Ионообмен разделение редких земель

Б. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИОНООБМЕННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ РЕДКИХ ЗЕМЕЛЬ [c.379]

Ионообменная хроматография — очень распространенный метод, особенно широко применяющийся для разделения редких земель и аминокислот. Термин ионообменная хроматография показывает, что процесс состоит во взаимном разделении ионов, способных обмениваться со смолой. Отделение друг от друга различных катионов основано на различии в константах обмена если подобрать соответствующие условия, эти различия можно использовать для количественного разделения. Аналогичным образом можно использовать для взаимного разделения различных анионов и анионообменные смолы. При хроматографических разделениях желательно пользоваться растворителем, в котором проявляется только один какой-нибудь механизм сорбции как правило, ионообменные смолы хорошо приспособлены к этому требованию. [c.77]

Количественный расчет поведения полос элюирования при разделении редких земель на ионообменных колонках [1948]. [c.319]

Процесс разделения редких земель локализованной фиксацией ионообменными смолами [1964]. [c.320]

Процесс развития жидкостной хроматографии проходил неравномерно в соответствии с уровнем развития ряда других научных дисциплин сейчас жидкостная хроматография играет важную роль в самых разных исследованиях. Например, ионообменная хроматография тесно связана с разделением редких земель, ситовая хроматография-с фракционированием природных соединений, белков и синтетических полимеров. Распределительная хроматография, особенно в виде хроматографии на бумаге, представляет собой ценный метод изучения биохимических систем, а ее более современный аналог - хроматография в тонком слое - развивалась наиболее быстро в области фармакогнозии и фармацевтики. До недавнего времени жидкостная хроматография, однако, не играла заметной роли в области промышленного органического анализа. В опубликованных монографиях и статьях главным образом рассматриваются теоретические основы жидкостной хроматографии, и ни одна из этих книг не может служить практическим руководством для аналитиков-органиков, занятых в промышленности. [c.7]

Правильный подбор ионообменных смол и элюирующих средств позволяет добиться полного и специфического разделения. Так, например, ионообменная хроматография впервые позволила добиться разделения редких земель [7, 8] в большом масштабе. [c.248]

Развитие ионообменных методов, применяемых для разделения редких земель и многочисленных продуктов расщепления [2, 3], было особенно важно в ядерной физике, а распространение этих методов в биохимии сделало возможным решение многих чрезвычайно сложных проблем, связанных с определением структур белков и нуклеиновых кислот [4, 5]. Препаративная ионообменная хроматография используется также для выделения промышленным способом лекарственных препаратов, биохимических, синтетических трансурановых соединений и т. д. [c.211]

Хотя методы ионного обмена уже принесли большую пользу при разделении редких земель , применение многоступенчатого ионообменного метода поможет добиться новых улучшений в этой области. [c.167]

Работа ионообменной установки для разделения редких земель зависит от целого ряда факторов, таких как состав смеси редкоземельных элементов, желаемый масштаб производства, требуемая чистота отдельных редкоземельных элементов. Несколько лет тому назад лаборатория в Эймсе смонтировала маленькую опытную установку для изучения ионообменных методов разделения редких земель и тогда же было получено несколько килограммов каждого редкоземельного элемента высокой чистоты. Проект этой установки отвечал уровню наших знаний того времени, с помощью которых мы хотели добиться следующего выделить из гадолиниевых минералов тяжелые редкие земли от диспрозия до лютеция. На сегодняшний день имеются достаточные данные для проектирования установок по разделению редких земель. [c.390]

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]

Хроматографию применяли для разделения сложных смесей, природных веществ, например пигментов, витаминов, аминокислот, причем в этих областях метод оказался чрезвычайно чувствительным к незначительным различиям в молекулярной структуре. Хроматография ионов (ионообменная хроматография) в настоящее время играет важную роль в очистке редких земель и других ценных элементов. Только за последние годы этот метод нашел применение к разрешению проблем, касающихся анализа нефтяных продуктов. Вероятно, он окажется исключительно важным также и при изучении состава нефтей. [c.152]

