DE2428952C3 - Verfahren zur Trennung von Yttrium und Terbium aus einer Mischung von deren Salzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung von Yttrium und Terbium aus einer Mischung von deren Salzen unter Anwendung einer sauren wäßrigen Phase und einer Di-(2-äthylhexyl)-phosphorsäure enthaltenden organischen Phase.

Erfindungsgemäß wird so vorgegangen, daß zunächst Yttrium und Terbium und gegebenenfalls übliche Verunreinigungen in eine wäßrige Phase übergeführt werden, welche Schwefelsäure in einer Konzentration von 1,5 η enthält. Darauf wird diese wäßrige Phase mit einer organischen Phase zusammengebracht, wobei die organische Phase ein mit Wasser nicht mischbares organisches L.ösungsmiitel aufweist und Di-(2-äthylhexyl)-phosphorsäure in I-molarer Konzentration enthält. Der Kontakt zwischen der wäßrigen Phase und der organischen Phase wird so lange aufrechterhalten, bis im wesentlichen alles Yttrium und Terbium in die organische Phase übergegangen ist. Dann werden die wäßrige und die organische Phase voneinander getrennt. Hierauf wird die durch Trennung erhaltene organische Phase einer Rückextraktion mit einer wäßrigen Phase unterworfen, welche eine Konzentration von 2,7 η an Schwefelsäure enthält, wobei die Kontaktzeit zwischen der getrennten organischen Phase und der wäßrigen Phase der Rückextraktion auf etwa 6 Minuten eingestellt wird und die gelrennte organische Phase von der wäßrigen Rückextraktionsphase getrennt wird.

Das Verfahren der Erfindung ist ein zweistufiges Extraktionsverfahren, das nicht nur zur Trennung von Yttrium und Terbium geeignet ist, sondern auch zur Trennung der Elemente Yttrium und Terbium aus deren Mischungen mit anderen Elementen der Seltenen Erden angewandt werden kann. Bei dem ersten Extraktionsschritt wird der Kontakt zwischen den beiden Extraktionsflüssigkeiten so lange aufrechterhalten, bis das gewünschte Extraktionsgleichgewicht erreicht ist Dabei tritt eine Teiltrennung des Yttriums und des Terbiums von den übrigen Erdmetallen ein. Bei dem zweiten Extraktionsschritt werden dann die in die organische Phase extrahierten Seltenen Erden Yttrium und Terbium getrennt. Dazu ist es erforderlich, eine besondere Konzentration von Lösungen der Schwefelsäure zur Rückextraktion anzuwenden. Darüberhinaus ist es erforderlich, die Kontaktzeit der Phasen festzulegen, denn diese hat einen beträchtlichen Einfluß auf die Trennungsfaktoren.

Es wurde schon vorgeschlagen. Gemische von Elementen Seltener Erden durch Flüssig-Flüssig-Extraktionsverfahren unter Anwendung von Di-(2-äthylhexyl)-phosphorsäure als Extraktionsmittel zu trennen. Bei diesem Extraktionsverfahren ist die Wirksamkeit in der Trennung benachbarter Elemente verhältnismäßig gut. Jedoch müssen zahlreiche Extraktionsschritte unternommen werden, um denjenigen Reinheilsgrad der Produkte zu erreichen, der den von den häufig gestellten Qualitätsforderungen entspricht.

Das ganz allgemein auf die Gewinnung der Seltenen Erdmetalle abgeseilte Verfahren nach DE-OS 20 40 574 schreibt in der Extraktionsphase zwingend als verfahrenswesentlich die Mitverwendung einer quartären Ammonium- oder Phosphoniumverbindung vor und unterscheidet sich somit grundsätzlich von dem Gegenstand der Erfindung. Wenn dieses Verfahren auch die Verwendung von Schwefelsäure als Lösungsmittel für die Scltenen-Erdverbindungen nicht ausschließt, so ist doch die Anwesenheit von Nitrationen deutlich bevorzugt (z. B. S. 2. Abs. I: S. i, vorletzter Absatz bis S. 4, Abs. I). Hinweise auf anzuwendende Schwefelsäurekonzentrationen können der DE-OS 20 40 574 keinesfalls entnommen werden.

US-PS 35 94 118 betrifft die Trennung von Yttrium und Cer. Die dort beschriebene Trennung kann zwar aus schwefelsaurer Lösung erfolgen, doch wird Salzsäure für die Startlösung bevorzugt (Sp. 2, Zl. 30 bis 32). Im übrigen ist das in dieser Vorveröffentlichung behandelte Verfahren ausschließlich auf die Trennung von Yttrium und Cer beschränkt (Sp. 2, Z. 70 ff); für eine Trennung von Yttrium und Terbium finden sich keine verfahrenstechnischen Hinweise.

Die sachlich ferner liegende US-PS 31 10 556 betrifft die Abtrennung des Yttriums aus einer Mischung schwererer und leichterer Seltener Erdmetallverbindungen; dabei wird aber von einer salzsauren Lösung ausgegangen, die Rückextraktion mit einer anderen Säurekonzentration (5-6 n) betrieben und das Verfahren mit einer Thiocyanat-Behandiung in einem weiteren organischen Lösungsmittel zu Ende geführt (Anspruch 1 und die Beispiele).

Aus den drei vorgenannten Vorveröffentlichungen kann insbesondere nichts entnommen werden, was zu einer Arbeitsweise hinführt, nach der die Rückextraktion der organischen Phase mit 2,7 π Schwefelsäure in 6 Minuten durchzuführen ist.

Schon allein in diesen die Rückextraktion betreffenden Maßnahmen unterscheidet sich das Verfahren der

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jng in erfinderischer Weise von den drei Yttrium und Terbium und zusätzlich auch für Erbium

Hen Vorveröffentlichungen, von der Schwefelsäurekonzentration in wäßriger Phase

Verfahren der Erfindung hat auch den Vorteil und in F i g. 2 die Abhängigkeit des Trennungsfaktor-,;

!infach durchzuführenden, schnellen und wirksa- für Yttrium und Terbium von der Verweilzeit bei der

rennung von Yttrium und Terbium. 5 gegebenen Schwefelsäurekonzentration von 2,7 η bei

Zeichnungen lassen erkennen in Fig. 1 die der Rückextraktion,
gigkeit der Extraktionshalbzeit in Minuten für

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Trennung von Yttrium und Terbium aus einer Mischung von deren Salzen unter Anwendung einer sauren wäßrigen Phase und einer Di-(2-äthylhexyl)-phosphorsäure enthaltenden organischen Phase, dadurch gekennzeichnet, daß

   a. Yttrium und Terbium und gegebenenfalls übliche Verunreinigungen in eine wäßrige Phase übergeführt werden, welche Schwefelsäure in einer Konzentration von 1,5 η enthält,

   b. diese wäßrige Phase mit einer organischen Phase zusammengebracht wird, wobei die organische Phase ein mit Wasser nicht mischbares organisches Lösungsmittel aufweist und Di-(2-äthylhexyl)-phosphorsäure in 1-molarer Konzentration enthält,

   c. der Koniakt zwischen der wäßrigen Phase und der organischen Phase so lange aufrechterhalten wird, daß im wesentlichen alles Yttrium und Terbium in die organische Phase übergegangen ist,

   d. die wäßrige und die organische Phase voneinander getrennt werden.

   e. die unter d. genannte orgsnische Phase einer Rückextraktion mit einer wäßrigen Phase unterworfen wird, welche eine Konzentration von 2,7 η an Schwefelsäure enthält, jo

   f. die Kontaktzeit zwischen der getrennten organischen Phase und der wäßrigen Phase der Rückextraktion auf.~twa

   g. 6 Minuten eingcstell' wird und die getrennte organische Phase von der · äßrigen Rückex- Jj traktionsphase getrennt wird.