Редкоземельные металлы, разделение ионитами

Не останавливаясь на составе ионообменников, следует указать, что ныне их применение открывает чрезвычайно большие возможности для извлечения ценных металлов из слабоконцентрированных растворов, промывных вод, разделения металлов, присутствующих в растворе, а также очистки растворов солей от примесей. Известно, например, что некоторые из группы редкоземельных металлов можно совершенно освободить от их соседей по группе посредством ионного обмена 2. Посредством ионного [c.578]

Ввиду неэкономичности этих методов — особенно при малых различиях в растворимости — во многих случаях их применение лишено смысла. Поэтому, например, разделение редкоземельных металлов, ниобия и тантала или циркония и германия наиболее эффективно осуществляется с помощью жидкостной экстракции или ионного обмена. [c.588]

В некоторых случаях можно существенно изменить сорбируемость путем комплексообразования, что дает возможность разделять ионы с близкой сорбируемостью. Этот способ применяют, например, при разделении редкоземельных металлов. По уменьшению сорбируемости трехзарядные ионы редкоземельных металлов можно расположить в следующей последовательности [c.251]

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]

Хроматографический адсорбционный анализ получил в последнее время очень широкое и разнообразное применение. Дальнейшее развитие идеи Цвета позволило применить его метод для разделения смесей неокрашенных соединений при этом используют явление флуоресценции, т. е. свечения веществ, подвергнутых действию ультрафиолетовых лучей,- Метод Цвета с успехом применяется для выделения из растворов ценных веществ, концентрация которых очень мала. Этот же метод дает возможность разделять сходные по химическим свойствам ионы, например ионы редкоземельных металлов. Разделение этих ионов обычными химическими методами представляет большие трудности. [c.156]

Значительный прогресс достигнут за последнее время в области аналитических разделений. Применение гомогенного осаждения значительно улучшило многие разделения, которые ранее требовали больших затрат времени. Экстракционные разделения улучшены благодаря систематическому изучению равновесий, возникающих при образовании хелатных соединений металлов и при их экстракции из водных растворов. Разделения электролизом также усовершенствованы благодаря применению электролиза с контролируемым потенциалом. Кроме того, некоторые методы разделения, которые считались еще недавно неприемлемыми для условий количественного анализа, вошли в настоящее время в практику благодаря использованию многократного повторения ряда ступеней распределительного равновесия. Ярким примером такого процесса служит применение ионитов для количественного разделения ионов редкоземельных металлов, которое ранее требовало в некоторых случаях многих тысяч отдельных перекристаллизаций. [c.15]

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]

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]

В особенности же ценные результаты хроматографический анализ дает в отношении разделения сложных органических смесей (например, протеинов, углеводородов нефтяных фракций) и разделения близких по свойствам ионов (например, редкоземельных металлов). [c.370]

Разделение редкоземельных элементов. Метод ионного обмена имеет огромное значение для анализа смесей аналогичных веществ, что наиболее ярко иллюстрируется на примере разделения ионов редкоземельных металлов - . Ряд редкоземельных элементов [c.415]

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]

При увеличении концентрации нитратов (N0 и Ме ) понижается степень диссоциации и гидратации редкоземельных металлов, сдвигая равновесие в сторону образования экстрагируемых форм. Этот процесс при определенных концентрациях солей начинает доминировать, в результате чего подавляется инверсия и начинает возрастать степень разделения, причем, чем выше степень дегидратации, тем больше степень разделения. Следовательно, при экстракции из нейтральных растворов, содержащих минимальное количество кислоты, необходимой для предотвращения гидролиза, инверсия должна исчезнуть при увеличении концентрации нитрат-ионов, или в действительности при увеличении концентрации высаливателя [c.126]

