DE3435600A1 - Verfahren zur trennung und reinigung von metallischen elementen durch verdraengungschromatographie - Google Patents
Verfahren zur trennung und reinigung von metallischen elementen durch verdraengungschromatographieInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung und Reinigung von metallischen Elementen durch Verdrängungschromatographie,
insbesondere ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine Lösung, die
mehrere zu trennende metallische Elemente enthält, durch eine mit einem aktivierten Chelatharz gefüllte
Säule leitet, um die Elemente am Harz zu adsorbieren, ein Eluens durch die Säule leitet, um die einzelnen
metallischen Elemente in Banden zu trennen, weiterhin ein Eluens durch die Säule leitet und aufeinanderfolgende
Teile des hierbei-gebildeten Eluats auffängt.
Der Bedarf an reinen metallischen Elementen, insbesondere reinen Seltenerdelementen, nimmt mit dem neueren
schnelleren Fortschritt der Technik, die Halbleiter, Fluoreszenzsubstanzen, Glasmaterialien, Legierungen
u.dgl. auf dem Gebiet der elektronischen Industrie betrifft, zu. Somit ist ein Verfahren zur wirksamen
Trennung und Reinigung von metallischen Elementen er-
^O wünscht. Als eines der Verfahren zur Gewinnung reiner
metallischer Elemente, die bei den vorstehend genannten Techniken verwendet werden sollen, ist ein Lösungsmittelextraktionsverfahren
bekannt, das für die Trennung, Abtrennung und Reinigung eines metallischen Elements im großtechnischen Maßstab angewendet wird.
Dieses Lösungsmittelextraktionsverfahren hat den Nachteil, daß es von einem Verlust an Extraktionsmittel
und Einschluß des Extraktionsmittels im gewünschten Produkt begleitet ist. Bezüglich des Lösungsmittelextraktionsverfahrens
wird auf J. Korkisch "Modern Methods for the Separation of Rare Metal Ions", Pergamon
Press, Oxford, 1969, verwiesen.
Bekannt ist ferner die Trennung von Seltenerdelementen *" nach einem Verfahren, bei dem ein Ionenaustauscherharz
in Kombination mit einem Chelatbildungsmittel verwen-
det wird. Bei einem solchen Verfahren ist es erforderlich, daß ein Chelatbildungsmittel, z.B. Ethylendiamintetraessigsäure
(EDTA) und Citronensäure der Flüssigphase zuzusetzen sind. Dieses Verfahren hat somit den Nachteil, daß ein Chelatbildner im abgetrennten
metallischen Element einbezogen wird. Der Einschluß eines Chelatbildners in das abgetrennte metallische
Element hat zur Folge, daß die Verwendung des metallischen Elements auf einem wichtigen Gebiet
wie dem der Fluoreszenzstoffe und anderer Materialien, die bei Verwendung in hoher Reinheit vorliegen müssen,
unmöglich ist. Wenn ein solches Verfahren dennoch verwendet werden soll, wird es in nachteiliger Weise notwendig,
eine zusätzliche Stufe zur Entfernung des Chelatbildners einzubeziehen. Ferner ist die Löslichkeit
eines Chelatbildners in einer sauren Flüssigphase im allgemeinen gering. Hierdurch wird eine obere Grenze
gesetzt, unterhalb derer die Konzentration von Metallionen in der Lösung geregelt werden muß. Bei diesem
Verfahren ist somit die Abtrennung von Metallionen nur bei niedrigen Konzentrationen möglich. Dieses Verfahren
ist daher vom Standpunkt der großtechnischen Herstellung nachteilig. Bezüglich des vorstehend beschriebenen
Verfahrens, bei dem ein Ionenaustauscherharz in Kombination mit einem Chelatbildner verwendet
wird, kann auf die üS-PSen 2 798 798, 2 539 582 und 3 228 750 und die japanische Patentveröffentlichung
Nr. 52-45647/1977 verwiesen werden.
