Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
» 稀土元素分离的溶剂萃取法

稀土元素分离的溶剂萃取法

1940
  • Frank Spedding
化学工程中用于稀土元素分离的实验室溶剂萃取装置。

(图片仅供参考)

分离化学性质相似的稀土元素极其困难。主要的工业方法是溶剂萃取,具体来说是液-液逆流萃取。该工艺利用了稀土离子在水相和含有络合剂的不混溶有机相之间分配系数的细微差异。通过数百个阶段的重复,可以分离出高纯度的单个元素。

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.

在逆流系统中,水相和有机相沿相反方向流经一系列级联(混合澄清器)。在每个级联中,元素根据其分配系数在两相之间重新分配。这种多级级联放大了单级分离系数,最终使相邻的稀土元素分离至纯度超过99.99%。萃取剂的选择、水相的pH值和温度是关键参数,需要精心控制,以优化特定元素的分离效果。该方法取代了早期费力得多的分级结晶技术,并实现了现代技术所需的稀土大规模生产。

UNESCO Nomenclature: 3305
- 化学工程

类型

化学过程

中断

次金融

用法

广泛使用

前体

  • 不混溶液体的发现
  • 能斯特分配定律描述了分割
  • 分级结晶法的开发,这是一种早期、效率较低的分离方法
  • 有机络合剂的合成
  • 多阶段工艺化学工程原理的进展

应用程序

  • 高纯度稀土元素的工业规模生产
  • 核后处理,将钚和铀等锕系元素从裂变产物中分离出来
  • 湿法冶金用于提取钴和镍等金属
  • 特种化学品和药品的净化

专利:

NA

潜在创新理念

由于机器人流量被拦截(目前每天超过 4 万),此内容仅限社区成员查看。
> 登录 > 或者 > 注册 < (100% 免费)即可访问此内容,以及所有其他受限内容和工具。

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

历史背景

稀土元素分离的溶剂萃取法

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

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

相关发明、创新和技术原理

只有注册会员才能免费获得 100% 的全尺寸图片和下载。.

> 登录 <