Ионообменное разделение редкоземельных металлов

Рис. 14.17. Прибор для разделения редкоземельных металлов при помощи ионообменной хроматографии с использованием лактата [S] (с разрешения автора).

Применение нитрилтриуксусной кислоты для ионообменного разделения редкоземельных металлов [1470]. [c.293]

Извлечение ценных металлов из разбавленных промышленных растворов. В цветной металлургии ионообменные смолы применяются в основном для извлечения из руд концентратов цветных металлов (в гидрометаллургии) и для разделения (выделения) рассеянных и редкоземельных элементов. Применение ионитов для улавливания цветных и благородных металлов из промышленных сточных вод [c.207]

В технологии"редких элементов ионообменная хроматография оказалась особенно полезной при разделении большой группы химически подобных редкоземельных металлов. Лишь ее освоение сделало доступными в значительном количестве индивидуальные лантаноиды, что стимулировало дальнейшее изучение их химии и области применения, а в конечном итоге расширило масштаб их добычи и производства. Можно определить четыре главные области применения ионного обмена в гидрометаллургии 1) обогащение или концентрирование 2) разделение [c.135]

Ионообменные смолы используются для сорбции ионов-электролитов из их водных растворов и применяются в промышленности в качестве фильтров для деминерализации воды, извлечения из воды и очистки ее от ядовитых примесей, разделения редкоземельных элементов, извлечения ионов ценных металлов из растворов и т. д. Ионообменные смолы характеризуются следующими показателями емкость поглощения 2,5— 10 мг-экв иона на 1 г смолы, набухаемость 200—300%, термостойкость 60—160° С. [c.598]

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]

Очень эффективным способом разделения ионов металлов является ионообменное разделение хлоридных комплексов. Из растворов соляной кислоты извлекаются многие ионы металлов оптимальная концентрация НС1 зависит от природы извлекаемого иона. В большинстве случаев с ростом концентрации кислоты извлечение сначала растет до некоторого максимального значения, а затем падает. При высокой концентрации кислоты добавляемые хлорид-ионы начинают конкурировать за активные центры смолы даже с устойчивыми анионными комплексами металлов. К немногим металлам, которые практически не сорбируются из хлоридных растворов, относятся щелочные, щелочноземельные, редкоземельные элементы и никель. [c.488]

Ионообменные смолы нашли широкое применение в различных отраслях промышленности. Их применяют для очистки и обессоливания воды для паровых котлов, для улавливания и разделения редкоземельных и благородных металлов, удаления красящих и минеральных веществ из сахарных растворов, извлечения антибиотиков и т. д. [c.72]

Кроме очистки воды, ионообменные смолы применяют также для разделения смесей ионов. Так, на катионообменных смолах осуществляют разделение ионов редкоземельных металлов. Для этой цели через катионообменную смолу пропускают раствор смеси солей редких земель, а затем адсорбированные катионы элюируют раствором лимонной кислоты, образующей с различными редкоземельными катионами комплексы, отличающиеся по прочности. В результате этого вымывание отдельных катионов происходит последовательно сначала вымываются катионы, образующие более прочные комплексы, а затем менее прочные. [c.251]

Использование комплексов металлов, особенно отрицательно заряженных комплексных ионов, значительно расширяет возможности ионообменного разделения. Например, в растворах хлороводородной кислоты [488] почти все металлы, за исключением щелочных, щелочноземельных, редкоземельных, актиния, алюминия, никеля, тория и иттрия, образуют отрицательно заряженные хлоридные комплексы, которые [c.89]

Ионообменники применяются в аналитической химии для получения аналитических концентратов, отделения анионов фосфата или сульфата от катионов металлов, для высокой очистки воды и т. п. Однако наиболее важное значение они имеют для разделения близких по свойствам металлов, например редкоземельных, а также ряда других. Отделение основано на том, что в растворе создают определенные химические условия, при которых один из компонентов не поглощается, а другой (или другие) остается поглощенным ионообменными группами ионита. Наиболее важные типы обмена при разделении ионов [c.52]

Широкое использование нашел И. о. в гидрометаллургии извлечение благородных, цветных и редких металлов (серебро, медь, никель, хром и др.) из сбросных р-ров на катионитных или анионитных колоннах, а также хроматографич. разделение близких по свойствам элементов (редкоземельные элементы, гафний и цирконий, ниобий, тантал и др.). Ионообменные сорбенты используют также для очистки отбросных р-ров от химически вредных (фенолы и др. ионогенные органич. соединения) и радиоактивных веществ. Удаление ионов кальция методом И. о. позволяет на 5—10% уменьшить потери при нроиз-ве сахара из сахарной свеклы, получать хорошо сохраняющуюся консервированную кровь и приготовлять грудное молоко из коровьего. И. о. применяют в аналитич. химии для удаления мешающих определению ионов (напр., при определении сульфатов или фосфатов в присутствии ка- [c.155]

