантажте змішані рідкоземельні іони в іонообмінну колонку, що містить сульфовану полістирольну дивінілбензольну смолу, і промийте аміачно-карбоксильним комплексоутворювачем. Щоб забезпечити достатній час обміну розділених рідкоземельних іонів на шарі смоли та запобігти швидкому проходженню рідкоземельних комплексних іонів через шар смоли, необхідно використовувати іони із затримкою (що може спричинити десорбцію рідкоземельних іонів із верхнього шару). кінець смуги рідкоземельних елементів знову адсорбується на смолу), щоб відіграти блокуючу роль і забезпечити ефективне відділення. Звичайні уповільнені іони включають Cu2+- H+, H+ тощо. Через надзвичайно подібні властивості різних рідкоземельних елементів селективність смол щодо сусідніх тривалентних рідкоземельних іонів надзвичайно низька, і їх неможливо розділити за допомогою зміщення, як прості солі. Тому амінокарбоксильні комплексоутворювачі повинні використовуватися як вилуговувачі. Зазвичай використовувані амінокарбоксильні комплексоутворювачі включають етилендіамінтетраоцтову кислоту (EDTA), гідроксиетилендіамінтетраоцтову кислоту (HEDTA) і амінотриуксусну кислоту (NTA).