Экстракционные методы разделения редкоземельных элементов

Торий может быть отделен от сопутствующих ему (в монаците и в большинстве других ториевых минералов) редкоземельных элементов различными методами. До разработки методов экстракционного и ионообменного разделения этих смесей использовались главным образом методы фракционного осаждения фосфатов и гидроокисей , а также методы, основанные на способности тория образовывать растворимые карбонатные и оксалатные комплексы. [c.324]

Экстракционные методы разделения редкоземельных элементов [c.123]

В настоящее время экстракцию широко используют для концентрирования одного или нескольких компонентов, разделения близких по свойствам веществ и очистки вещества. Ее применяют в процессах переработки нефти для разделения ароматических и алифатических углеводородов, в химической технологии, в том числе для разделения изомеров, обезвоживания уксусной кислоты, при получении различных лекарственных препаратов, например антибиотиков, и др. Особенно успешно используется экстракция в гидрометаллургии в технологии урана, бериллия, меди, для разделения близких по свойствам металлов — редкоземельных элементов (циркония и гафния, тантала и ниобия), никеля и кобальта и т. д. Экстракционные методы применяют для опреснения воды, переработки промышленных сбросов с целью их обезвреживания, а также использования их полезных компонентов. Наконец, экстракция широко используется в аналитической химии и как метод физико-химического исследования. В настоящее время на основе химических и физико-химических представлений можно подобрать экстрагент для извлечения практически любого органического или неорганического соединения. [c.6]

В производствах редких металлов экстракцию из растворов метилизобутилкетоном и ТБФ проводят для разделения циркония и гафния. Для разделения фторидов тантала и ниобия используют экстракцию цикло-гексаноном и ТБФ. Экстракционные методы широко применяются для получения концентратов редкоземельных элементов и для выделения индивидуальных лантаноидов. Чрезвычайно перспективно широкое проникновение методов экстракции в гидрометаллургию цветных металлов. [c.36]

В предлагаемой вниманию читателя книге последовательно и подробно изложены все проблемы экстракционной хроматографии, связанные с выбором неподвижной фазы, носителя, элюента и т. д. Следует заметить, что оптимальные условия разделения в экс тракционной хроматографии определяются большим числом экстракционных и хроматографических параметров, так как на течение экстракционно-хроматографического процесса оказывают влияние многие факторы. Это, с одной стороны, одно из важных преимуществ метода варьируя параметры, можно подобрать условия разделения для большинства элементов периодической системы, в том числе элементов с очень близкими свойствами. Например, экстракционная хроматография позволяет успешно решить даже такую трудную задачу, как разделение редкоземельных элементов и актиноидов. Однако, с другой стороны, большое число [c.5]

Разделение лантаноидов — от празеодима до лютеция — требует еще больших затрат сил и средств, и времени, разумеется. Поэтому в последние десятилетия химики и технологи многих стран мира стремились создать новые, более совершенные методы разделения этих элементов. Такие методы — экстракционные и ионообменные — были созданы и внедрены в промышленность. Уже в начале 60-х годов на установках, работающих по принципу ионного обмена, достигли 95%-ного выхода редкоземельных продуктов чистотой до 99,9%. [c.68]

Выбор группы методов концентрирования для конкретного анализируемого чистого вещества, с одной стороны, зависит от свойств элементов основы и примесей. Например, концентрирование при анализе щелочных и щелочноземельных металлов проводится, в основном, путем группового выделения примесей (экстракцией, ионным обменом, соосаждением с коллектором и пр.). Для элементов, расположенных в середине Периодической системы, и переходных металлов в высших степенях валентности характерно образование летучих соединений с ковалентным Типом связи и для целей концентрирования при анализе названных элементов и их соединений часто могут быть использованы методы испарения (сублимации) основы. Переходные металлы (с достраивающимися электронными -оболочками) склонны к комплексообразованию в растворах и для их отделения перспективны экстракционные и ионообменные методы. Разделения в группах редкоземельных и актинидных элементов (с достраивающимися /-оболочками) требуют использования высокоэффективных хроматографических методов, в частности, метода ионообменной хроматографии. С другой стороны, важное значение для выбора метода концентрирования имеют физико-химические свойства анализируемого соединения (летучесть, плавкость, растворимость). Так, соединения, которые с трудом переводятся в раствор, следует подвергать обогащению методами испарения или направленной кристаллизации. Те же методы, не связанные с химической обработкой пробы, если они могут обеспечить концентрирование нужных примесей, следует применять и при анализе прочих чистых соединений. [c.319]