Angesichts der vorstehend beschrieben gegenwärtigen Situation wurden von der Anmelderin weitgehende Untersuchungen
mit dem Ziel durchgeführt, ein vorteilhaftes Verfahren zur wirksamen Trennung, Abtrennung und Reinigung
von metallischen Elementen zu entwickeln. Zur Verwirklichung eines solchen Verfahrens versuchte die
Anmelderin insbesondere die Verwendung verschiedener
Arten von Harzen ohne Verwendung eines Chelatbildners, z.B. EDTA, der einen der größten Nachteile bei den
üblichen Verfahren verursacht. Als Ergebnis fand die Anmelderin, daß die vorstehend genannten Nachteile
der üblichen Verfahren durch ein Verfahren vermieden werden können, bei dem die Verdrängungschromatographie
unter Verwendung eines Chelatbildners als Füllmaterial für eine Säule verwendet wird. Ferner fand die Anmelderin,
daß bei einem solchen neuen Verfahren ein Gemisch von Seltenerdelementen, das als Folge der großen
chemischen Ähnlichkeit zwischen ihnen gewöhnlich sehr schwierig zu trennen ist, nicht nur in einem hohen
Reinheitszustand, sondern auch in einem Zustand hoher Konzentration in einzelne Sorten getrennt werden kann,
und daß ein stark verbesserter Säulenwirkungsgrad erreichbar ist. Der Erfindung liegen diese neuen Feststellungen
zu Grunde.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demgemäß,
ein Verfahren für die Trennung von metallischen Elementen durch Verdrängungschromatographie verfügbar zu
machen, durch das mehrere metallische Elemente in einzelne Sorten nicht nur in hohem Reinheitszustand sondern
auch im Zustand hoher Konzentration getrennt werden können und ein stark verbesserter Säulenwirkungsgrad
erreicht werden kann. Die vorstehend genannten und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung ergeben sich für den Fachmann aus der folgenden ausführlichen Beschreibung und den An-Sprüchen.
Gegenstand der Erfindung ist die Trennung, Abtrennung und Reinigung von metallischen Elementen durch Verdrängungschromatographie
nach einem Verfahren, das die folgenden Stufen umfaßt:
(1) In beliebiger Reihenfolge
- 8 - 3A35600
a) füllt man eine Säule mit einem Chelatharz und
b) behandelt das Chelatharz mit einer einen Aktivator enthaltenden Regenerativlösung unter Bildung
einer Säule eines aktivierten Chelathar-
5 zes,
(2) leitet durch die Säule des aktivierten Chelatharzes eine Lösung, die mehrere zu trennende metallische
Elemente enthält, um die Elemente am aktivierten Chelatharz zu adsorbieren, wodurch eine
Adsorptionsbande der metallischen Elemente in der mit dem aktivierten Chelatharz gefüllten Säule
gebildet wird,
(3) leitet durch die Säule des Harzes, das die Adsorptionsbande der metallischen Elemente aufweist, ein
Eluens zur Bildung der einzelnen metallischen Elemente in Banden;
(4) leitet durch die Säule weiter ein Eluens, um die
Banden der einzelnen metallischen Elemente zu veranlassen, die Säule hinabzufließen, und
(5) fängt aufeinanderfolgende Teile des erhaltenen
Eluats auf.
Eluats auf.
Die metallischen Elemente, die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung vorteilhaft getrennt werden können,
sind gewöhnliche metallische Elemente und amphotere Elemente mit der Fähigkeit, am Chelatharz adsorbiert
zu werden. Als spezielle Beispiele der metallischen Elemente, die nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung getrennt werden können, seien genannt: Elemente der Gruppe IIIA, Gruppe IVA, Gruppe V A,
Gruppe VIII und Gruppe III B (umfassend Scandium, Yttrium und Lanthanidenelemente) der langen Perioden
im Periodensystem. Die vorliegende Erfindung ist besonders vorteilhaft für die üblicherweise auf große
Schwierigkeiten stoßende Trennung von Seltenerdelementen.