Свойства простых соединений трехвалентных элементов этой группы настолько близки между собой, что не могут явиться основой для химических методов разделения в аналитических и препаративных целях. Чаще всего для этих целен пользуются различием свойств комплексных соединений редкоземельных металлов, поскольку именно в комплексных соединениях наиболее полно проявляются и находят свое отражение тонкие различия в величинах ионных радиусов и в строении электронных оболочек. Поэтому, как правило, анализ смесей редкоземельных металлов проводится физическими методами с использованием комплексообразователей. Одним из физико-химических методов, используемых для этих целей, является полярография. [c.287]

Разделение смеси солей никеля и кобальта на ее компоненты используется для иллюстрации возможности аналитического разделения посредством техники ионного обмена. Разделение осуществляется при помощи комплексообразования с цитратом и пропускания раствора через колонку с катионитом. Теория метода аналогична изложенной выше при разделении редкоземельных металлов (стр. 415). [c.488]

После того как вытеснительная хроматография была разработана для ионов двухвалентных металлов, водной из работ [233] была предпринята попытка разделения ионов редкоземельных элементов разбавленными минеральными кислотами на монофункциональной иминодиуксусной смоле. [c.137]

Более сложной, но также принципиально выполнимой является задача разделения катионов, имеющих достаточно близкое сродство к иониту. Это достигается варьированием значения pH, температуры и других условий ионного обмена. Например, варьирование pH раствора дает возможность повысить избирательность ионитов к отдельным катионам и подобрать оптимальные условия их отделения и разделения [142—144]. Так, комплексон X может быть использован при pH 1,5 для отделения Ее + и Си от РЬ +, N1 +,, Со +, С(1 +, Мп " , А1 +, Сга , ионов редкоземельных, щелочноземельных и щелочных металлов нри pH 3 возможно отделение Ре +, Си +, 7н +, Со +, С(1 + и редкоземельных элементов от ионов щелочноземельных и щелочных элементов [109, 145]. [c.252]

Восстановление ионов металлов до свободных металлов. Такого типа реакции могут быть осуществлены в водных и неводных средах, а также в расплавах. Обзор реакций, осуществленных в водных средах, приведен в монографии Козловского [30]. Следует обратить внимание на возможность разделения и выделения этим методом редкоземельных металлов [32]. [c.69]

Конечно, катион В+ будет, по всей вероятности, тоже реагировать с лигандом, и его выходная кривая будет также смещена влево. Однако, если константы устойчивости комплексов различны, влияние лиганда на выходные кривые двух разделяемых ионов будет различным. К счастью, внутри любой группы катионов увеличение коэффициентов селективности при обмене на сульфополистирольных смолах соответствует уменьшению устойчивости их комплексов с любым общим анионным лигандом. Например, щелочноземельные металлы вымываются хлоридом аммония с дауэкса-50 в последовательности Са < 5г < Ва < Ка, а константы устойчивости их комплексов изменяются в обратном порядке. Таким образом, лиганд добавляют для того, чтобы увеличить расстояние между выходными кривыми, и тем самым улучшить разделение. Сказанное относится и к разделению редкоземельных металлов и актинидов. [c.138]

Разделение ионов с разной величиной зарядов основано на том, что многозарядные ионы из разбавленных и умеренно концентрированных растворов поглощаются намного прочнее, чем ионы с меньщей величиной заряда. Следовательно, разделение разновалентных элементов возможно с помощью простого ионного обмена. Так, если на сульфокатионите типа КУ-2 или дауэкс-50 поглотить смесь щелочных, щелочноземельных и редкоземельных элементов, то при элюировании разбавленными растворами хлорной или соляной кислоты в первую очередь будут вымываться ионы щелочных металлов. [c.169]

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]

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]

Частыми случаями в аналитической практике является отделение фосфат-иона, селена, теллура от катионов. Предложены методы, с помощью которых решаются эти задачи. Многочисленны методы разделения ионов металлов. Практически все ионы можно разделить на колонках ионитов. Очень часто одна и та же задача может быть решена как с помощью катионитовой, так и анионитовой колонки. В качестве элюентов применяют растворы органических и неорганических веществ. Так, для разделения редкоземельных элементов на катионитах кроме лимонной кислоты с успехом используют растворы комплексонов. Для разделения циркония — гафния применяют щавелевую кислоту. При анионообменных разделениях часто используют растворы соляной кислоты различной концентрации и смеси ее с фтористоводородной, а также растворы серной кислоты, карбоната ам-.мония и т. д. [c.55]

