Odvajanje i prečišćavanje rijetkih zemnih metala

Za odvajanje i ekstrakciju jednog elementa rijetkih zemalja iz miješanog jedinjenja rijetkih zemalja ekstrahovanog iz koncentrata, nije potrebno samo odvojiti ovih deset rijetkih zemnih elemenata s izuzetno sličnim hemijskim svojstvima, već i odvojiti rijetke zemne elemente i povezane nečistoće. Postoje uglavnom hemijske metode, metode jonske izmene i metode ekstrakcije rastvaračem.
Hemijska metoda
Postoje metoda postupne kristalizacije, metoda stepena precipitacije i metoda selektivne oksidacije-redukcije. Prve dvije metode odvajanja zamijenjene su jonskom izmjenom i ekstrakcijom organskim rastvaračem. Izbor redoks metode zasniva se na činjenici da se određeni metali rijetkih zemalja mogu oksidirati u +4 valentno stanje (Ce, Pr, Tb) ili svesti u +2 valentno stanje (Sm, Eu, Yb) , a njihova hemijska svojstva se značajno razlikuju od onih +3 valentnih rijetkih zemnih metala. Upotreba rijetkih zemnih metala s različitim oksidaciono-redukcijskim potencijalima može postići svrhu razdvajanja. Oksidacija cerijuma i metoda redukcijske separacije samarija, europijuma i iterbija još uvijek se široko koriste.
Metoda jonske izmjene
Efikasna metoda za odvajanje pojedinačnih rijetkih zemalja visoke čistoće. Koristeći male razlike u konstantama stabilnosti kompleksa rijetkih zemalja, rijetki zemljani joni prolaze kroz reakcije izmjene na sloju smole, što rezultira neprekinutim procesom desorpcije adsorpcije. Ovo omogućava razvoj traka retkih zemalja sa različitim stepenom obogaćivanja na različitim delovima sloja smole, čime se na kraju postiže cilj međusobnog odvajanja. Stavite pomiješane ione rijetkih zemalja u kolonu za ionsku izmjenu koja sadrži sulfoniranu polistiren divinilbenzensku smolu i isperite amonijak karboksilnim kompleksom. Kako bi se osiguralo da izdvojeni ioni rijetkih zemalja imaju dovoljno vremena izmjene na sloju smole i spriječili da ioni kompleksa rijetkih zemalja brzo prođu kroz sloj smole, potrebno je koristiti odloženi jon (koji može uzrokovati desorbiranje iona rijetkih zemalja iz gornjeg sloja). kraj trake retkih zemalja da se ponovo adsorbuje na smolu) da igra ulogu blokiranja i obezbedi efikasno odvajanje. Uobičajeni odgođeni joni uključuju Cu2+- H+, H+, itd. Zbog izuzetno sličnih svojstava različitih rijetkih zemnih elemenata, selektivnost smola za susjedne trovalentne rijetke zemlje ione je izuzetno niska i ne mogu se razdvojiti pomakom kao što je npr. jednostavne soli. Stoga se aminokarboksilni kompleksi moraju koristiti kao sredstva za luženje. Uobičajeni aminokarboksilni kompleksi uključuju etilendiamintetrasirćetnu kiselinu (EDTA), hidroksietilendiamintetrasirćetnu kiselinu (HEDTA) i aminotriacetatnu kiselinu (NTA).