Liuotinuuttomenetelmä

Nov 23, 2023

Jätä viesti

Koska sillä on suuren mittakaavan ja jatkuvuuden ominaisuudet, se on tärkeä menetelmä harvinaisten maametallien ryhmittelyssä tai erottamisessa. Tietyssä uuttojärjestelmässä ja -laitteistossa harvinaisten maametallien suolat joutuvat useaan kosketukseen ja jakautumaan uudelleen orgaanisen faasin ja vesifaasin välillä, jotta saavutetaan monialkuaineryhmittely ja yksittäisten elementtien erottaminen. Uuttoaineita ovat happea sisältävät liuottimet (ketonit, eetterit, alkoholit, esteriyhdisteet), fosfaatit (kuten tributyylifosfaatti, di-2-etyyliheksyylifosfaatti), amiinit (trialkyyliamiinit, klooritrialkyyliamiinit), karboksyylihapot (rasvahapot, ) ja kelatoivat uuttoaineet, jotka voivat muodostaa kelaatteja metalli-ionien kanssa. Käytettävät uuttolaitteet sisältävät sekaselkeytysuuttimen, uuttotornin ja keskipakouuttimen. Neutraaleissa kompleksointiuuttojärjestelmissä uuttoaineet ovat neutraaleja orgaanisia yhdisteitä, kuten tributyylifosfaattia (TBP) ja dimetyyliheptyylifosfaattia (P-350). Uutettu aine on epäorgaaninen suola R (NO3) 3, ja niiden yhdistelmästä muodostuva uutettu yhdiste on neutraali kompleksi. Neutraalit fosforihappiuuttoaineet ovat tärkeimmät, joista P-350 on voimakkaampi kyky uuttaa harvinaisia ​​maametallia kuin TBP. Kun harvinaisia ​​maametallia uutetaan ja erotetaan P-350- tai TBP-typpihappojärjestelmässä, jakautumissuhteeseen ja erotuskertoimeen vaikuttavia tekijöitä ovat happamuus, harvinaisten maametallien pitoisuus, suolasaostusaine ja uuttoainepitoisuus. Happamissa kompleksointiuuttojärjestelmissä uuttoaine on orgaaninen heikko happo HA. Tärkein on hapan fosforihappiuuttoaine, di-2-etyyliheksyylifosfaatti (P-2O4), joka esiintyy tavallisesti dimeerimolekyylin H2A2 muodossa poolittomissa liuottimissa (kerosiini). Dimeeri muodostuu kahdesta vetysidoksesta OH...O ja voidaan uuttaa happamissa liuoksissa. Sen jakautumissuhde kasvaa atomiluvun kasvaessa (ionisäteen pienentyessä). Ioniyhdistysuuttojärjestelmissä uuttoaine on happea tai typpeä sisältävä orgaaninen yhdiste, ja uutettu aine on yleensä metallikompleksianioni. Nämä kaksi muodostavat uuttokompleksin ionien yhdistymisen kautta ja siirtyvät orgaaniseen faasiin. Tärkeimmät ovat amiiniuuttoaineet (primaariset, sekundaariset, tertiaariset amiinit ja kvaternaariset ammoniumsuolat). Ne pystyvät erottamaan vain metallielementtejä, jotka voivat tuottaa monimutkaisia ​​anioneja (kuten harvinaisia ​​maametalleja), ja alkalimetalleja ja maa-alkalimetalleja, jotka eivät pysty muodostamaan kompleksisia anioneja, ei voida uuttaa, joten niiden selektiivisyys on korkea. Käytettäessä P-204 kerosiini HCl RCl3 -järjestelmää harvinaisten maametallien erottamiseen, harvinaisten maametallien seos voidaan jakaa kolmeen ryhmään: kevyt, keskiraskas ja raskas. Säätelemällä tiettyä suolahapon vesipitoisuutta ja orgaanista faasia P-2O4:n kelatointikyky harvinaisten maametallien kanssa vaihtelee eri happamuustasoilla ja ryhmittyy siten ennalta määrättyjen rajojen mukaan. Ensinnäkin, kun neodyymi ja samarium ovat rajoja, samarium, europium ja niitä seuraavat raskaat harvinaiset maametallit uutetaan orgaaniseen faasiin, kun taas neodyymi ja sen aiemmat kevyet harvinaiset maametallit jäävät uuttoliuokseen; Sitten gadoliniumin ja terbiumin ollessa rajana saadaan samariumilla ja gadoliniumilla rikastettuja aineita käänteisuutolla 2 moolilla suolahappoa, ja sitten raskaita harvinaisten maametallien rikastettuja aineita saadaan käänteisuutolla 5 moolilla suolahappoa, jolloin saavutetaan ryhmittelyn tarkoitus. . Jokainen rikastettujen aineiden ryhmä voidaan edelleen erottaa yhdeksi harvinaiseksi maametalliksi.