Haruldaste muldmetallide eraldamine ja puhastamine

Kontsentraadist ekstraheeritud segatud haruldaste muldmetallide ühendist üksiku haruldaste muldmetallide elemendi eraldamiseks ja ekstraheerimiseks pole vaja mitte ainult eraldada need kümme äärmiselt sarnaste keemiliste omadustega haruldaste muldmetallide elementi, vaid eraldada ka haruldaste muldmetallide elemendid ja nendega seotud lisandid. Peamiselt on olemas keemilised meetodid, ioonivahetusmeetodid ja lahustiga ekstraheerimise meetodid.
Keemiline meetod
On olemas astmeline kristalliseerimismeetod, astmeline sadestamise meetod ja selektiivne oksüdatsiooni-redutseerimise meetod. Esimesed kaks eraldusmeetodit on asendatud ioonivahetuse ja orgaanilise lahustiga ekstraheerimisega. Redoksmeetodi valik põhineb asjaolul, et teatud haruldasi muldmetalle saab oksüdeerida +4 valentsusolekusse (Ce, Pr, Tb) või taandada +2 valentsusolekusse (Sm, Eu, Yb) ja nende keemilised omadused erinevad oluliselt +3 valentssete haruldaste muldmetallide omadest. Erineva oksüdatsiooni-redutseerimise potentsiaaliga haruldaste muldmetallide kasutamine võib saavutada eraldamise eesmärgi. Tseeriumi oksüdeerimine ning samariumi, euroopiumi ja ütterbiumi redutseerimiseraldusmeetodit kasutatakse endiselt laialdaselt.
Ioonivahetusmeetod
Tõhus meetod kõrge puhtusastmega üksikute haruldaste muldmetallide eraldamiseks. Kasutades haruldaste muldmetallide komplekside stabiilsuskonstantide väikesi erinevusi, läbivad haruldaste muldmetallide ioonid vaigukihil vahetusreaktsioone, mille tulemuseks on katkematu desorptsiooni-adsorptsiooniprotsess. See võimaldab arendada vaigukihi erinevates osades erineva rikastusastmega haruldaste muldmetallide ribasid, saavutades lõpuks vastastikuse eraldamise eesmärgi. Laadige segatud haruldaste muldmetallide ioonid ioonivahetuskolonni, mis sisaldab sulfoneeritud polüstüreeni divinüülbenseenvaiku, ja loputage ammoniaagi karboksüülkompleksi moodustava ainega. Tagamaks, et eraldatud haruldaste muldmetallide ioonidel oleks vaigukihil piisav vahetusaeg ja et haruldaste muldmetallide kompleksioonid ei pääseks kiiresti läbi vaigukihi, on vaja kasutada viivitatud iooni (mis võib põhjustada haruldaste muldmetallide ioonide desorbeerumist ülemisest osast. haruldaste muldmetallide riba ots adsorbeerub uuesti vaigule), et täita blokeerivat rolli ja tagada tõhus eraldamine. Levinud hilinenud ioonide hulka kuuluvad Cu2+- H+, H+ jne. Erinevate haruldaste muldmetallide elementide äärmiselt sarnaste omaduste tõttu on vaikude selektiivsus külgnevate kolmevalentsete haruldaste muldmetallide ioonide suhtes äärmiselt madal ja neid ei saa eraldada nihkega, näiteks lihtsad soolad. Seetõttu tuleb leostusainetena kasutada aminokarboksüülkompleksi moodustavaid aineid. Tavaliselt kasutatavate aminokarboksüülkompleksi moodustavate ainete hulka kuuluvad etüleendiamiintetraäädikhape (EDTA), hüdroksüetüleendiamiintetraäädikhape (HEDTA) ja aminotriäädikhape (NTA).