Общие схемы полного разделения
Применяют различные схемы полного разделения РЗЭ, в которых сочетается описанные методы. В качестве примера на рис. 6 приведена схема разделения элементов цериевой группы. На разделении обычно поступает смесь гидроксидов, очищенная от примесей других элементов. Первоначально из смеси может быть выделен церий метод окисления. Затем производят разделение методом противоточной экстракции на три фракции: легкие РЗЭ (La, Ce,Pr,Nd), средние РЗЭ (Pr, Nd, Sm, Eu) и фракцию, обогащенную гадолинием и элементами иттриевой группы (Nd, Sm, Eu, Gd + Yb). Из второй и третьей фракции можно выделить самарий и европий восстановлением амальгамой натрия и разделить их, как описано выше. Разделение элементов в каждой из выделенных фракций проводят, используя методы экстракции и ионообменной хроматографии.
При разделении элементов иттриевой подгруппы методом экстракции выделяют иттрий ( например, используя экстракцию в хлоридно-роданидной системе) и две фракции: Gd, Tb, Dy, и Ho, Er, Tu, Tb, Lu. Дальнейшее разделение ведут с
Рис. 6. Принципиальная схема разделения РЗЭ цериевой группы
использованием экстракции (методы полного противотока или противотока) и ионообменной хроматографии. Иттербий выделяют восстановлением из нитратных растворов амальгамой натрия.
Задание: В солянокислом растворе содержится 70 г/л РЗМ цериевой группы и 10 г/л тория. Дайте обоснование возможности избирательного осаждения гидроксидов тория и РЗM. Рассчитать рН начала выделения гид-роксидов тория и церия.
Расчет технологического процесса
Извлечение из солянокислых растворов. Наиболее распространён процесс экстракции Tb из растворов ТБФ, который образует с Tb сольват Tb(NO3)4 * 2ТБФ.
Tb реэкстрагируют разбавлением HNO3, затем Tb может быть осажден в составе оксалата, который прокаливание превращается в TbO2
pH среды 4-6
Коэфициенты распределения РЗМ значительно ниже, чем у Tb, поэтому метод обеспечивает достаточную селективность процесса
гидроксид тория Th(OH)4 - осаждается при рН = 3,5÷3,6 в виде аморфного осадка. Произведение растворимости ~1040
Список литературы
Зеликман А.Н., Самсонов Г.Ф., Крейн О.Е. Металлургия редких металлов. М.: Металлургиздат, 1954. С. 2522. Зеликман А.Н., Коршунов Б.Г.
Металлургия редких металлов. М.:Металлургия, 1991.- 432 с.
Ковтун О.Н., Колмакова Л.П., Колмаков А.А., Дружинина А.А. Металлургия редких металлов. Конспект лекций.2008. С. 255
Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия, 1971. С. 248.
Михнев А.Д., Пашков Г.Л., Колмакова Л.П. Расчеты технологических процессов в металлургии галлия: методические указания к практическим занятиям. Красноярск, 1999. – 32 с.