Séparation et purification des métaux des terres rares

Pour séparer et extraire un seul élément de terres rares du composé mixte de terres rares extrait du concentré, il faut non seulement séparer ces dix éléments de terres rares aux propriétés chimiques extrêmement similaires, mais également séparer les éléments de terres rares et les impuretés associées. Il existe principalement des méthodes chimiques, des méthodes d'échange d'ions et des méthodes d'extraction par solvant.
Méthode chimique
Il existe une méthode de cristallisation par étapes, une méthode de précipitation graduelle et une méthode d'oxydo-réduction sélective. Les deux premières méthodes de séparation ont été remplacées par l’échange d’ions et l’extraction par solvant organique. Le choix de la méthode redox repose sur le fait que certains métaux des terres rares peuvent être oxydés à l'état de valence +4 (Ce, Pr, Tb) ou réduits à l'état de valence +2 (Sm, Eu, Yb) , et leurs propriétés chimiques sont significativement différentes de celles des métaux des terres rares de valence +3. L'utilisation de métaux des terres rares avec différents potentiels d'oxydo-réduction peut atteindre l'objectif de séparation. L'oxydation du cérium et la méthode de séparation par réduction du samarium, de l'europium et de l'ytterbium sont encore largement utilisées.
Méthode d'échange d'ions
Une méthode efficace pour séparer les terres rares uniques de haute pureté. En utilisant les petites différences dans les constantes de stabilité des complexes de terres rares, les ions de terres rares subissent des réactions d'échange sur un lit de résine, entraînant un processus d'adsorption par désorption ininterrompu. Cela permet le développement de bandes de terres rares avec différents degrés d'enrichissement à différentes parties du lit de résine, atteignant finalement l'objectif de séparation mutuelle. Chargez des ions de terres rares mélangés sur une colonne échangeuse d’ions contenant de la résine de polystyrène divinylbenzène sulfonée et rincez avec un agent complexant carboxyle d’ammoniac. Pour garantir que les ions de terres rares séparés ont des temps d'échange suffisants sur le lit de résine et empêcher les ions complexes de terres rares de traverser rapidement le lit de résine, il est nécessaire d'utiliser un ion retardé (ce qui peut provoquer la désorbation des ions de terres rares du lit de résine supérieur). extrémité de la bande de terres rares pour s'adsorber à nouveau sur la résine) pour jouer un rôle de blocage et assurer une séparation efficace. Les ions retardés courants incluent Cu2+- H+, H+, etc. En raison des propriétés extrêmement similaires de divers éléments de terres rares, la sélectivité des résines pour les ions de terres rares trivalents adjacents est extrêmement faible et elles ne peuvent pas être séparées par déplacement comme sels simples. Par conséquent, des agents complexants aminocarboxyles doivent être utilisés comme agents de lixiviation. Les agents complexants aminocarboxyles couramment utilisés comprennent l'acide éthylènediaminetétraacétique (EDTA), l'acide hydroxyéthylènediaminetétraacétique (HEDTA) et l'acide aminotriacétique (NTA).