5
5
Der hier gebrauchte Ausdruck "Seltenerdelemente" umfaßt die Lanthanidenelemente, d.h. Lanthan, Cerf Praseodym,
Neodym, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium,
Ytterbium und Lutetium sowie Skandium und Yttrium.
Der hier gebrauchte Ausdruck "Regenerativlösung", ein
häufig in der Technik gebrauchter Ausdruck, bedeutet eine Lösung, die zu verwenden ist, um ein Chelatharz
in eine aktivierte Form zu bringen.
Der in der vorliegenden Erfindung gebrauchte Ausdruck "Aktivator" bedeutet ein Material, dessen Adsorptionsfähigkeit an das Chelatharz geringer ist als die der
zu trennenden metallischen Elemente. Der Aktivator, der am Chelatharz adsorbiert worden ist, kann seinerseits
leicht durch die zu trennenden metallischen Elemente verdrängt werden, wenn der erstere mit dem letzteren
in Berührung gebracht wird. Spezielle Beispiele des Aktivators werden später gebracht. Der hier gebrauchte
Ausdruck "Eluens" bedeutet eine Lösung, die durch Auflösen eines Eluiermittels in einem Lösungsmittel,
das Wasser und ein organisches Lösungsmittel einschließt, hergestellt worden ist. Der hier gebrauchte
Ausdruck "Eluiermittel" bedeutet ein Material, das am Chelatharz eine Adsorptionsfähigkeit
hat, die höher ist als die der zu trennenden metallischen Elemente. Das Eluiermittel kann die adsorbierten
metallischen Elemente leicht verdrängen, um sie freizusetzen, wenn es damit in Berührung gebracht
wird. Spezielle Beispiele des Eluiermittels werden später gebracht.
Im Rahmen der Erfindung zu trennende metallische Elemente können vorliegen in Form einer einzigen Sorte
eines Salzes derselben, z.B. eines Salzes von Cl , SO4 , NO3 oder ClO. oder deren Gemisch. Beliebige
andere Salze als die vorstehend genannten können verwendet werden, so weit sie in Wasser löslich sind.
Der geeignete Aktivator und das geeignete Eluiermittel können gewählt werden durch Messung eines Adsorptions-Selektivitätskoeffizienten,
der definiert wird als
Konzentration von A Konzentration von B
K = in Adsorptionsmittel in Flüssigphase
Konzentration von A Konzentration von B
in Flüssigphase im Adsorptionsmittel
l=> worin K„ einen Adsorptionsselektivitätskoeffizienten
von A gegen B, A einen Aktivator oder ein Eluiermittel und B ein abzutrennendes metallisches Element darstellt.
Zur Messung eines Adsorptionsselektivitätskoeffizienten wird eine kleine Säule, z.B. eine solche mit einer
Länge von etwa 30 cm, verwendet, und die Konzentrationen eines Aktivators, eines metallischen Elements
und eines Eluiermittels werden nach üblichen Analysenmethoden, die zur Messung von Ionenkonzentrationen
nützlich sind, gemessen. Geeignet ist ein Aktivator mit einem K_ -Wert, der kleiner ist als 1,0, worin A
für den Aktivator und B für das abzutrennende metallische Element stehen. Anderseits sind Eluiermittel
mit einem K -Wert, in dem A das Eluiermittel und B ein abzutrennendes metallisches Element darstellen, geeignet,
der größer als 1,0 ist.
Das im Rahmen der Erfindung zu verwendende Chelatharz ist ein kugelförmiges oder fragmentarisches Harz mit
einer funktionellen Gruppe (nachstehend als "Chelat-
gruppe" bezeichnet), die mit den vorgesehenen metallischen Elementen eine Chelatstruktur bildet. Das Chelatharz
kann porös oder nicht-porös sein.
