Separación y purificación de metales de tierras raras

Para separar y extraer un solo elemento de tierras raras del compuesto mixto de tierras raras extraído del concentrado, no solo es necesario separar estos diez elementos de tierras raras con propiedades químicas extremadamente similares, sino también separar los elementos de tierras raras y las impurezas asociadas. Existen principalmente métodos químicos, métodos de intercambio iónico y métodos de extracción con disolventes.
método químico
Existen métodos de cristalización gradual, métodos de precipitación gradual y métodos de oxidación-reducción selectiva. Los dos primeros métodos de separación han sido reemplazados por el intercambio iónico y la extracción con disolventes orgánicos. La elección del método redox se basa en el hecho de que ciertos metales de tierras raras pueden oxidarse al estado de valencia+4 (Ce, Pr, Tb) o reducirse al estado de valencia +2 (Sm, Eu, Yb). , y sus propiedades químicas son significativamente diferentes de las de los metales de tierras raras de valencia+3. El uso de metales de tierras raras con diferentes potenciales de oxidación-reducción puede lograr el propósito de la separación. La oxidación del cerio y el método de separación por reducción del samario, europio e iterbio todavía se utilizan ampliamente.
Método de intercambio iónico
Un método eficaz para separar tierras raras individuales de alta pureza. Al utilizar las pequeñas diferencias en las constantes de estabilidad de los complejos de tierras raras, los iones de tierras raras experimentan reacciones de intercambio en un lecho de resina, lo que da como resultado un proceso de adsorción desorción ininterrumpido. Esto permite el desarrollo de bandas de tierras raras con distintos grados de enriquecimiento en diferentes partes del lecho de resina, logrando en última instancia el objetivo de la separación mutua. Cargue iones de tierras raras mezclados en una columna de intercambio iónico que contenga resina de poliestireno divinilbenceno sulfonado y enjuague con un agente complejante de carboxilo de amoníaco. Para garantizar que los iones de tierras raras separados tengan tiempos de intercambio suficientes en el lecho de resina y evitar que los iones complejos de tierras raras pasen rápidamente a través del lecho de resina, es necesario utilizar un ión retardado (que puede hacer que los iones de tierras raras desorbidos de la capa superior extremo de la banda de tierras raras para adsorberse nuevamente en la resina) para desempeñar un papel de bloqueo y garantizar una separación efectiva. Los iones retardados comunes incluyen Cu2+- H+, H+, etc. Debido a las propiedades extremadamente similares de varios elementos de tierras raras, la selectividad de las resinas para los iones trivalentes de tierras raras adyacentes es extremadamente baja y no pueden separarse mediante desplazamiento como sales simples. Por lo tanto, se deben utilizar agentes complejantes de aminocarboxilo como agentes lixiviantes. Los agentes complejantes de aminocarboxilo comúnmente utilizados incluyen ácido etilendiaminotetraacético (EDTA), ácido hidroxietilendiaminotetraacético (HEDTA) y ácido aminotriacético (NTA).