Рудный концентрат, если он кусковой, тонко измельчают, и затем подрешетный продукт обрабатывают азотной или серной кислотой для того, чтобы редкие земли перевести в раствор. Если минерал трудно выщелачивается кислотой, то его сначала обрабатывают таким образом, чтобы редкие земли были растворимы в кислоте. В результате переработки растворов смесь редких земель выделяется в виде смеси окислов. Это может быть осуществлено с помощью оксалатного осаждения с последующим прокаливанием оксалатов редких земель до окислов. Если требуется, эта операция может быть повторена. Смесь окислов редких земель, полученная из руд этим методом, используется в качестве исходного материала для их ионообменного разделения. [c.390]

Рис. 5. Кривая регенерация редких земель, полученная в результате ионообменного разделения смеси продуктов деления.

В связи с этим нам пришлось изучить влияние ряда факторов на степень хроматографического ионообменного разделения редких земель. В первую очередь было исследовано влияние природы комплексообразователя, так как из теории ионообменной хроматографии следует, что перемещение компонентов по колонке связано с восстановлением равновесия между катионом и комплексным анионом в растворе — Ме Н- [МеЛщ " "] (где Ме " — катион и — комплексообразующий анион), которое нарушается при перемещении раствора по колонке. В связи с тем, что разделение элементов при этом происходит вследствие разницы в константах нестойкости комплексных анионов, которые образуют разделяемые элементы, для успешного их разделения необходимо выбрать такой комплексообразователь, такую его концентрацию и кислотность [c.295]

Здесь ТГкомплекс константа нестойкости комплекса, а — первая константа диссоциации лимонной кислоты. При весьма малых концентрациях, когда [КН ] и постоянны, на основе этого уравнения легко оценить влияние изменений концентрации на коэффициент распределения. Например, lg прямо пропорционален —lg [КН ], если все другие концен-трацш постоянны. Это подтверждается экспериментальными данными (рис. 3. 6). В ионообменной хроматографии при разделении редких земель элюированием цитратными буферными растворами коэффициент распределения, от которого зависит объем элюата для некоторого компонента (гл. 6. 2), мoнieт регулироваться также изменением величины pH и концентрации лимонной кислоты в элюенте. [c.78]

В ряде статей, появившихся в ноябрьском номере журнала Американского химического об црства [J. Ат. hem. So ., 69, 2769—2884 (1947)], содержатся обзоры теории и применений метода разделения с помощью ионообменных смол, причем особое внимание уделяется разделению редких земель. Отдельные статьи, на которые выше имеются сылки, содержат указания относительно свободных от носителя индикаторов. [c.113]

При работе с несколько ббльшими количествами вещества (меченого, но не свободного от носителя) было достигнуто полное разделение редких земель на ионообменной колонке [К15]. [c.116]

Пригодность жидкостной хроматографии как метода была впервые продемонстрирована на примере разделения продуктов расщепления элементов. Успешные работы Томпкинса [2], Кетеля и Бойда [3], занимавшихся разделением редких земель с помощью ионообменной хроматографии, заставили обратить внимание исследователей на этот метод. [c.231]

Настоящая книга лредставляет собой сборник статей, посвященных вопросам теории и применения ионного обмена. Материал, вошедший в этот сборник, чрезвычайно разнообразен по содержанию. Изучение равновесия и кинетики в ионообменных системах, описание свойств ионообменных смол, вопросы подготовки воды для котельных установоЕ, разделение редких земель, применение ионного обмена в аналитической химии, разрешение различных биохимических вопросов и, наконец, обзор самых разнообразных вариантов использования ионообменников — все это собрано в одну книгу. Несмотря на подобную пестроту, нам казалось нецелесообразным произвести какие-либо сокращения и изменения материала. [c.5]

