离子交换法分离稀土元素.ppt

关于离子交换法分离稀土元素
第一张，共四十一张，创建于2022年，星期日
第一节 离子交换色层法
第一节 离子交换色层法的基本概念
第二节 稀土元素离子交换色层分离的原理
第三节 稀土元素离子交换色层分离的实践
第十八张，共四十一张，创建于2022年，星期日
一、稀土元素在吸附柱上的吸附过程
abcd: 操作交换容量, abfecd: 总交换容量
第十九张，共四十一张，创建于2022年，星期日
二、稀土元素在吸附柱上的淋洗过程
交换反应——淋洗剂为（NH4)3HL（EDTA的铵盐）
两种作用——树脂的吸附作用（倒序规律）和配合剂的解吸作用（正序规律）→RE(Z)与RE(Z+1)交换
初步分离——吸附柱上分布杂乱无章，[REL]-很稳定，配合作用远大于吸附作用
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三、稀土元素在分离柱上的淋洗过程
交换反应——Cu-H型树脂
延缓离子（阻留离子）的作用
帮助增加吸附-解吸次数，不让[RE]-很快通过分离柱
稀土元素排代分离过程示意图
淋洗曲线（洗脱曲线）
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稀土元素排代分离过程示意图
●La3+ ●Pr3+ ●Nd3+ ●Sm3+ ●Cu2+
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四、延缓离子的选择
凡是与配合剂形成的配合物的稳定性大于稀土与配合剂形成的配合物的稳定性的阳离子均可作三价稀土离子的延缓离子
配合剂为EDTA时——Cu2+,Ni2+,Pb2+,Zn2+,Fe3+均可作延缓离子
采用Cu2+——H+型树脂的原因
Cu配合物有颜色
沉淀反应（H2[CuL]有较大的溶解度）
第二十四张，共四十一张，创建于2022年，星期日
第二十五张，共四十一张，创建于2022年，星期日
五、影响稀土元素离子交换色层分离的因素
1. 淋洗剂溶液的pH值
溶液中的配合平衡
pH↓→REL-稳定性↓→RE3+再吸附的可能性↑→有利于稀土离子的分离
但pH过低→EDTA 有效利用率↓
EDTA或RE·EDTA·2H2O结晶析出淋洗剂浓度

浓度高,所需体积小→有利于提高产量,缩短生产周期
但必须注意H[REL]·nH2O，或Cu·[CuL]结晶析出
第二十六张，共四十一张，创建于2022年，星期日
五、影响稀土元素离子交换色层分离的因素（续）
３．淋洗剂流速
从稀土离子向树脂颗粒内部的扩散考虑→速度慢有利
从稀土色带间的离子扩散考虑→速度快有利
４．树脂的性质(强酸性阳离子交换树脂）
粒度：　粒度↓→交换速度↑，但树脂层的阻力↑
　　　吸附柱-~,分离柱——~
交联度：交联度↑→机械强度↑，选择性↑
　交换容量↓，交换速度↓
５．长径比和柱比
长径比：交换柱的长度与直径之比
长径比↑→重叠区↓→分离效果↑，但树脂层阻力↑
柱比：分离柱树脂总体积／交换柱树脂总体积
柱比↑→分离效果↑→产品纯度↑
６．温度
温度↑→交换速度↑→处理能力↑
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第三节 稀土元素离子交换色层分离的实践
一、离子交换色层法分离Tb、Dy的工艺流程
二、离子交换色层法分离制取其它纯稀土元素的工艺条件
三、离子交换色层法分离稀土元素的常见生产故障
第二十八张，共四十一张，创建于2022年，星期日
一、离子交换色层法分离Tb、Dy的工艺流程
１．交换柱
材质：聚氯乙烯、有机玻璃、内衬胶钢管
长径比：１０
树脂预处理（吸附柱、分离柱）
树脂再生：1mol/L盐酸处理
RSO3Na
纯水浸泡24h
2mol/LHCl浸泡24h
RSO3H
装吸附柱 装分离柱
NH4OH溶液处理 CuSO4-H2SO4溶液处理
　RSO3(NH4)