Хроматографический метод анализа основан на избирательной способности поглощения различных компонентов некоторыми твердыми веществами. Этот метод применяется для разделения сложных смесей и близких по свойствам ионов (например, редкоземельных металлов). [c.307]

Обработка этого материала нуждается в самостоятельной главе. Ряд работ, относящихся к этой проблеме, имеет препаративный характер (разбавление редкоземельных металлов в различных условиях в присутствии комплексона и аналогичных веществ). Другие исследования посвящены вопросу разделения редкоземельных металлов методами ионного обмена и т. п. Исследования в этом направлении описаны в последней работе Брунисгольца [81], в которой упоминается и остальная литература. [c.544]

Об относительных преимуществах комплексообразовательного принципа элюирования в ИОХ можно судить, например, по схеме разделения редкоземельных элементов (ТК) на катионитах. В растворах хлорной кислоты, где комплексообразование практически не проявляется, значения Кс для любой пары элементов иттриевой подгруппы близки к единице и значимого разделения даже при высокой эффективности колонки добиться не удается. При элюировании ТК-растворами таких комплексообразователей, как с-оксиизобутилат, лактат, ЭДТА, наблюдаются хорошо разрешенные пики всех редкоземельных и актиноидных элементов [103]. Значения К для соседней пары элементов изменяются в пределах от 1,3 до 3. Аналогичный подход преимущественно используют и при разделении ионов металлов на анионитах. Анионит предварительно переводят в форму соответствующего лиганда. Последовательное или градиентное элюирование разделяемых эле- [c.202]

Осадители. В качестве осадителей для разделения н выделения отдельных компонентов анализируемых смесей применяют разнообразные химические соединения. Главнейшими из них являются сероводород, осаждающий в виде сульфидов ионы V, IV и частично III аналитических групп (см. Книга I, Качественный анализ, гл. VI—VIII), а также разлагающий при опред еленных значениях pH анионы АзОз , АзО , VOз, М0О4 , 04 и др. (см. Книга I, Качественный анализ, гл. XII) водный раствор аммиака, осаждающий катионы бериллия, железа (III), алюминия, таллия, галлия, индия, ниобия, тантала, урана, редкоземельных металлов и др. фосфаты щелочных металлов и аммония ацетат натрия едкие щелочи сульфид аммония и т. д. [c.354]

Отличительной чертой хроматографических методов является возможность их широкого применения. Хроматография может быть использована ДЛЯ разделения как больших, так и малых количеств элементов. Она может быть с одинаковым успехом применена к органическим и неорганическим веществам, для больших и малых молекул, для анионов и катионов. Кроме того, имеется возможность применять разнообразшле растворители и элюенты. В области-аналитической химии хроматография открывает большие возможности для разделения редкоземельных металлов, для отделения ниобия от тантала, гафния от циркония и т. д. Она может приобрести также большое значение для упрощения некоторых продолжительных методов анализа. Так, например, при определении пятиокиси фосфора в апатите сначала из раствора - Саз(Р04)а извлекают хроматографически ионы Са +, а затем титруют освобожденную фосфорную кислоту. Техника хроматографии разнообразна, но для аналитических [c.183]

При анализе таких минералов, когда сернокислый раствор минерала, например монацита (стр. 599), вливают в десятикратное по объему количество 95%-ного спирта, редкоземельные металлы осаждаются в виде сульфатов. Это разделение не количественное, так как редкоземельные элементы полностью не осаждаются, а некоторое кбли-чество фосфат-ионов захватывается осадком. [c.625]