На основании изложенного в настоящей статье можно сделать вывод, что наиболее эффективные ионообменные методы разделения и очистки близких по свойствам катионов основаны на значительном повышении коэффициентов разделения благодаря применению комплексообразователей. Попытки разделения редких земель [58, 59] методами избирательного катионного вытеснения не дали ожидаемых результатов. Представляют интерес исследования по применению ионообменного метода для разделения изотопов лития и калия [60] с применением хроматографической промывки комплексообразователями. Очевидно, что эти методы найдут широкое применение для разделения и очистки органических катионов. Подобные процессы уже применяются в промышленности для извлечения алкалоидов, о чем подробно говорится в статье Анплецвейга и Находа (см. стр. 358). [c.232]

Состояние равновесия в присутствии комплексообразователя имеет особенно большое значение при избирательных ионообменных процессах, так как иногда при очень небольшой разни-це в сродстве ионита к разделяемым ионам константы ионизации или неустойчивого равновесия для образования комплексов бывают совершенно разными. Таким образом, относительное сродство одного иона может быть увеличено и, следовательно, разделение ионов значительно облегчено. Примером применения этого метода являются опыты по разделению редких земель с использованием цитратов в качестве комплексообразователей, описанные в главе XV. [c.69]

В Лос-Аламосе [7] для разделения граммовых количеств америция и килограммовых количеств легких редких земель использовали вымывание с катионитов цитратом аммония. Такой метод является развитием метода Спеддинга и Пауэлла [231 по разделению редких земель. При этом применялась ионообменная смола [c.379]

Ионообменный процесс удалось использовать для идентификации отдельных элементов этого семейства и даже при выделении в чистом виде элемента с атомным номером № 61. В зависимости от применения того или иного комплексообразователя и растворителя, порядок извлечения редких земель с колонки может быть изменен или даже полностью обращен. Разделение редких земель хроматографическим способом производится настолько полно, что получают препараты спектрально чистые. Так, например, из смеси солей неодима, презеодима и самария были выделены 99,9%-ная окись неодима, 9%-ная окись празеодима и 99,9%-ная окись самария. [c.121]

Мейер и Томпкинс [16] развили дальше теоретические представления Мартина и Синджа, применив их к анализу процесса разделения редких земель на ионообменных колонках, работающих по принципу комплексообразующего вытеснения. Они показали, что послойный метод расчета может дать полезные практические результаты при оценке разделительной способности колонок, степени взаимной загрязненности хроматографических зон и т. д. [c.10]

Растворы америция (ПГ), подобно другим растворам трехвалентиых актинидов, очень похожи по свойствам иа растворы редких земель. Гидролиз и комплексообра-зоваиие в растворах америция (П1) заметно ощутимы, однако много меньше, чем в растворах, содержащих ионы более высокого заряда или меньшего размера. В ионообменных мето,дах, используемых для разделения (см. раздел 2.5), ионы трехвалентных актинидов ведут себя подобно ионам редких земель, имеющим приблизительно такие же размеры. Эти методы позволяют хорошо отделить америций от кюрия и трансурановых элементов, но не позволяют отделить их от редких зе- [c.163]

Разработка новых способов разделения. Статьи, появивщиеся в ноябрьском номере за 1947 г. журнала Американского химического общества, относительно отделения редких земель с помощью ионообменных смол иллюстрируют пригодность метода радиоактивных индикаторов как аналитического средства при исследовании различных процессов разделения. [c.85]

Рт (47 ч.). Но (27,5 ч.), Ег (7,5 ч.), Тт (127 дн.), Yb (2,l ч.), Lu (6,6 дн.), Y (62 ч.) Разделение иттриевой группы редких земель на ионообменных колонках (полное разделение) К15 79 [c.345]

Разделение рения и. молибдена ионообменным методом проводили с помощью тиомочевины [172]. Использование такого метода для отделения микроколичеств редких земель от основной массы циркония описано в [173]. Авторы применяли сложный процесс отделения циркония от редкозе.мельных элементов, включающий отделение главной массы циркония на ионообменной колонке, эфирную экстракцию тиоцианатов некоторых примесей на холоде, аммиачное осаждение, фторид-ное осаждение, растворение фторидов и, наконец, повторное аммиачное осаждение. В качестве носителя в процессе отделения и внутреннего стандарта в последующем спектральном анализе концентратов использовали иттрий. [c.24]

Как известно, наибольшие трудности возникают при анализе суммы радиоактивных изотопов редкоземельных элементов. Неоценимую помощь оказывает здесь ионообменный мзтод. В первых работах с помощью растворов лимонной кислоты было осуществлено ионообменное разделение и идентификация редкоземельных элементов, образующихся при делении урана. Затем были найдены более эффективные комплексообразующие вещества, в частности, молочная и этилендиаминтетрауксусная кислоты. Молочная кислота нашла широкое применение для быстрых разделений смеси микроколичеств радиоактивных изотопов редких земель [61, 62]. [c.34]

Трудности, возникшие при реализации плутониевого проекта, привели к использованию ионитов для разделения, концентрирования и очистки продуктов деления. Огромные успехи в этом направ-.тении были достигнуты благодаря разработке простых, быстрых и эффективных ионообменных методов разделения и приготовления спектрографически чистых редких земель [3—9]1 История этих достижений изложена в сообщении Джонсона, Куила и Даниэлса [10]. Успешное разделение неорганических катионов стало возможным главным образом благодаря применению комплексообразующих органических кислот при таких условиях, когда существующие различия в адсорбируемости отдельных катионов можно значительно усилить . [c.175]

Поскольку обычное состояние окисления америция в водном растворе 3 +, химические свойства америция, кюрия и транскюриевых элементов очень похожи на химические свойства других трехвалентных катионов, например ионов редких земель. Так как америций, кюрий, транскюриевые и редкоземельные элементы присутствуют в облученном материале совместно,. необходимо, чтобы методы разделения их друг от друга были быстры и эффективны. Такие разделения было очень трудно проводить до введения в практику методов ионного обмена. Катионообменное разделение редкоземельных элементов открыло новую главу в истории этих элементов [10], а разработка таких методов дала ключ к проблеме разделения трансплутониевых элементов. Каннингем и Томпкинс первыми применили метод катионного обмена (смолу дауэкс-50 и цитратный элюент) для разделения актинидных элементов (америция и кюрия), как это было описано Томпсоном, Морганом, Джеймсом и Перлманом [8]. Элементы, которые надо было разделить, адсорбировали из 0,1 N раствора соляной кислоты на смоле дауэкс-50 (сульфированный полистирол) в водородной форме, помещенной в стеклянную колонку. Разделение проводили, вымывая адсорбированные элементы раствором цитрата аммония с pH около 3,5. Цитрат пшроко применялся Спеддингом с сотрудниками [11] при ионообменном фракционном [c.376]

Очень эффективно групповое разделение, предложенное Стритом и Сиборгом [4]. Оно осуществляется вымыванием с катионита концентрированной (13,3 N) соляной кислотой. В этих условиях америЦйй и кюрий вымываются из колонки (дауэкс-50) прежде ионов Лантанидов, чего не наблюдается, если в качестве элюента использовать такие комплексообразователи, как цитрат-ион. В последнем случае ионы редких земель как предшествуют, так и следуют за америцием и кюрием что очень затрудняет четкое разделение актинидов и лантанидов. Вымывание концентрированной соляной кислотой позволяет очень быстро осуществить такое разделение, после чего актинидные элементы можно отделить друг от друга ионообменными методами, используя в качестве элюентов селективные комплексообразователи. Вымывание со смолы дауэкс-1 тиоцианатом аммония позволит, вероятно, хорошо отделить кюрий от редких земель, поскольку, как и при вымывании америция, такое разделение дает прекрасные результаты. [c.421]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология