Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » الاستخلاص بالمذيبات لفصل العناصر الأرضية النادرة

الاستخلاص بالمذيبات لفصل العناصر الأرضية النادرة

1940
  • Frank Spedding
إعداد استخلاص المذيبات المختبرية لفصل العناصر الأرضية النادرة في الهندسة الكيميائية.

(صورة تم إنشاؤها للتوضيح فقط)

يُعد فصل العناصر الأرضية النادرة المتشابهة كيميائيًا أمرًا بالغ الصعوبة. الطريقة الصناعية الأساسية هي الاستخلاص بالمذيبات، وتحديدًا الاستخلاص بتيار معاكس من سائل إلى سائل. تستغل هذه العملية الفروق الدقيقة في معاملات توزيع أيونات العناصر الأرضية النادرة بين الطور المائي والطور العضوي غير القابل للامتزاج الذي يحتوي على عامل معقد. بتكرار العملية على مئات المراحل، يمكن عزل عناصر فردية عالية النقاء.

The process relies on the principle of differential partitioning. The rare-earth elements, typically as trivalent ions ([latex]RE^{3+}[/latex]) in an acidic aqueous solution, are brought into contact with an organic solvent (like kerosene) containing an extractant. Common extractants include organophosphorus compounds like tributyl phosphate (TBP) or di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid (D2EHPA). The extractant forms a complex with the rare-earth ions, making them soluble in the organic phase. Due to the lanthanide contraction, the stability of these complexes, and thus their tendency to move into the organic phase, varies slightly across the series. Lighter lanthanides (like lanthanum) are more basic and prefer the aqueous phase, while heavier lanthanides (like lutetium) are more acidic and have a greater affinity for the organic extractant.

في نظام التيار المعاكس، تتدفق الطوران المائي والعضوي في اتجاهين متعاكسين عبر سلسلة من المراحل (الخلاطات-المرسبات). في كل مرحلة، تُعيد العناصر توزيع نفسها بين الطورين وفقًا لمعامل توزيعها. يُضخّم هذا التسلسل متعدد المراحل عامل الفصل الصغير أحادي المرحلة، مما يسمح في النهاية بفصل العناصر الأرضية النادرة المتجاورة إلى درجات نقاء تتجاوز 99.99%. يُعدّ اختيار المستخلص، ودرجة حموضة الطور المائي، ودرجة الحرارة معايير حاسمة تُضبط بدقة لتحسين فصل العناصر المحددة. حلّت هذه الطريقة محلّ تقنيات التبلور الكسري السابقة الأكثر صعوبة، ومكنت من إنتاج العناصر الأرضية النادرة اللازمة للتقنيات الحديثة على نطاق واسع.

UNESCO Nomenclature: 3305
- الهندسة الكيميائية

يكتب

العملية الكيميائية

الاضطراب

المالية الفرعية

الاستخدام

الاستخدام الواسع النطاق

السلائف

  • اكتشاف السوائل غير القابلة للامتزاج
  • قانون توزيع نيرنست الذي يصف التقسيم
  • تطوير التبلور الكسري، وهي طريقة فصل سابقة وأقل كفاءة
  • تخليق عوامل التعقيد العضوية
  • التطورات في مبادئ الهندسة الكيميائية للعمليات متعددة المراحل

التطبيقات

  • الإنتاج الصناعي للعناصر الأرضية النادرة عالية النقاء
  • إعادة المعالجة النووية لفصل الأكتينيدات مثل البلوتونيوم واليورانيوم عن منتجات الانشطار
  • الهيدروميتالورجيا لاستخراج المعادن مثل الكوبالت والنيكل
  • تنقية المواد الكيميائية والأدوية المتخصصة

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارات محتملة

بسبب عمليات جمع البيانات من خلال برامج الروبوت، والتي تتجاوز حاليًا 40 ألفًا يوميًا، فإن هذا المحتوى مخصص لأعضاء المجتمع فقط.
> تسجيل الدخول < أو > سجل < (مجاني 100٪) للوصول إلى هذا، وكذلك جميع المحتويات والأدوات الأخرى المقيدة.

Related to: solvent extraction, rare-earth separation, liquid-liquid extraction, hydrometallurgy, Ames laboratory, frank spedding, lanthanides, partition coefficient, mixer-settler, d2ehpa.

السياق التاريخي

الاستخلاص بالمذيبات لفصل العناصر الأرضية النادرة

1940
1940
1940
1940
1940
1945-01-01
1949
1940
1940
1940
1940
1940
1940
1948
1950

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

الاختراع والابتكار والمبادئ التقنية ذات الصلة

الصور بالحجم الكامل والتنزيلات متاحة فقط 100% مجاناً للأعضاء المسجلين.