Трифториды самария, европия и последующих редкоземельных металлов, полученные сухим методом, изоморфны трехфтористому иттрию. Фториды же более крупных ионов (Ьа +, Се +, Рг +, Ш +) обладают гексагональной структурой тайсонита (ЬаРз), т. е. каждый катион окружен 11 фторид-ионами во фториде лантана пять из них. находятся в вершинах тригональ-ной бипирамиды на расстоянии 2,36А от катиона и шесть — в вершинах треугольной призмы на расстоянии 2,7 А. Трифториды самария и европия, приготовленные мокрым методом, обладают подобной же структурой . Следовательно, происходит грубое разделение в зависимости от размеров катионов (между прочим, трифториды актинидов, все без исключения, обладают структурой трифторида лантана), хотя граница и оказывается нерезкой трифториды церия, празеодима и неодима образуют с трифторидом лантана твердые растворы в любых соотношениях, тогда как трифториды последующих редкоземельных элементов и иттрия растворимы лишь ограниченно, причем растворимость понижается с увеличением разности размеров катионов . [c.93]

Получаемые в результате этих процессов хлориды, оксиды и сульфаты являются исходным материалом для получения индивидуальных редкоземельных металлов. С этой целью используют методы металлокерамического восстановления безводных хлоридов, бромидов, фторидов с помощью металлического кальция, магния, калия, лантана, электролиз безводных хлоридов, расплавленных галоидов, восстановление водородом и т. д. Для разделения редкоземельных металлов используют 1) реакции, связанные с изменением валентности РЗМ, 2) реакции осаждения, 3) фракционную кристаллизацию, 4) ионный обмен. 5) жидкостную экстракцию. Эффективная очистка редкоземельных металлов (лаитаиоидов) от примесей достигается дистилляцией н вакуумным переплавом. [c.550]

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]

Амальгамы различных металлов, включая и такие практически нерастворимые в ртути металлы, как железо, кобальт, никель, платина и др., могут быть получены при взаимодействии раствора соли данного металла со ртутью или с амальгамой другого металла В результате взаимодействия ионы более электроположительного металла, находящегося в растворе, приобретают электроны и переходят в ртуть, а ртуть или менее электроположительный металл, содержащийся в амальгаме, теряя электроны, переходит в раствор. Такой способ получения амальгам, являющийся частным случаем процесса цементации, нашел широкое применение в гидроэлектрометаллургии, при получении сверхчистых металлов, разделении радиоактивных и редкоземельных элементов, в аналитической и препаративной химии. [c.128]

Основным достоинством макропористых ионитов являются улучшенные кинетические свойства за счет большей поверхности обмена, увеличенный срок службы, способность сорбировать ионы большого размера и т. п. Катионит КУ-23 может использоваться в качестве катализатора в процессах органического синтеза, в водоподготовке, для разделения гетероциклических оснований макропористый сополимер стирола с ДВБ применяется в газовой хроматографии. Макропористый сульфокатионит на основе сополимера аценафтилена с ДВБ обладает повышенной радиационной стойкостью. Макропористый фосфорнокислотный катионит КФ-11 применяется для селективного разделения ионов тяжелых металлов, для избирательного поглощения редкоземельных элементов из растворов и т. д. Карбоксильные катиониты макропористой структуры по сравнению со своими гелевыми аналогами обладают улучшенными Кинетическими свойствами катионит КБ-41 применяется в качестве регулятора pH электрических ванн при электрофорезе, макропористый анионит на основе 2-винилпиридипа АН-231 применяется для очистки пергидроля от серной кислоты, сильноосновн1ш анионит АВ-171 может с успехом использоваться в водоподготовке, для очистки промышленных и природных вод от органических примесей, для очистки тяжелых металлов и т. д. [c.114]

В течение последних пяти лет в США проводятся работы по получению сравнительно больших количеств индивидуальных редкоземельных металлов высокой чистоты. Значительные успехи, достигнутые е этой области, связаны с тем, что для разделения рч редкоземельных металлов отдельных групп приме-/ Х нялся метод ионного обмена. [c.17]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология