Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 41. 10 november 1953 - De sällsynta jordartsmetallerna
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
852
TEKNISK TIDSKRIFT
sätt kan man föra in kadmium mellan
samarium-och neodym vid eluering med ett salt av
nitril-triättiksyra N(CH2COOH)3.
Jonutbytestekniken har emellertid olägenheten
att den kan tillämpas bara på relativt små
mängder lantanidoxider. I en kolonn med 4 cm
diameter och 110 cm höjd, fylld med Dowex 50 kan
man t.ex. effektivt separera bara ca 10 g oxider.
Det låg därför nära till hands att tillämpa
jon-utbytesprincipen i större skala genom
framställning och spjälkning av komplexföreningar.
Kom plexbildning
Fraktionerad kristallisation av komplexa
lan-tanidföreningar med t.ex. ß-diketoner,
m-nitro-bensensulfonsyra m.m. har länge använts, men
härvid utnyttjade man bara skillnaderna i
löslighet. År 1946 fann emellertid schweizaren Beck
att nitriltriättiksyra, vars syrarest kallas "trilo",
i alkalisk lösning bildar lösliga komplex med
lantanidoxalat och andra olösliga lantanidsalter
och att de härvid erhållna lösliga produkterna
kan fällas med syror därför att dessa spjälkar
komplexen. Vilka av lantaniderna som härvid
faller ut beror på det pH vid vilket fällningen
utförs. Sålunda faller t.ex. lantankomplexet sönder
vid pH 6,7, samariumkomplexet vid pH 5,4 och
erbiumkomplexet vid pH ca 3,0.
Sönderdelningen av komplexen kan utföras på
flera sätt, t.ex. genom tillsats av en syra,
överskott på lantanidoxalat eller salter av metaller
som med trilo bildar stabilare komplex än
lantaniderna. Komplex med naturliga aminosyror
eller t.o.m. ammoniumacetat kan vara
användbara vid separering av lantanider, men hittills
har etylendiamintetraättiksyra, vars syrarest
kallas "enta", visat sig mest användbar.
Utom på de redan nämnda sätten kan
komplexbildning utnyttjas genom en teknik som bygger
på lantanidernas relativa tendens att bilda enkla
sura komplex och dessas natriumsalter.
Resultatet vid denna metod beror av jämvikten
4 Na(Ln enta) -f H4 enta 3 H(Ln enta) +
-f- Na(Ln enta) -‡- Na3H enta
där Ln betyder lantanid, H4 enta
etylendiamintetraättiksyra, Na3H enta dennas trinatriumsalt
och (Ln enta) lantanidkomplex med enta.
De mer basiska, lättare lantaniderna tenderar
att bilda enkla sura komplex och de tyngre att
ge komplexa natriumsalter. De förra är vanligen
för stabila för separering genom fraktionerad
kristallisation. Fastän ytterbium och dess
närmaste grannar ger icke kristalliserande komplex
fungerar metoden bäst vid skiljande av
gadolinium, terbium, dysprosium och holmium.
Fastän man hittills mest har studerat
separering genom komplexbildning med
polykarboxyli-minsyror kan man också använda andra syror
som ger anjonkomplex med lantanider, om kom-
plexen sedan kan överföras till kat jonform.
Sålunda kan trisulfitföreningar [Ln(S03)3]3~,
erhållna genom upplösning av lantanidoxider eller
lantanidhydroxider i svavelsyrlighet,
fraktioneras genom oxidation till sulfat i vilka
lantaniderna är kat joniska. Man kan då skilja dem
genom att med jonbytare extrahera den kat
joniska delen i en delvis oxiderad lösning.
Extraktion med lösningsmedel
Metoder för separering av lantanider med
lösningsmedel tycks också vara grundade på
komplexbildning, men dennas betydelse och funktion
är inte fullt utredd trots att man studerat
extrak-tionstekniken under några år. Tills på senaste
tid trodde man att bara fyrvärt cerium kan
extraheras på enkelt sätt, nämligen genom
upptagande av cerinitrat med eter ur utspädd
salpetersyra. Vid användning av tributylfosfat som
lösningsmedel är metoden emellertid mer
allmänt användbar. Vidare tycks saltsyra kunna
användas i stället för salpetersyra.
Lantanidernas extraherbarhet med
tributylfosfat växer liksom deras tendens till
komplexbildning med deras atomnummer. Genom lämplig
reglering av betingelserna vid
motströmsfraktio-nering kan lantanidserien delas upp i grupper
vid förutbestämda punkter. Denna tekniks
möjligheter är dock begränsade därför att man
liksom vid jonutbyte måste använda stora mängder
lösningsmedel, som tar med sig lantanider, vilka
det sedan är besvärligt att återvinna.
Vid Oak Ridge används nu
motströmsextrak-tion av lantanidoxider, lösta i salpetersyra, med
tri-n-butylfosfat i en glaskolonn 50 mm i
diameter8. I kolonnen finns 140 plåtar av rostfritt
stål på 25 mm avstånd från varandra. Plåtarna
har ett stort antal 0,8 mm hål. Utspädd
salpetersyra matas in vid kolonnens topp, en lösning av
lantanidoxider i salpetersyra vid dess mitt och
butylfosfat vid dess botten.
Vätskeströmmarnas hastighet är oftast bara
4—11 1/h. Då den är för liten för att vätskan
skall pressas genom hålen i plåtarna ges
materialet i kolonnen ca 30 tryckimpulser per
minut med en kolvpump utan ventiler. Vätskan
passerar då genom hålen och bryts härvid upp i
små droppar varigenom kontaktytan mellan
vatten- och lösningsmedelsfasen blir stor. Man
behandlar ca 450 g/h lantanidoxider i apparaten.
Hittills har man renat makrokvantiteter av
dysprosium, ökat europiumhalten hos koncentrat
av denna lantanid och studerat ekonomin vid
rening av de lättare lantaniderna.
Separeringsfaktorn, dvs. kvoten av förhållandet mellan de
båda komponenternas halter i den organiska
fasen och motsvarande förhållande i
vattenfasen, har blivit 106 vid separering av samarium
och neodym och 60 för dysprosium och
gadolinium.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