Geeignet sind beispielsweise Chelatgruppen, die aus solchen ausgewählt sind, die Polyaminocarbonsäuregruppen,
Oximgruppen, Oxingruppen u.dgl. enthalten. Von diesen werden Chelatgruppen bevorzugt, die Polyaminocarbonsäuregruppen
enthalten. Die bevorzugten Chelatgruppen, die Polyaminocarbonsäuregruppen enthalten,
können eine Struktur aufweisen, die von einer Verbindung der nachstehend genannten Formel (I) durch Entfernung
eines Wasserstoffatoms davon oder von ihrem Derivat mit einem Kohlenwasserstoffrest durch Entfernung
eines Wasserstoffatoms davon abgeleitet wurde:
R3 U3 K H o - (I)
K \^ γ-.— ir
12 3
worin R , R und R jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom oder eine Gruppe der Formel
-CH0COOR5,
5
xn der R em Wasserstoffatom, ein Metallatom oder ein
xn der R em Wasserstoffatom, ein Metallatom oder ein
25 Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 4 C-Atomen ist, 12 3
A , A und A jeweils unabhängig eine Gruppe der Formel
-CH0-CH0-N- J -CH0-CH0-N-
22I oder 22I 6 H / CH2COOR6
worin R die gleiche Bedeutung wie R hat, darstellen und i, j und k jeweils unabhängig eine ganze Zahl von
0 bis 3 sind mit der Maßgabe, daß die Verbindung der 35
Formel (I) wenigstens eine Gruppe der Formel
-CH9COOR5,
worin R die vorstehend genannte Bedeutung hat, darstellt.
Stärker bevorzugt werden Chelatgruppen der Formel
x I /
N-CH2-CH-N (II)
X X
worin X ein Wasserstoffatom oder eine Gruppe der Formel
-CH2COOM
ist, in der M ein Metallatom oder ein Wasserstoffatorn
ist;
I /x
N-CH2-CH2-N-CH2-CH2-N (III)
X X
worin X ein Wasserstoffatom oder eine Gruppe der Formel
-CH2COOM
ist, worin M ein Metallatom oder ein Wasserstoffatom
ist, und
30
30
N-CH0-CH0-N-CH0-CH0-N^ (IV)
2 2 I 2 2 \
XXX
worin X ein Wasserstoffatom oder eine Gruppe der Formel
-CH2COOM
ist, worin M ein Metallatom oder ein Wasserstoffatom
ist.
10 15 20 25 30 35
Spezielle Beispiele der Verbindungen der vorstehenden Formel (I) sind Iminodiessigsäure und substituierte
Iminodiessigsäuren, z.B. N-Methyliminodiessigsäure, N-Cyclohexyliminodiessigsäure und N-Phenyliminodiessigsäure,
Polyaminocarbonsäure mit einem Stickstoffatom, z.B. Nitrilotriessigsäure, Polyaminocarbonsäuren
mit zwei Stickstoffatomen, z.B. Ethylendiamin-N,N,N',N'-tetraessigsäure,
1,2-Propylendiamin-N,N,N1,N'-tetraessigsäure,
1-Phenylethylendiamin-N,N,N',N'-tetraessigsäure
und Cyclohexyldiamin-Ν,Ν,Ν1,N'-tetraessigsäure
und Polyaminocarbonsäuren mit drei oder mehr Stickstoffatomen, z.B. Diethylentriamin-Ν,Ν,Ν·,N",N"-pentaessigsäure,
Diethylentriamin-N,N,N",N"-tetraessigsäure
der Formel
^CH2 CH | N | CH2COOH | \ | CI | N ■ |
2 2\ | Nn | |
I H |
||||||||
T2 | ||||||||
COOH | COOH | |||||||
^CH2COOH | ||||||||
Diethylentriamin-Ν,Ν1,N",N"-tetraessigsäure der Formel
H-N
I
CH COOH
CH COOH
CH2COOH
N-CH2COOH CH-COOH
Triethylentetramin-Ν,Ν,Ν1 ,N",N'" , N"1 -hexaessigsäure
und substituierte Derivate der vorstehenden Verbindungen, und mit Essigsäuregruppen substituiertes PoIyethylenimin.