В настоящее время значение ионообменных процессов неизмеримо возросло. Ионообменные полимерные материалы применяют для выделения и удаления различных ионов в нефтяной промышленности, металлургии, текстильной промышленности, пищевой, лесной, бумажной и гидролизной промышленности. Их применяют для очистки сахарных растворов, очистки и обессоливания воды, для разделения и выделения различных редкоземельных и благородных металлов (урана, золота, молибдена, кобальта, вольфрама и т. п.), в производстве лечебных препаратов, в аналитической химии, в электрохимических процессах, очистке сточных вод, очистке горючего, удобрения почвы и других процессах. [c.235]

Современные методы разделения — ионообменная хроматография и экстракция органическими растворителями — позволяют получать соединения р.з.э. в достаточно чистом виде. Однако нет хорошего метода выделения металлов -из их солей. В настоящее время для получения р.з.э. их соли восстанавливают активными металлами или подвергают электролизу. Полученные таким образом р.з.э. содержат до 1 % примесей других редкоземельных и посторонних элементов. [c.110]

При нагревании лантаноиды взаимодействуют с азотом, серой, углеродом и другими неметаллами. Галогены окисляют их уже на холоду. С большинством металлов лантаноиды образуют сплавы (чаще всего типа интерметаллидов). Вследствие близости свойств лантаноидов их разделение осуществляется с большим трудом. В настоящее время редкоземельные элементы разделяют при помощи ионообменных смол и последующей экстракции соединений органическими растворителями. Металлические лантаноиды восстанавливают из хлоридов ЭС1з при помощи металлического кальция. [c.323]

Что же касается единичного коэффициента разделения, то для данной смеси он определяется природой сорбента и главным образом составом промывающего колонку раствора. В ионообменной хроматографии существенные успехи в разделении смесей ионов металлов были достигнуты при введении в промывающий раствор веществ, образующих с компонентами разделяемой смеси комплексные соединения, так как именно в комплексных соединениях [129] сравнительно наиболее полно выявляется индивидуальность элементов. Использование комплексообразующих реагентов в ионообменной хроматографии позволило эффективно разделить смеси близких по свойствам щелочноземельных и редкоземельных элементов, циркония и гафния и других, вследствие этого значение комплексов в ионообменной хроматографии все более возрастает. [c.117]

Наиболее широко в технологии редких металлов ионный [ обмен применяют для разделения лантаноидов. Лишь с освое-> нием этого метода удалось получить количества индивидуальных 1 редкоземельных металлов, достаточные для изыскания возможностей их технологического применения. При пропускании раствора смеси солей РЗЭ через колонку, наполненную катионитом, происходит частичное разделение благодаря различной способности к ионцому обмену. Ионообменное разделение основано на том, что постепенное уменьшение радиуса иона (и соответствующее понижение основности) приводит к постепенному упрочнению связи с гидратной оболочкой. Поскольку в основе прочности связывания катионов с анионными группами ионообменников лежит, по-видимому, электростатическое притяжение гидратированного катиона к отрицательной группировке, то оказывается чем больше радиус гидратированного иока, тем менее прочно он связывается. В ряду РЗЭ, таким образом, ряд сродства к катиониту имеет вид Ьа +>Се2+>Рг2+>. .. >0у + > >уз+>НоЗ+>. .. >ЬиЗ+>5сЗ+. [c.168]

Рассмотрены основные этапы развития исследований по применению хроматографии в анализе неорганических веществ. Показано, что в результате общирных работ по синтезу сорбентов, носителей, комплексообразующих реагентов и по теории сорбции были успешно разработаны для аналитических целей многочисленные методики разделения смесей катионов и анионов методами ионообменной и распределительной хроматографии. В дальнейшем вследствие интенсивной разработки прямых, как правило, инструментальных методов определения хроматография в анализе неорганических веществ (в отличие от хроматографии органических соединений) не получила широкого распространения и в настоящее время применяется преимущественно для разделения смесей редкоземельных элементов и платиновых металлов. Однако разработанные методы хроматографического разделения смесей близких по свойствам элементов вое более широко применяются в химической технологии и гидрометаллургии. [c.366]

Наиболее широкое применение в ионообменной хроматографии радиоактивные изотопы нашли при наблюдении за ходом хроматографического опыта путем изучения состава фильтратов. В настоящее время хроматографический метод М. С. Цвета [1] весьма широко применяется при разделении смесей любой природы. Очевидно, радиоактивные изотопы наиболее важны при разделении компонентов, определение содержания которых даже в изолированном виде представляется сложным и трудоемким. К числу таких систем относятся, в частности, щелочные металлы и редкоземельные элементы, которые и будут использованы для иллюстрации некоторых положений доклада. [c.186]

Примечание. Среди ионообменных процессов, осуществляемых ионитами (извлечение электролитов из растворов, очистка неэлектролитов от примесей электролитов, хроматографическое разделение смесей электролитов), особенно большое значение имеет ионообменно-хроматографический метод разделения смесей (ионов металлов, в частности редкоземельных, аминокислот, антибиотиков, алкалоидов и др.). Ионообменная хроматография — один из видов сравнительно новой области химии, хроматографии, широко используемой для разделения смесей веществ в жидких и газообразных фазах. Помимо ионообменной, существуют следующие виды хроматографии адсорбционная, распределительная и осадочная. Хроматографический метод анализа открыл в 1903 г. русский ботаник М. С. Цвет (1872—1919). [c.448]

Вопросам синтеза,, исследования и применения ионообменных смол посвящена обширная зарубежная и отечественная литература. Среди большого числа известных ионитов особого внимания заслуживают появившиеся в последние годы смолы, обладающие высокой избирательностью [1—3]. Эти полимерные соединения содержат, как правило, в каркасе звенья, способные к образованию клешневидных комплексов с металлами — хелатов. Химическое донорно-акцепторное взаимодействие сорбента с сорбатом приводит к высоким константам ионного обмена и определенной селективности. Избирательные ионообменники представляют большой интерес в аналитической химии и технологии для процессов обогащения и разделения ряда катионов, в том числе редких и редкоземельных элементов. Разделение сложных смесей ионов может быть значительно облегчено подбором ионитов с наибольшим различием в константах обмена поглощаемых ионов. [c.104]

Кроме устойчивости комплексных ионов па порядок вымывания влияет также относительное сродство металла к иониту. Показано, что адсорбируемость ионов редкоземельных элементов на ионите КУ-2 уменьшается от лантана к лютецию. Устойчивость же комплексов обычно возрастает в этом же направлении [35]. Динамика ионообменного разделения определяется именно этими двумя факторами. Действие их всегда взаимосвязано, поскольку оба они регулируют концентрацию анионов комплексообразующего агента, диссоциирующего в водном растворе. Изменение одного параметра неизбежно влечет за собой изменение другого. [c.339]

Наконец, все возрастающее применение редких и рассеянных металлов высокой чистоты в различных отраслях современной техники стимулировало работы по тонкому ионообменному разделению сложных смесей близких по свойствам компонентов (редкоземельные элементы, изотопы и проч.), которые решались методом ионообменной хроматографии со специфически широким использованием комнлексообразующих систем, наиболее полно выявляющих индивидуальность химических колшонентов. Все больше сорбционно-аналитические опыты проводят в смешанных растворителях [80]. [c.14]

Очистка производственных сточных вод при помощи ионного обмена. Метод ионного обмена применяется для обессоливания воды, извлечения из сточных вод ядовитых примесей (цианистых и роданистых соединений, мышьяка и др.), ионов металлов (хрома, никеля, цинка и др.), разделения редкоземельных элементов и т. д. Для этих целей применяется сульфоуголь, ионообменные смолы. Ионообменные синтетические смолы делятся на две основные группы катиониты (КУ-1, КУ-2 и др.) и аниониты (АНМВЛ-6ТЭ, АН-2Ф и др.). [c.566]

Во многих работах ионообменные процессы были предложены в качестве способа решения химико-аналнтических задач. В самом общем виде в ге-терофаэной системе ионообменный сорбент — раствор можно осуществить абсолютное и относительное концентрирование определяемого компонента. Конечно, эти процессы в ходе аналитического определения являются вспомогательными, но во многих случаях они необходимы, иначе их применение было бы неоправданным иа фоне интенсивно развиваемых разнообразных прямых химических, физико-химических и физических методов современной аналитической химии. При недостаточном пределе обнаружения существующих или доступных в конкретной ситуации методов анализа прибегают к абсолютному концентрированию, например, путем упаривания, экстракции, осаждения. В ионообменном методе абсолютное концентрирование проводят поглошением определяемого элемента ионообменным сорбентом и регенерацией последнего малым объемом специально подобранного реагента (элюента). При недостаточной селективности существующих или доступных методов анализа прибегают к относительному концентрированию — отделению определяемого элемента от мешающих примесей. При ионообменном отделении мешающих элементов, далеких по ионообменным свойствам от определяемого компонента, относительное концентрирование выполняют простым пропусканием анализируемого раствора через слой (колонку) ионита в так называемых динамических проточных условиях (напрнмер, поглощение щелочноземельных металлов катионитом при титриметрическом определении сульфатов). Наконец, при отделении мешающих элементов, близких по свойствам к определяемому элементу (например, смесн щелочных, щелочноземельных, редкоземельных элементов, галогенов и пр.), относительное концентрирование осуществляют методом ионообменной хроматографии, т. е. методом разделения сме- [c.5]

Имеется широкий ассортимент различных по своему составу и Ьвойствам ионитов. Подбирая соответствующие иониты и условия сорбции, главным образом кислотность (щелочность), и учитывая солевой состав раствора, можно достичь значительной селективности сорбционного извлечения элементов из сложных растворов. Иногда разделения близких по сорбционным свойствам элементов достигают в процессе десорбции. Ионообменная сорбция широко используется в технологии переработки растворов и пульп, получаемых при выщелачивании рудного сырья. Ионообменные способы используют в отечественной и зарубежной заводской практике для извлечения урана, редкоземельных элементов, золота, рения и других металлов. [c.115]

Существенным усовершенствованием процесса разделения ионообменным путем явилось использование катионитов в Си +- и Ре +-формах. Введение в смолу подобных ионов (ионов-замедлителей) существенно повысило производительность процесса разделения благодаря возможности проводить десорбцию при более высоких pH. Это значительно повысило концентрацию РЗЭ в элюатах, увеличило четкость разделения [94]. В качестве замедлителей используются ионы металлов, обладающие способностью давать прочные комплексные соединения с полиаминоуксусными кислотами. Как правило, применяются ионы, обладающие большей склонностью к комплексо-образованию, чем РЗЭ. Однако благодаря различной зависимости степени закомплексованности от pH у РЗЭ и ионов-замедлителей, а также различной прочности связи катионов со смолой в ряде случаев могут быть использованы в роли замедлителей элементы, образующие комплексы с меньшей константой устойчивости, чем РЗЭ. Примером может служить применение 2п + и Си +, наиболее часто использующихся на практике при разделении элементов иттриевой подгруппы [95]. В качестве замедлителей в некоторых случаях применяются Ре ", Сс1 +, Н+ и другие ионы. Для разделения элементов цериевой подгруппы предложено использовать редкоземельные ионы подгруппы иттрия [9П. [c.323]

Определение примесей редкоземельных элементов в металлах и рудах, контроль чистоты металлов и других соединений по редкоземельным элементам. Если содержание примесей редкоземельных элементов находится в пределах не ниже сотых долей процента, то применяется обычная для анализа металлов техника работы с металлическими электродами с дуговым или искровым возбуждением. Если же чувствительности таких металлов не хватает или сильно мешает Н1аложение линий других элемеитов, то следует применять предварительное обогашеиие пробы либо химическими приемами осаждения из раствора, либо разделением на ионообменных смолах. В последнем случае смола с адсорбированным веществом сжигается, в оставшийся порошок вводится внутренний стандарт и обычным путем в дуге или искре проводится анализ порошка (или порошок переводится в раствор). [c.113]

Исходным моментом этого исследования был значительный успех, достигнутый при разделении смесей на ионообменных колоннах разнообразных крайне близких по своим химическим свойствам веществ (продукты деления урана, трансурановые и редкоземельные элементы и пр.). Заслуживают упоминания работы Тейлора и Юри, которые первыми добились обогащения изотопов различных щелочных металлов на колонне натриевого цеолита длиной 12 м, а также работы Эреметса и Линднера. Разв итию работ по вытеснительной хроматографии на ионообменниках для органических систем (разделение органических оснований на катионитах) существенно способствовали исследования Партриджа с сотрудниками . [c.238]

Методика работы при использовании жидких ионообменных смол аналогична используемой при экстракции [960] (стр. 129). Преимущество экстракционного варианта состоит в его быстроте, недостаток — в том, что реализуется однократное распределение между водной н органической фазами, так что полное разделение возможно только в системах с сильно различающимися коэффициентами распределения. Ионы с близким химическим поведением, например ионы редкоземельных элементов [2159], можно разделить, используя раопределительную хроматографию в этом случае жидкий ионообменник наносят на инертный носитель, например целлюлозу. Бумагу, пропитанную жидким ионооб-менником, можно использовать для разделения металлов методом хроматографии на бумаге [392, 2158]. [c.26]

На ионообменной колонке со смолой малой емкости можно разделить катионы металлов и аминов и регистрировать их детектором электропроводности, присоединенным непосредственно к колонке. Элюент представляет собой разбавленный раствор азотной кислоты или соли этилендиаммония, причем пики определяемых катионов всегда записываются как отрицательные (снижение электропроводности). Разделение катионов редкоземельных и некоторых других металлов осуществляют в элюенте, содержащем тартрат-анион или а-оксиизобу-тират-анион. [c.164]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология