Tách biệt các nguyên tố đất hiếm (REE) bằng phương pháp sắc ký tương tác ion (IIC) sử dụng axit diglycolic (ODA) làm tác nhân tạo phức

Springer Science and Business Media LLC - 2021
R. Dybczyński1, Krzysztof Kulisa1
1Laboratory of Nuclear Analytical Methods, Institute of Nuclear Chemistry and Technology, Dorodna 16, 03-195 Warsaw, Poland

Tóm tắt

Tóm tắtCác khả năng tách biệt các nguyên tố đất hiếm (REE) thông qua sắc ký tương tác ion (IIC) sử dụng phức của chúng với axit diglycolic (ODA) ở chế độ trao đổi anion đã được nghiên cứu cả lý thuyết và thực nghiệm. Các tính toán, giả định rằng chỉ có phức ba giá mới được hấp thụ đáng kể bởi pha tĩnh, đã chỉ ra rằng ở pH 4–6, độ giữ lại trong dãy lanthanide sẽ tăng từ La đến vùng Tb–Dy–Ho với yttrium có số nguyên tử biểu kiến (App.At.No.) là 67½ và sau đó sẽ giảm khi số nguyên tử tiếp tục tăng. Các thí nghiệm sắc ký với hệ thống: Cột: Eternity C18—pha di động 5 mM ODA/8.6 mM TBAOH/0.6 mM HNO3; pH 4.60 đã xác nhận các dự đoán lý thuyết. Người ta phát hiện ra rằng scandium ở pH ≥ 4.0 elute trước toàn bộ nhóm REE nhưng ở pH thấp lại rơi vào vùng các lanthanide nhẹ. Sự thay đổi không đơn điệu của độ ái lực của REE với sự tăng lên của số nguyên tử dẫn đến thứ tự elu khá bất thường của REE là: Sc < La < Ce < Lu < Pr < Yb < Nd < Tm < Sm < Eu < Er≈Y < Gd < Ho < Tb≈Dy.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Gschneider KA (2011) The rare earth crisis—the supply/demand situation for 2010–2015. Mater Matters 6(2):32–37

https://pubs.usgs.gov/pp/1802/o/pp1802o.pdf. Accessed 19 Mar 2021

Kurysheva VV, Ivanova EV, Prohorova PE (2016) Extractants for rare earth metals. Chim Techno Acta 3(2):97–120

Chen B, He M, Zhang H, Jiang Z, Bin Hu (2017) Chromatographic techniques for rare earth elements analysis. Phys Sci Rev 2017:20160057

Dybczyński RS, Kulisa K (2019) Nomadic behavior of Sc and Y with respect to lanthanide series in chromatographic separations. Analytical and technological aspects. A review. Trends Anal Chem 115:23–38. https://doi.org/10.1016/j.trac.2019.03.001

Dionex Technical Note, TN 23, August 1991

Watkins RT, Ridley MK, Bruno Pougnet MA, Willis JP (1995) Determination of rare earth elements in coal using microwave digestion and gradient ion chromatography. Chem Geol 121:273–283

Bruzzoniti MC, Mentasti E, Sarzanini C (1997) Determination of lanthanides by ion chromatography. Separation and retention mechanism. Anal Chim Acta 353:239–244

Bradley VC, Manard BT, Roach BD, Metzger SC, Rogers KT, Ticknor BW, Wysor SK, Brockman JD, Hexel CR (2020) Rare earth element determination in uranium ore concentrates using online and offline chromatography coupled to ICP-MS. Minerals 10:55. https://doi.org/10.3390/min10010055

Grenthe I, Tobiasson I (1963) Thermodynamic properties of rare earth complexes. I. Stability constants for the rare earth diglycolate complexes. Acta Chem Scand 17:2101–2112

Kremer C, Torres J, Dominguez S (2008) Lanthanide complexes with ODA, IDA, and NTA: From discrete coordination compounds to supramolecular assemblies. J Mol Struct 879:130–149

Dybczyński R (1964) Separation of rare earths on anion exchange resins. IV. Influence of temperature on anion exchange behavior of the rare earth ethylenediaminetetraacetates. J Chromatogr 14:79–96

Dybczyński RS, Kulisa K (2009) Effect of carboxylic α-hydroxyacid and of temperature on rare earth element (REE) separation by ion chromatography. Chem Anal (Warsaw) 54:437–457

Sethurajan M, van Hullebusch ED, Fontana D, Akcil A, Deveci H, Batinic B, Leal JP, Gasch TA, Kucuker MA, Kuchta K, Neto IFF, Soares HMVM, Chmielarz A (2019) Recent advances on hydrometallurgical recovery of critical and precious elements from end of life electronic wastes—a review. Crit Rev Environ Sci Technol 49(3):212–275. https://doi.org/10.1080/10643389.2018.1540760

Tunsu C, Ekberg C, Foreman M, Retegan T (2014) Studies on the solvent extraction of rare earth metals from fluorescent lamp waste using Cyanex 923. Solvent Extr Ion Exch 32(6):650–668

Yoon HS, Kim CJ, Chung KW, Kim SD, Kumar JR (2015) Recovery process development for the rare earths permanent magnet scraps leach liquors. J Braz Chem Soc 26(6):1143–1151

Dybczyński RS, Pyszynska M, Kulisa K, Bojanowska-Czajka A (2020) Selective separation of yttrium from rare earth elements by ion interaction. Analytical and larger scale applications. Sep Sci Technol 55(7):1364–1379. https://doi.org/10.1080/01496395.2019.1588316

Dybczyński RS, Kulisa K (2020) Observations on ion interaction chromatographic system: reversed phase column—H3BO3/TBAOH mobile phase and the effect of temperature. Chromatographia 83:1553–1560. https://doi.org/10.1007/s10337-020-03963-3

Thông tin
Thông tin xuất bản

Springer Science and Business Media LLC

Thông tin tác giả