稀土分離用離子交換樹脂

A. 稀土元素提取用樹脂

不可能
稀土元素是要熔化才能提取
最少都有1000以上
樹脂都堅持不了1秒了，怎麼說也不可能的啊！

B. 稀土元素間的相互分離

稀土元素相互分離的方法如分級結晶法、分級沉澱和均相沉澱法，因分離的效果不理想，手續冗長、費時，已很少用於礦石分析。

氧化還原分離法系以原子價的改變為基礎，廣泛用於具有變價的稀土元素如四價鈰和二價銪、釤和鐿的分離。

有機溶劑萃取法對於分離稀土元素是行之有效的方法。如用乙醚萃取四價鈰可與其他稀土元素分離。近年來應用P₂₀₄萃取分離稀土元素具有特別重要的意義，例如用0.75mol/LP₂₀₄甲苯萃取時，鑭-鑥的分離因數可達3.5×10⁵，相鄰兩鑭系元素平均分離因數為2.5。P₅₀₇性質與P₂₀₄相似，相鄰稀土元素的分離因數的平均值大子P₂₀₄。

層析分離法包括紙色層法和柱上色譜法。在紙色譜法中，展開劑的選擇很重要，用於稀土元素分離的展開劑有:丙酮-乙醚-硫氰酸-硝酸銨系統;丁酮-硫氰酸-硝酸銨系統，丁醇-8-羥基喹啉-乙酸-硝酸銨系統以及8-羥基喹啉-二甘醇甲醚-三氯甲烷-氯化鉀系統等。

紙色譜法的優點是操作簡便，由於某些稀土元素在展開時存在拖尾現象，影響分離效果。近年來提出用高壓直流紙上電泳法可將15個稀土元素分離，但在常規分析中尚未使用。用乙醚-四氫呋喃-P₂₀₄-硝酸(100+15+1+3.5)對所有的稀土元素具有很好的分離效果，大量鈾存在以及復雜礦石中鑭系元素的分離都能得到同樣的效果。在上述分離系統中，採用雙向薄層色譜分離鉬、鋯、鈾、釔、銪、釤、鉕、釹、鐠、鈰、鑭、鋇、鍶、碲等元素，且可以分離測定岩石和獨居石中的稀土元素。

柱上反相分配層析法中以負載於三氟氯乙烯、硅藻土或多孔硅膠等擔體上的P₂₀₄或P₅₀₇作固定相，以適當濃度的鹽酸、硝酸或高氯酸溶液作流動相可以將稀土元素分成兩組、多組或將15個稀土元素相互分離。在一般情況下的分離效果，P₅₀₇優於P₂₀₄。以P₅₀₇萃淋樹脂作固定相的分離又優於負載在一般擔體上的P₅₀₇的固定相。柱上色層法分離稀土元素，目前應用最廣。

離子交換法也是分離稀土元素較為有效的方法。此法不但利用稀土元素在交換劑上交換勢的微小差別進行分離，而且更主要的是利用各稀土元素所形成的配合物其穩定性不同的特性來增進分離效果。常用的配位合劑有:乙酸銨、EDTA、檸檬酸、磺基水楊酸、乳酸和α-羥基異丁酸等。尤以α-羥基異丁酸效果較好。

高速離子交換色譜法，不僅使稀土元素相互分離，而且也大大地縮短了分離時間;α-羥基異丁酸濃度梯度或pH梯度淋洗效果更好，可在0.5h內完成15個稀土元素相互分離。

總之，對稀土元素間的相互分離，迄今為止各類方法均有其優缺點，在實際使用中有一定局限性。

C. 陽離子交換樹脂可以吸收稀土

准確的表抄述應該是離子交換法可以對稀土元素進行分離，從而制備高純度的單一稀土元素。是以離子交換樹脂作為固定相，含稀土離子的料液（一般為淋洗液）為流動相，通過離子交換樹脂骨架上的官能團所帶離子，與稀土離子淋洗液中的電荷相同的離子發生置換反應，從而將稀土離子吸附在樹脂官能團上，樹脂官能團自帶的離子釋放到稀土料液中（比如陽樹脂的H離子或陰樹脂的OH離子），當樹脂吸附飽和後，在用高濃度的HCl或NaOH溶液進行洗脫，因為離子交換是可逆的，所以吸附後洗脫並不困難。作為離子交換樹脂在稀土元素離子吸附中的應用，最難的是將離子排代順序靠近的稀土離子進行有效分離，從而得到高純度的單一稀土元素。這個問題也是咱們作為全球最大稀土儲有量國家，但高端稀土的生產及定價卻被國外公司壟斷的關鍵所在，國內的生產工藝一般都採取萃淋法，得到的純度普遍不高，作為微量精製製取高純度額稀土元素，離子交換法是首選。希望能與國內相關科研及生產單位可以進一步交流，合作。

D. 稀土元素與伴生元素的分離

61.2.1.1 沉澱分離法

稀土元素的沉澱分離法一般採用草酸鹽、氫氧化物和氟化物法。有時為了提高分離效果，可將這些方法結合使用。草酸鹽沉澱法幾乎是分離稀土的特效方法，可有效地分離除釷和鹼土金屬以外的所有元素。氫氧化物主要用於分離鹼金屬和鹼土金屬，但選擇性較差。氟化物沉澱法主要用於分離鈮、鉭和大量磷酸根。由於稀土氟化物溶解度小於草酸鹽，特別適用於分離和富集痕量稀土元素。

(1)草酸鹽沉澱法

草酸是最常用的沉澱稀土的組試劑，可使稀土元素與大量共生元素如鐵，鋁、鉻，錳，鎳、鋯、鉿和鈾等分離。稀土與草酸形成溶解度很小的晶形草酸鹽沉澱RE(C₂O₄)₂·nH₂O，易於過濾和洗滌，灼燒後即得稀土氧化物。

在中性溶液中某些金屬離子形成溶解度較小的草酸鹽(如鍶、鋇、鑽，鎳、銅、鋅，銀、鎘、鉛、錫，鉍等)會沾污稀土草酸鹽沉澱;因此，沉澱分離應在酸性溶液(pH1.5～2.5)中進行。重稀土易與草酸銨形成鹼式草酸鹽配合物(NH₄)₃［RE(C₂O₄)₃］而部分溶解，因此沉澱劑最好是草酸而不使用草酸銨。若有鈦存在，可加入過氧化氫掩蔽，鈦量過大時則應先將稀土以氟化物狀態沉澱分離除去鈦。

近年來，常用草酸甲酯或草酸丙酯代替草酸，使發生均相沉澱改進沉澱晶形以減少草酸稀土沉澱的沾污。雜質含量高時，應採用二次沉澱分離。稀土含量低時可用鈣作載體。

草酸鹽沉澱分離法不能分離釷和鈣，故在測定稀土總量時，須與其他分離方法結合使用;例如用碘酸鹽法、苯甲酸法或六次甲基四胺法分離釷，用氫氧化銨沉澱法分離鈣等。

(2)氫氧化銨沉澱法

此法主要用於稀土與鈣和鎂的分離，但不能分離釷。用NaOH沉澱稀土可與鋁、鈹、鋅、釩、鎢、鉬和砷等分離。

稀土氫氧化物是比鐵和鋁的氫氧化物更強的鹼，在中性溶液中溶解度明顯，且其鹼性和溶解度隨稀土元素原子序數的增加而減小。因此，應加過量的氫氧化物進行分離，一般氫氧化銨過量10%，稀土的沉澱分離結果較滿意。

稀土氫氧化物沉澱呈黏液狀，不易過濾。通常應在熱溶液中沉澱，並在沸水浴中保溫，必要時可加入少許紙漿過濾。

在鹼性溶液中，三乙醇胺能同鐵、錳、鋁和銅等元素形成穩定的配合物，適當量的三乙醇胺並不影響稀土氫氧化物沉澱。EDTA和EGTA與稀土元素有較強的配位作用，但用量適當，可在稀土氫氧化物定量沉澱的情況下，掩蔽一些共存元素，提高分離效果。有時EGTA和三乙醇胺聯合使用，效果更好。

鎂的氫氧化物是痕量稀土元素有效的共沉澱劑。

(3)氟化物沉澱法

稀土元素的氟化物溶解度很小，當以氟化物沉澱稀土時，此時鈮、鉭，鈦、鋯和鐵保留於溶液中而與稀土定量分離。一般是在!(HCl)=3%和!(HF)=10%介質中進行沉澱。氟離子濃度過大，則稀土氟化物有形成可溶性氟配離子的趨勢。由於生成的沉澱呈難過濾的膠體狀態，且需在塑料器皿或鉑皿中進行，因而限制了此法的應用。

沉澱分離法一次均不能得到滿意的結果，必須將上述方法結合使用或用二次沉澱法。

61.2.1.2 溶劑萃取分離法

能與稀土形成配合物並為有機溶劑萃取的有機試劑很多，效果較好的有PMBP(1-苯基-3-甲基-4-苯醯基吡唑酮)、BPHA(苯甲醯苯胲)、TTA(2-噻吩甲醯三氟丙酮)、PAN［1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚］等。其中PMBP為目前分離稀土最好的試劑之一。PMBP與稀土和釷在pH5～5.6時生成的配合物，可為苯所萃取。與釷形成的配合物更穩定，可利用此差異在一定條件下將稀土反萃取進入水相以達到與釷分離的目的。

61.2.1.3 離子交換色譜分離法

離子交換色譜分離法是近年來用以分離稀土元素最快和效果最好的方法之一。它利用稀土元素與其他元素在樹脂柱上分配系數的差異，用不同成分的淋洗液分離出稀土元素，即使最難分離的釷也可定量分離。本法的優點是分離效果好、勞動強度低以及引進的雜質少，特別適用於稀土礦物的系統分析，也適用於分離富集岩石和礦物中痕量稀土元素。

幾種常用的離子交換樹脂及分離稀土元素的條件列於表61.5。

表61.5 幾種常用的離子交換樹脂及分離稀土的條件

61.2.1.4 反相萃取色譜分離法

反相萃取色譜分離具有溶劑萃取的選擇性和離子交換色譜的高效性，負載於擔體上的P₅₀₇或者PMBP及P₅₀₇萃淋樹脂用作固定相，能有效地分離稀土元素與其他元素。

E. 離子交換樹脂的用途是什麼呢

離子交換樹脂的用途：

1、用於水中的各種陰陽離子的去除。

2、離子交換樹脂可用於製糖、味精、酒的釀造、生物製品等工業裝置上。

3、制葯工業離子交換樹脂對發展新一代的抗菌素及對原有抗菌素的質量改良具有重要作用。

4、在有機合成中常用酸和鹼作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應。

目前，許多水溶液或非水溶液中含有有毒離子或非離子物質，這些可用樹脂進行回收使用。如去除電鍍廢液中的金屬離子，回收電影製片廢液里的有用物質等。離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。

(5)稀土分離用離子交換樹脂擴展閱讀：

注意事項：

1、離子交換樹脂含有一定水分，不宜露天存放，儲運過程中應保持濕潤，以免風干脫水，使樹脂破碎，如貯存過程中樹脂脫水了，應先用濃食鹽水（10%）浸泡，再逐漸稀釋，不得直接放入水中，以免樹脂急劇膨脹而破碎。

2、冬季儲運使用中，應保持在5-40℃的溫度環境中，避免過冷或過熱，影響質量，若冬季沒有保溫設備時，可將樹脂貯存在食鹽水中，食鹽水濃度可根據氣溫而定。

3、離子交換樹脂的工業產品中，常含有少量低聚合物和未參加反應的單體，還含有鐵、鉛、銅等無機雜質，當樹脂與水、酸、鹼或其它溶液接觸時，上述物質就會轉入溶液中，影響出水質量，因此，新樹脂在使用前必須進行預處理，一般先用水使樹脂充分膨脹。

對其中的無機雜質（主要是鐵的化合物）可用4-5%的稀鹽酸除去，有機雜質可用2-4%稀氫氧化鈉溶液除去，洗到近中性即可。如在醫葯制備中使用，須用乙醇浸泡處理。

F. 離子交換法可用於（）和（）

,稀土元素的分離
雖然目前萃取法在稀土分離中也有很大優勢.但為取得單個的高純度的稀土元素.離子交換法仍佔有一定的地位.這個流程中使用強酸性陽離子交換樹脂,並應用延緩離子.由於所用淋洗劑是與稀土元素有很強結合能力的試劑乙二胺四乙酸(EDTA).如無任何阻擋,所有稀土元素都會較快地從柱中流出而不能達到有效分離.所謂延緩離子是這樣的離子(比如Cu2+),它與淋洗劑的結合能力比稀土強,事先充滿整個樹脂柱,當淋洗劑與稀土形成的配合物下行遇到Cu2+時,Cu2+即與淋洗劑結合而將稀土元素離子釋放出來使之滯留在樹脂上.隨著淋洗的繼續,稀土元素經過反復地在淋洗劑和樹脂間交換.最後按順序在柱上排列,達到分離的目的.
二,在分析領域的應用
1,試樣中總鹽量的測定
2,分離干擾離子
(1),不同電荷離子間的分離
一般常用陽離子交換樹脂.
(2),相同電荷離子間的分離
將某種離子變成絡陰離子,而用離子交換樹脂
分離.
二,在分析領域的應用
例: 分離 Al3+ 和Fe3+
HCl介質
將相同電荷的離子一起吸附到樹脂上,然後進
行選擇性淋洗,將它們分離.
例: 分離鎳,錳,鈷,銅,鐵,鋅
在濃鹽酸介質中,強鹼性陰離子交換樹脂上進行交換後,用不同濃度的鹽酸溶液洗脫.
12 mol/LHCl → Ni2+ , 6.0mol/LHCl → Mn2+
4.0mol/LHCl → Co2+ , 2.5mol/LHCl → Cu2+
0.5mol/LHCl → Fe3+ , 0.005mol/LHCl →Zn2+
3,痕量物質的富集
例:測定天然水中K+,Na+,Ca2+,Mg2+,SO42-,
Cl-
試液 → 陽離子交換柱 → 陰離子交換柱 →
少量稀鹽酸洗脫陽離子 → 少量氨溶液洗脫陰離子 → 濃縮
三,化學工業中的應用
1,氫氣的凈化
2,工業鹽酸的提純
3,石油化工
四,醫葯食品工業
五,環境保護
§4.6吸附分離及應用
吸附色層分離是用吸附劑對某些元素或離子進行吸附而建立起來的色層分離方法.
吸附劑特性:
化學穩定性好,耐化學腐蝕,分離所得到產
物具有良好的化學純度;
(2) 耐輻射性,尤其在放射化學分離中容易得到比較穩定的分離效率和回收率.
良好的吸附和淋洗性能,在吸附色層中溶質和吸附劑之間容易達到平衡,吸附和淋洗較快,為快速分離相獲得較小體積的淋洗液創造了條件;
(4) 吸附劑易於獲取,價格低廉,操作比較簡單,消化處理容易.

G. 常用的離子交換樹脂材料有哪些方面的應用

1）水處理
水處理領域離子交換樹脂的需求量很大，約占離子交換樹脂產量的90%，用於水中的各種陰陽離子的去除。目前，離子交換樹脂的最大消耗量是用在火力發電廠的純水處理上，其次是原子能、半導體、電子工業等。
2）食品工業
離子交換樹脂可用於製糖、味精、酒的精製、生物製品等工業裝置上。例如：高果糖漿的製造是由玉米中萃出澱粉後，再經水解反應，產生葡萄糖與果糖，而後經離子交換處理，可以生成高果糖漿。離子交換樹脂在食品工業中的消耗量僅次於水處理。
3）制葯行業
制葯工業離子交換樹脂對發展新一代的抗菌素及對原有抗菌素的質量改良具有重要作用。鏈黴素的開發成功即是突出的例子。近年還在中葯提成等方面有所研究。
4）合成化學和石油化學工業
在有機合成中常用酸和鹼作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應。用離子交換樹脂代替無機酸、鹼，同樣可進行上述反應，且優點更多。如樹脂可反復使用，產品容易分離，反應器不會被腐蝕，不污染環境，反應容易控制等。
甲基叔丁基醚（MTBE）的制備，就是用大孔型離子交換樹脂作催化劑，由異丁烯與甲醇反應而成，代替了原有的可對環境造成嚴重污染的四乙基鉛。
5）環境保護
離子交換樹脂已應用在許多非常受關注的環境保護問題上。目前，許多水溶液或非水溶液中含有有毒離子或非離子物質，這些可用樹脂進行回收使用。如去除電鍍廢液中的金屬離子，回收電影製片廢液里的有用物質等。
6）濕法冶金及其他
離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。

H. 什麼叫做離子交換樹脂的再生

1. 離子交換樹脂是一種聚合物，帶有相應的功能基團。一般情況下，常規的鈉離子交版換樹脂帶有大量的權鈉離子。當水中的鈣鎂離子含量高時，離子交換樹脂可以釋放出鈉離子，功能基團與鈣鎂離子結合，這樣水中的鈣鎂離子含量降低，水的硬度下降。硬水就變為軟水，這是軟化水設備的工作過程。
   
   2.當樹脂上的大量功能基團與鈣鎂離子結合後，樹脂的軟化能力下降，可以用氯化鈉溶液流過樹脂，此時溶液中的鈉離子含量高，功能基團會釋放出鈣鎂離子而與鈉離子結合，這樣樹脂就恢復了交換能力，這個過程叫做「再生」。