Ferner sind Polyaminocarbonsäuren, z.B.
N-Hydroxyethylendiamin-Ν,Ν1,N'-triessigsäure, 1,3-Diaminopropan-Ν,Ν,Ν1,N'-tetraessigsäure,
1,4-Diaminobutan-Ν,Ν,Ν',N'-tetraessigsäure
u.dgl. ebenfalls für die Zwecke der Erfindung geeignet. Von diesen Polyaminocarbonsäuren
werden Iminodiessigsäure, Ethylendiamintetraessigsäure, Diethylentriamin-Ν,Ν,Ν",N"-tetraessigsäure,
Diethylentriamin-Ν,Ν1,N",N"-tetraessigsäure
und ihre substituierten Derivate besonders bevorzugt.
Die vorstehend genannten chelatbildenden Verbindungen sind im Chelatharz in Form einer seitenständigen Gruppe enthalten, die durch,. Entfernung eines Wasserstoffatoms daraus abgeleitet wird.
Die vorstehend genannten chelatbildenden Verbindungen sind im Chelatharz in Form einer seitenständigen Gruppe enthalten, die durch,. Entfernung eines Wasserstoffatoms daraus abgeleitet wird.
Als Matrixharz eines für die Zwecke der Erfindung zu verwendenden Chelatharzes seien genannt: natürliche
polymere Substanzen oder synthetische Polymerisate, die hinsichtlich des Reaktionsschemas erhalten werden,
indem eine einzelne Art oder mehrere Arten von polymerisierbaren
Monomeren einer Additionspolymerisation, einer Kondensationspolymerisation, einer Additionskondensationspolymerisation,
einer Polyadditionspolymerisation oder einer Ringöffnungspolymerisation unterworfen
werden. Bezüglich der Apparatur kann diese Polymerisation nach einem Suspensionspolymerisationsverfahren
oder einer Polymerisation in Masse durchgeführt werden. Es ist erforderlich, daß das Matrixharz in den
beim Verfahren gemäß der Erfindung verwendeten Mitteln für die Chromatographie unlöslich ist. Beispielsweise
können übliche Matrixharze für Chelatharze verwendet werden, beispielsweise solche von unsubstituierten
oder substituierten Styrol-Divinylbenzol-Copolymerisaten u.dgl. Es wird bevorzugt, daß das Matrixharz des
Chelatharzes aus einem vernetzten Copolymerisat von Vinylmonomeren und vernetzbaren Monomeren besteht. Der
nachstehend definierte Vernetzungsgrad ist nicht entscheidend wichtig, liegt jedoch vorzugsweise im Be-
χ 100
reich von 2 bis 80%.
Vernet- _ Gewicht des vernetzbaren Monomeren zungs- Gesamtgewicht von vernetzbarem
grad Monomerem und anderer Monomerer 5 für die Herstellung vernetzbarer
Polymerisate
In dem Verfahren der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise ein Matrixharz mit einer Struktur verwendet
werden, in der verschiedene Substituenten-Gruppen in ein Styrol-Divinylbenzol-Copolymerisat eingeführt werden.