Все описанные приемы оказываются малоэффективными при разделении близких по свойствам элементов. Такую классическую проблему неорганической химии, как разделение редкоземельных элементов, имеющую важное значение и в прикладной радиохимии,, еще нельзя считать решенной. В настоящее время проводятся многочисленные исследования, направленные, в частности, на создание экстракционных методов разделения этих металлов. Совершенно аналогичную и очень важную задачу представляет собой и разделение трехвалентных трансплутониевых элементов. При решении этих задач, как правило, возникает необходимость в разделении упомянутых групп элементов, так как при ядерном синтезе трансурановых элементов образуются и редкоземельные элементы. [c.120]

Для разделения металлов, образующих комплексы с близкими экстракционными свойствами, например редкоземельных элементов, лучше использовать противоточное распределение. Оно было применено, например, для разделения нитратов празеодима и неодима в 13,8 М азотной кислоте с трибутилфосфатом в качестве экстрагента [27]. Однако этот метод находит примене- [c.241]

В настоящей работе сделана попытка 1) оценить значение современных спектроскопических методов исследования, в частности ПРМ-спектров, для выяснения структуры соединений применительно к проблемам экстракции 2) найти связь между данными этих методов и экстракционной способностью реагентов 3) подчеркнуть сложность использования подобных данных при выяснении причин селективности экстракции 4) обсудить специфичность разделения редкоземельных элементов и актиноидов (III) на группы и на индивидуальные элементы. Данная статья не является исчерпывающим обзором роли структуры реагентов в экстракции. [c.294]

В настоящее время жидкостная экстракция применяется в химической технологии, гидрометаллургии и аналитической химии для извлечения, разделения, концентрирования и очистки веществ. Экстракционные процессы используются в производствах органических продуктов, антибиотиков, пищевых продуктов, редкоземельных элементов, ряда редких, цветных и благородных металлов (примерно три четверти мирового производства меди получают методом реактивной экстракции из водных растворов), в технологии ядерного горючего, при очистке сточных вод. [c.1105]

Селективность (избирательность), высокая производительность и возможность осуществления экстракционного процесса в непрерывном варианте и в крупных масштабах обусловливают применение этого метода для очистки топлива, масел в нефтяной и коксохимической промышленности, в технологии органических производств, в качестве метода разделения близких по свойствам элементов в гидрометаллургии (редкоземельных элементов — семейства лантаноидов, иттрия и скандия циркония и гафния ниобия и тантала металлов для ядерной энергетики). [c.81]

Сравнение поведения металлов в экстракционно-хроматографической системе с экстракционными кривыми этих металлов позволяет выявить основные тенденции изменения величин коэффициентов распределения и факторов разделения. Хроматографические коэффициенты распределения в зависимости от состава водной фазы известны для большого числа элементов, особенно обильна информация, полученная методами бумажной и тонкослойной хроматографии. В этом случае данные обычно приводятся в виде Rf-спектров. Такие графические зависимости вообще легко сопоставимы с экстракционными кривыми. Близость свойств редкоземельных элементов (РЗЭ) затрудняет их разделение поведение РЗЭ при экстракции и экстракционно-хроматографическом процессе можно сравнить, сопоставив факторы разделения соседних элементов. [c.36]

Колоночная экстракционная хроматография является эффективным методом разделения элементов с подобными свойствами. Она широко применяется в химии редкоземельных и многих других элементов. [c.414]

Разделение нескольких редкоземельных элементов методом экстракционной хроматографии с использованием бифункциональных фосфиноксидов, [c.555]

При экстрагировании диэтиловым эфиром азотнокислого раствора нитратов суммы редкоземельных элементов в эфирную фазу переходит только церий с выходом 90—95% от содержания церия в исходной смеси. Церий, извлеченный из эфирной фазы, является спектрально чистым. Простота и быстрота выполнения операций экстрагирования, вместе с возможностью получения таким способом спектрально чистого продукта, позволяют рекомендовать данный метод для препаративных целей. С другой стороны, экстракционное извлечение церия из суммы редкоземельных элементов значительно упрощает хроматографическое разделение оставшейся смеси. [c.126]

В технологии редких металлов экстракционные методы широко применяются для разделения циркония и гафния, тантала и ниобия, редкоземельных элементов. [c.211]

Отделение осколочных РЗЭ от трансплутониевых элементов проводят в основном хроматографическими и экстракционными методами. Наиболее часто используется метод разделения на катионитах, основанный на больших различиях коэффициентов распределения редкоземельных и трансплутониевых элементов при сорбции из 12—14 М НС1 [277, 297, 529, 549]. [c.200]

Экстракционные методы широко применяют как для получения концентратов редкоземельных элементов (РЗЭ), так и для выделения индивидуальных лантаноидов. В качестве экстрагентов обычно используют фосфорорганические соединения или карбоновые кислоты. Из фосфорорганических экстрагентов в промышленности РЗЭ наибольшее применение нашли ТБФ и Д2ЭГФК- Трибутилфосфат используют для экстракции лантаноидов из азотнокислых растворов. Редкоземельные элементы, обладающие переменной валентностью, например Се +, могут быть отделены от остальной массы РЗЭ с очень большими коэффициентами разделения. Коэффициенты разделения соседних трехвалентных РЗЭ невелики, всего 1,5—2,5. Для их экстракции приходится использовать многоступенчатые каскады. Экстракционное разделение РЗЭ трибутилфосфатом осложнено зависимостью коэффициента распределения редкоземельных элементов от его порядкового номера, от концентрации, от состава и кислотности водной фазы и т. д. [132]. [c.221]

В ряде работ было показано, что при комн.лексообразовании с различными лигандами наблюдается увеличение интенсивности некоторых полос поглощения ионов редкоземельных элементов, что, вероятно, может быть использовано для повышения чувствительности их определения спектрофотометрическим методом. Кроме того, так как комплексные соединения широко используются для ионообменного и экстракционного разделения смесей РЗЭ, разработка метода определения последних непосредственно в растворах комплексов дала бы возможность упростить методы анализа элюатов и экстрактов, исключив ряд дополнительных операций по переведению РЗЭ в простые соли, и могла бы способ- [c.338]

Предлагаемое методическое пособие представляет собой лекции, читаемые в течение ряда лет студентам V курса, специализирующимся в области неорганической химии и комплексных соединений редкоземельных элементов. Авторы ставили перед собой цель ознакомить студентов-дипломников со спецификой комплексообразования редкоземельных элементов и возможностями различных физико-химических методов (рН-мет-рия, спектрофотометрия, ИК-спектроскопия, термогравиметрия) в приложении к исследованию комплексных соединений РЗЭ. В пособие включены также материалы/ вводящие читателей в проблемы экстракционного и хроматографического разделения смесей РЗЭ-методов, основанных на комп-лексообразовании РЗЭ. В пособии приведены оригинальные сведения о комплексных соединениях РЗЭ, полученные авторами в экспериментальной работе. [c.2]

Разделение смесей редкоземельных ионов. Экстракционное разделение смесей редкоземельных элементов представляет большой практический интерес, поскольку в отличие от ионообменного метода при экстракции, например, с ТБФ ис- [c.124]

В связи с широким использованием Д2ЭГФК в процессах переработки отработанного ядерного горючего и методах разделения редкоземельных элементов механизм экстракции металлов этим экстрагентом изучен очень подробно, и сведения о ее поведении в жидкостных экстракционных системах довольно подробны. [c.121]

Наконец, большое будущее принадлежит применению комплексонов в экстракционном процессе разделения редкоземельных элементов. Наиболее эффективным этот метод является в случае разделения тяжелых элементов иттриевой группы [34], обеспечивая высокие-значения коэффициентов разделения [126]. [c.345]

Комплексообразование наиболее сильно выражено в случае анионных лигандов, содержащих кислород, таких, как цитрат-, тартрат- и теноилтрифторацетонат-ионы, EDTA и NTA. Размер гидратированных ионов возрастает от La + к Lu + (ср. s+—Li+), поэтому связывание ионообменными смолами ослабевает в том же порядке. Последнее свойство используют в методах разделения редкоземельных элементов, основанных на адсорбции их катионообменной колонкой с последующим тщательным элюированием подходящими комплексообразующими веществами, например буферным цитратным раствором. Иногда для этой цели используют и различия в экстракционной способности комплексов. [c.329]

Получение. Исходные чистые соединения И. получают разде.лением соединений редкоземельных элементов. Если перерабатывается смесь иттриевых земель, вначале выделяют 90—95%-пый концентрат И. Для этого может быть использован метод феррицианидного осаждения, осаждение по основности р-ром КП ОП (разб. или конц.) из нитратного р-ра, осаждение двойных сульфатов, хроматов, оксалатов из щелочных р-ров в присутствии комплексонов (трилона Б или А), а танже экстракционные методы разделения, напр, с трибутилфосфатом. Концентрат И. доочищают затем до необходимой степени чистоты. Получение препаратов И. очень высокой чистоты представляет трудную задачу и требует затраты огромного времени. Описан способ получения окиси И. высокой чистоты, включающий онерации кристаллизацию карбонатов при 0°, экстракцию нитратов н-пентаноном, хроматографию нитратов на У АЬОд (двухкратную). В результате такой длительной обработки из 660 г 90%-ного концентрата выделен 1,2 г окиси достигнутая чистота составляет 99,9985%. Окись И. чистотой 99,9996% была получена фракционным осаждением феррициа-пида (30 осаждений) и двойного сульфата И. и калия (2 осаждения). Задача еще более усложняется, если И, необходимо извлекать из смеси его с элементами цериевой подгруппы. [c.170]

В некот(М)ых случаях, как, например, в экстракционных разде-лшвях, в о(й>емных определениях или в колориметрии, особое внимание уделяется рассмотрению поведения четырехвалентного церия. Среди методов разделения более подробно рассмотрены два основных метода хроматографический и экстракционный. В основном первый Из них применяется для разделения смесей редкоземельных элементов и в этой части освещен более детально. Отдельные методы количественного определения весьма неравноценны так, объемные методы, основанные на реакциях окисления-восстановления, применяются в основном для определения церия, полярография — для определения европия и иттербия, а объемные методы с использованием комплексообразующих или осаждающих реагентов—для группового определения редкоземельных элементов. Наиболее универсальные оптические и активационный методы рассмотрены в гораздо большем объеме ввиду их особой роли в анализе смесей редкоземельных элементов. В главах по прикладным вопросам уделено значительное внимание анализу особо чистых веществ и отделению редкоземельных элементов от других элементов. [c.6]

Разделение суммы всех элементов периодической системы ионообменным методом в одном цикле невозможно, поэтому необходимо предварительное разделение элементов на группы. Такое разделение может быть выполнено общепринятыми аналитическими методами. В ряде случаев можно пользоваться специальными методами для отделения некоторых групп элементов. Например, удобно отделяются редкоземельные элементы, образующие нерастворимые фториды, оксалаты и гидроокиси цирконий и гафний можно отделить в виде BaZr(Hf)F6 после осаждения фторидов редкоземельных элементов. Некоторые группы элементов можно выделить экстракционными или ионообменными методами и т. д. [c.400]

Поскольку для разделения смесей редкоземельных элементов применяется различное сырье с различным содержанием цериевой и иттриевой подгрупп, чаще всего одной из первых операций переработки концентрата редких земель обычными химическими методами является разделение на иттриевую и цериевую подгруппы. Групповое разделение концентратов редких земель экстракционным методом обусловливает ббльшую свободу выбора места разделения, чем при химических методах. Разделение концентратов редких земель на подгруппы при относительно небольшом содержании иттриевых земель (5—30%) рациональнее всего производить по месту положения прометия, отсутствующего в природных минералах. [c.126]

Первая и вторая главы переведены без изменений. Третья глава дополнена описанием синергетических эффектов при экстракции, влияния температуры и соэкст-ракции. В четвертую главу введен раздел о распределительной хроматографии с обращенными фазами. Наибольшие дополнения сделаны в пятой главе. Некоторые разделы этой главы заново переработаны, и, кроме того, в нее включен ряд новых экстракционных систем. К последним в первую очередь относятся алкилфосфорные кислоты, которые за последнее время получили широкое применение для выделения и разделения редкоземельных и трансурановых элементов. В шестую главу включены избирательные методы выделения европия и цезия, дополнены методы для меди, скандия и церия. В приложении приведены новые данные о диссоциации и распределении органических реагентов. [c.5]

Другим перспективным и весьма простым методом разделения близких по свойствам металлов с мало различающимися значениями К является распределительная (экстракционная) хроматография [908[. В этом методе органическая фаза сорбируется на инертном носителе, наполняющем хроматографическую колонку. В качестве носителя обычно используется силиконированный силикагель, мелкозернистый тефлон, поливинилхлорид или полиэтилен, которые способны прочно удерживать на своей поверхности органическую фазу и на которых не происходят в заметной степени никакие химические или абсорбционные процессы. После нанесения разделяемой смеси на колонку проводится вымывание отдельных элементов подходящим элюентом. За счет многократного повторения процесса экстракции и реэкстракции можно, таким образом, селективно разделить даже редкоземельные и трансурановые элементы. [c.71]

В последние годы для группового разделения редкоземельных и трансплутопиевых элементов, а также для отделения кюрия от америция находит применение экстракционный метод. Пеппард и Грей [496] предложили метод группового разделения и отделения кюрия от америция экстракцией ТБФ из азотнокислых растворов, содержащих в качестве высаливателя NaNOs. Разделение америция и кюрия экстракцией ТБФ из водных растворов, содержащих высаливатель Mg(N03)2, было описано также Яковлевым и Косяковым [426]. [c.365]

Колоночная экстракционная хроматография — эффективный метод разделения элементов с близкими свойствами. Она широко применяется для разделения редкоземельных и многих других элементов. В последнее время ее стали использовать и как метод аналитического концентрирования. В этом случае хроматографическая колонка является своеобразным экстрактором полупротиво-точного типа, в котором одна из фаз неподвижно закрепляется на инертном носителе, а вторая перемещается вдоль колонки. Химизм процесса остается экстракционным, но техника осуществления — хроматографическая. Нередко колоночная экстракционная хроматография имеет преимущества по сравнению с обычной экстракцией В результате многократного повторения элементарных актов экстракции удается разделять элементы с близкими свойствами. Аппаратурное оформление процесса не сложнее, чем при экстракции. Объем органической фазы сведен к минимуму, что особенно существенно, [c.132]

Ассортимент органических экстрагентов был значительно расширен введением аминов и содержащих кислород фосфорорганических соединений. Многообразие экстракционных свойств при использовании этих новых экстрагентов должно обеспечить разработку новых аналитических методов, особенно методов, основанных на раздельной экстракции. Сюда же примыкает и использование в качестве экстрагентов жидких катионообменников типа динонилнафталинсульфокислоты. Кроме того, экстракционная способность комплексов металлов значительно меняется с изменением валентного состояния поэтому экстракция с последующим окислением или восстановлением и реэкстракцией имеет широкие возможности в смысле обеспечения высокой избирательности разделений. При использовании смесей экстрагентов, например аминов или фосфорорганических соединений, часто наблюдаются синергетические эффекты, хотя надежная теоретическая интерпретация этого явления в настоящее время отсутствует. Так, смесь бис (2-этилгексил) фосфорной кислоты и А-втор-бутил-2-(а-метилбензил) фенола в разбавителе типа керосина гораздо лучше экстрагирует Сз (наряду со 5г и редкоземельными элементами) из водных растворов при pH 4, чем любой из экстрагентов порознь [10] в отсутствие фосфорорганической кислоты необходимо работать при рН> 12. [c.379]

В настоящее время экстракция является важным технологическим процессом, позволяющим решать сложные задачи, например переработки ядерного топлива атомных электростанций, требующей разделения ряда элементов с близкими свойствами. Что затрудняет применение осадительных методов, кроме того, последние приводят к увеличению количества радиоактивных отходов, концентрирование и хранение которых связано со значительными трудностями. Экстракция широко используется при переработке многих видов минерального сырья, например в технологии урана, циркония, редкоземельных элементов. В связи с этим применением большое внимание уделяют экстракционной аппаратуре, смесителям-отстойникам с механическим и пульсационным перемешиванием, центробежным экстракторам,, различным колоннам. Время, необходимое при экстракции для должного приближения к равновесию, имеет существенное значение, так как от него зависит производительность существующих экстракционных аппаратов или размеры проектируемых. Применение центробежных экстракторов дает возможность обеспечить малое время контактирования фаз и их быстрое разделение. Так, французские экстракторы Robatel при объеме камеры смешения 17 л имеют производительность 6 м Ч, а при объеме 110 л — 25 м /ч. В случае идеального вытеснения время контакта фаз в камерах смешения составляет 10,2 и, 16 с [1]. [c.5]

Разработанный экстракционный метод с успехом использовался нами для разделения весовых количеств с.меси америция и кюрия при их выделении из облученного плутония, а также для глубокой очистки препаратов америция от кюрия и редкоземельных элементов. В качестве иллюстрации эффективности лштода в табл. 2 приведены данные по изменению а-актив-ности изотопов кюрия в препарате америция весом несколько сот миллиграммов, предназначенного для измерения нейтронных сечений. После первой экстракции содержание кюрия по а-активности уменьшилось до 2%, а после второй оно составляло < 0,1%. В конечном очищенном препарате америция содержание кюрия составляло 10" вес. ч. [c.151]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология