Tinh chế đất hiếm bastnasite

Tinh chế đất hiếm bằng phương
pháp trao đổi ion
1
Nội dung trình bày
1. Tinh chế bằng trao đổi ion
1.1 Lịch sử phương pháp
1.2 Cơ sở phương pháp
1.3 Quy trình phương pháp
1.4 Ưu nhược điểm của phương pháp
1. Kết luận
2
1.1 Lịch sử phương pháp

Quá trình phân tách bằng phương pháp trao đổi ion là một phần của dự án
Manhattan (1943 - 1947). Các nguyên tắc của phương pháp tách được phát triển
bởi Boyd và đồng nghiệp trong phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge, đại học
Iowa của Mỹ

Nỗ lực để phát triển sắc ký cột trao đổi ion vào một quá trình tách các nguyên tố
đất hiếm đã được thực hiện bởi các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Oak
Ridge giữa những năm 1970.

Tuy nhiên, quá trình này được thiết kế cho các yêu cầu phân tích với dung lượng
thấp của các cột và do đó chưa được thương mại hóa
3
1.2 Cơ sở phương pháp
4
1
Trao đổi ion là một
quá trình gồm các
phản ứng hoá học thế

giữa các ion trong
pha lỏng và các ion
trong pha rắn (là nhựa
trao đổi)
2
Các ion trong pha
lỏng dễ dàng thế chổ
các ion có trong nhựa
trao đổi
3
Có hai phương pháp
sử dụng là trao đổi
ion với lớp nhựa
chuyển động và trao
đổi ion với lớp nhựa
trao đổi đứng yên
Nhựa trao đổi ion
5

Nhựa trao đổi ion là một loại polymer có khả năng
trao đổi những ion cụ thể của nó với các ion khác

Có 4 loại nhựa trao đổi ion
- Nhựa cation acid mạnh
- Nhựa cation acid yếu
- Nhựa anion bazơ mạnh
- Nhựa anion bazơ yếu

Vật liệu trao đổi ion tổng hợp được sử dụng phổ
biến là nhựa polystyrene với nhóm sulphonate

(RSO
3
-
) có khả năng trao đổi ion dương và nhóm
amine (RNH
2
) trao đổi ion âm
1.3 Quy trình phương pháp
6
Dung dịch của
muối đất hiếm
Thiết bị trao đổi ion
Thiết bị rửa và
phân giải
Oxide đất hiếm
Oxalate đất hiếm
Nhựa trao
đổi ion
Dung dịch
Cu
2+
và Zn
2+
EDTA,
HEDTA
Dung dịch
NH
4
+
Hoàn nguyên

nhựa
Phức các đất hiếm nặng
Lutetium, ytterbium
Các nguyên tố nhóm lantan
800 – 1000
o
C
+ Axit oxalic
7
1.4 Ưu điểm và nhược điểm phương pháp
8
Cần sử dụng một lượng lớn tác
nhân tạo phức cho quá trình và
phải được phục hồi sau khi sử
dụng
Độ hòa tan thấp dẫn đến việc dung
dịch phức của các nguyên tố đất
hiếm rất loãng (2 -10 g REO / L)
Phân tách đất hiếm
ở dạng tinh khiết cao
2. Kết luận

Trao đổi ion lần đầu tiên được sử dụng để tách các nguyên tố đất hiếm quy mô
công nghiệp vào cuối năm 1950. Tuy nhiên , nó đã được thay thế phần lớn bởi
qúa trình chiết lỏng – lỏng trong những năm 1960 , và chỉ được sử dụng nếu
không có chất lỏng thích hợp

Từ năm 1970, một lượng nhỏ các nguyên tố đất hiếm tiếp tục được phân cách
bằng trao đổi ion khi yêu cầu trong độ tinh khiết cao > 99,9999% (đối với một số
ứng dụng điện tử) hoặc để sản xuất các hợp chất đất hiếm với một thị trường rất

nhỏ và có chỉ thỉnh thoảng cần thiết

Phương pháp trao đổi ion để tách các nguyên tố đất hiếm vẫn còn giá trị thực tiễn
cao với nhu cầu phân tích trong phòng thí nghiệm
9
Tài liệu tham khảo

/>element/307472/Ion-exchange

/>
Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry
10
Cảm ơn cô và các bạn đã lắng nghe !
11