Die Monomeren, die für die Herstellung des Matrixharzes des beim Verfahren gemäß der Erfindung zu verwendenden
Chelatharzes zu verwenden sind, umfassen Styrol und Styrolderivate, z.B. Methylstyrol, Ethylstyrol,
Vinylnaphthalin, 3,4,6-Trimethylstyrol, Chlorostyrol,
Methoxystyrol, Ν,Ν-Dimethylaminostyrol, Nitrostyrol,
Chloromethylstyrol, Trifluorostyrol, Trifluoromethylstyrol,
p-(1,2-Dibromoethyl)styrol, m-(1,2-Dibromoethyl)styrol,
p-(Diaminoethylaminoethyl)styrol, m-(Diaminoethylaminoethyl)styrol und Aminostyrol, Butadien,
Acrylnitrilderivate, Acrylsäure und Acrylsäureester wie Methylacrylat und Chloromethylacrylat,
Methacrylsäure und Methacrylsäureester wie Cyclohexylmethacrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat, Glycidylmethacrylat
und Methylmethacrylat, Diethylmaleat, Diethylfumarat, Vinylketone wie Methylvinylketon und
Ethylvinylketon, Vinylidene, Acrylamidderivate, Vinylester
von aliphatischen Säuren wie Vinylacetat, Vinylbutyrat und Vinylcaprat, Epoxybutadien und schwefelhaltige
Verbindungen wie Vinylsulfonsäureethylester, Vinylsulfonsäurephenylester, Styrolsulfonsäure, Styrolsulfonate,
Styrol-Sulfonsäure-Butylester und Me-
35 thylvinylsulfid.
Die vernetzbaren Monomeren, die für die Herstellung des im Rahmen der Erfindung zu verwendenden Chelatharzes
verwendet werden können, schließen ein: Divinylbenzol, Divinyltoluol, Divinylnaphthalin, Divinylethylbenzol,
Trivinylbenzol, Divinyldiphenylmethan, Divinylbenzyl, Divinylsulfon, Divinylketon,
Bis(vinylpyridinoethyl)ethylendiamin, Diallylphthalat,
Triallylamin, Ν,Ν'-Ethylendiacrylamid, Ethylenglycoldimethacrylat,
Triethylenglycoldimethacrylat, Trimethylpropantriacrylat, Triallylisocyanurat und Diallylmelamin.
Wie bereits erwähnt, werden als Verfahren zur Herstellung des Matrixharzes ein übliches Suspensionspolymerisationsverfahren
oder ein Verfahren, bei dem die Polymerisation in Masse durchgeführt wird, gefolgt von
einer Feinstmahlung, bevorzugt. Bei der üblichen Suspensionspolymerisation kann für die Durchführung der
Additionspolymerisation, Kondensationspolymerisation o.dgl. von öllöslichen Monomeren eine öl-in-Wasser-Suspension
verwendet werden, und bei der Durchführung der Additionspolymerisation, Kondensationspolymerisation
o.dgl. von wasserlöslichen Monomeren kann eine Wasser-in-öl-Suspension unter Zusatz verschiedener
Mittel zur Stabilisation der Suspension verwendet werden.
Bei Verwendung öllöslicher Monomerer enthält die Suspension vorzugsweise eine viskose Substanz, z.B. Gummiarabikum,
Gummigurtt, Kolophonium, Pektin, Alginat, Traganthgummi, Agar, Methylcellulose, Stärke, Carboxymethylcellulose,
Karayagummi und Gelatine, eine synthetische hochmolekulare Substanz, z.B. Natriumpolyacrylat,
Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon und Diacetoolein, und eine anorganische Substanz, z.B.
Magnesiumaluminiumsilicat, hydratisiertes Magnesium-
silicat, Titandioxid, Zinkoxid, Calciumcarbonat, Talkum,
Bariumsulfat, Calciumphosphat, Aluminiumhydroxid und Kieselsäureanhydrid. Falls erforderlich, kann die
Suspension vorzugsweise ein Salz, z.B. Natriumchlorid, einen pH-Regler und einen Emulgator enthalten. Bei der
Suspension von Wasser in öl wird vorzugsweise ein oberflächenaktives Mittel zusammen mit einem Suspendiermittel,
das eine synthetische hochmolekulare Substanz enthält, verwendet. Besonders bevorzugte oberflächenaktive
Mittel sind beispielsweise Sorbitanester, Sorbitanesterether, Fettsäureseifen und Fettsäureglyceride.
Als repräsentative Struktur eines für die Zwecke der Erfindung zu verwendenden Chelatharzes ist eine Struktur
zu nennen, in der wiederkehrende Einheiten, die durch die folgenden Formeln V und VI dargestellt sind,
in ein Styrol-Divinylbenzol-Copolymerisat eingebaut sind.
20
20
-CH2-CH-
(A1: | -R1 |
(A2, | 2 |
I | |
j |
1 2
worin R und R jeweils unabhängig ein Wasserstoffatorn oder eine Gruppe der Formel -CH2COOR sind, worin R ein Wasserstoffatom oder ein Kohlenwasserstoffrest mit
worin R und R jeweils unabhängig ein Wasserstoffatorn oder eine Gruppe der Formel -CH2COOR sind, worin R ein Wasserstoffatom oder ein Kohlenwasserstoffrest mit
1 2
1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist, A und A jeweils unabhängig
eine Gruppe der Formel
-CH2-CH2-N- j -CH2-CH2-N-I
oder CH0COOR6
darstellen, in der R die gleiche Bedeutung wie R hat, und i und j jeweils unabhängig ganze Zahlen von 0
bis 3 sind und k eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist, mit der Maßgabe, daß die Struktureinheit der Formel (V)
wenigstens eine Gruppe der Formel -CH9COOR enthält,
5
in der R die vorstehend genannte Bedeutung hat.
in der R die vorstehend genannte Bedeutung hat.
Strukturformel (VI) -CH2-CH-
12 3 4
worin R , R , R und R jeweils unabhängig für H oder
worin R , R , R und R jeweils unabhängig für H oder
5 1 2
-CHpCOOR stehen, A und A jeweils unabhängig eine
Gruppe der Formel
-CH9-CH0-N- -CH2-CH2-N-
ά Δ ι oder I
H CH2COOR6
darstellen und i und j jeweils unabhängig eine ganze Zahl von 0 bis 3 sind mit der Maßgabe, daß die Struktureinheit
der Formel (VI) wenigstens eine Gruppe der Formel -CH0COOR enthält. Ein Chelatharz, das we-
5
nigstens zwei -CH2COOR -Gruppen in der Struktureinheit
nigstens zwei -CH2COOR -Gruppen in der Struktureinheit
der Formel (V) enthält, in der k = 1 oder 2 und entweder i = 1 und j = 1 oder i = 0 und j = 2 sind, und ein
Chelatharz, das wenigstens zwei -CH-COOR -Gruppen in der Struktureinheit der Formel VI enthält, in der i =
J=O sind, werden besonders bevorzugt.
Als Verfahren für die Herstellung dieser Chelatharze sind für den Fall eines Chelatharzes, das die wiederkehrenden
Einheiten der Strukturformel (V) enthält, beispielsweise ein Verfahren, bei dem ein Copolymerisat
von Chloromethylstyrol-Divinylbenzol mit einem Iminodiessigsäureethylester umgesetzt wird, ein Verfahren,
bei dem ein Copolymerisat von Chloromethylstyrol-Divinylbenzol mit Diethylentriamin umgesetzt
und das erhaltene Reaktionsprodukt dann mit einer Chloressigsäure umgesetzt wird, und ein Verfahren, bei
dem ein Copolymerisat von p-(Diaminoethylaminoethyl)-styrol
und Divinylbenzol mit Chloroessigsäure umgesetzt wird, zu nennen. Im Falle eines Chelatharzes,
das die wiederkehrenden Einheiten der Formel (VI) enthält, ist beispielsweise ein Verfahren, bei dem ein
Copolymerisat von (1,2)-Dibromoethyl)styrol und Divinylbenzol
mit Iminodiessigsäure umgesetzt wird, zu nennen.
Vorzugsweise beträgt das Kupferionen-Adsorptionsvermögen eines für die Zwecke der Erfindung zu verwendenden
Chelatharzes 0,5 mmol oder mehr pro Gramm eines getrockneten Harzes. Der Grund hierfür liegt darin, daß,
wenn das Chelatharz ein Kupferionen-Adsorptionsvermögen von weniger als 0,5 mmol pro Gramm eines getrockneten
Harzes hat, die Trennung von Elementen nicht bis zu genügender Schärfe durchgeführt werden
kann. Hinsichtlich der Teilchengröße eines Chelatharzes gibt es keine entscheidend wichtige Begrenzung.
Vorzugsweise werden jedoch Chelatharze mit einer Teilchengröße von 4 bis 0,015 mm Durchmesser (5 - 1000
mesh, Tyler), vorzugsweise 0,295 bis 0,037 mm Durchmesser (50 bis 600 mesh, Tyler) verwendet. Bei Verwendung
eines Chelatharzes mit zu großer Teilchengröße wird die Trennschärfe verschlechtert. Andererseits
wird bei Verwendung eines Chelatharzes mit zu geringer
Teilchengröße der Druckabfall in der gefüllten Säule ungünstig gesteigert. Daher ist vom praktischen Standpunkt
die Verwendung eines Chelatharzes mit zu großer oder zu geringer Teilchengröße nicht bevorzugt.
5
5
Gemäß der Erfindung wird die Trennung oder Abtrennung von metallischen Elementen durch die sog. Verdrängungschromatographie
unter Verwendung des vorstehend genannten Chelatharzes durchgeführt. Das Verfahren
gemäß der Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit einem repräsentativen Beispiel erläutert, bei dem Seltenerdelemente
abgetrennt bzw. getrennt und gereinigt werden. Das Verfahren umfaßt die folgenden Stufen:
1.) Man füllt eine Chromatographiesäule mit einem Chelatharz.
2.) Man gibt auf die Säule eine einen Aktivator enthaltende
Regeneratorlösung auf und verursacht hierdurch die Aktivierung des Harzes (nach Bedarf
wird anschließend Wasser durchgeleitet).
3.) Man leitet durch die Säule des aktivierten Chelatharzes
eine Lösung, die mehrere abzutrennende und zu trennende Seltenerdelemente enthält, und
bildet hierdurch in der mit dem aktivierten Chelatharz gefüllten Säule eine Adsorptionsbande von
Seltenerdelementen (in dieser Stufe wird die Adsorptionsbande gebildet, deren Vordergrenze von
der vorderen Zone des aktivierten Chelatharzes scharf abgegrenzt ist) .
4.) Man leitet weiter ein Eluens durch die Säule des
Harzes, die die Adsorptionsbande der Seltenerdelemente
aufweist, unter Bildung der einzelnen Sel
tenerdelemente zu Banden und veranlaßt hierdurch
die Banden der einzelnen Seltenerdelemente, in der Säule nach unten zu wandern (während des Hinabfließens
in der Säule werden die vorderen und rückwärtigen Grenzen einer gesamten Bandenzone,
die durch die einzelnen Seltenerdelementbanden
gebildet wird, klar gehalten).
5.) Man fängt aufeinanderfolgende Teile des hierbei
gebildeten Eluats vom Fuß der Säule auf. Von den
gebildeten Eluats vom Fuß der Säule auf. Von den
aufgefangenen Teilen des Eluats werden diejenigen
Teile, die eine vorgesehene Reinheit aufweisen, als Produkt herausgenommen. Nach Bedarf können die
Teile, deren Reinheit geringer ist als vorgesehen, in das Verfahren gemäß der Erfindung zurückgeführt
15 werden.
Durch die vorstehend genannten Stufen können Abtrennung, Trennung und Reinigung von zwei oder mehr Arten
von Seltenerdelementen gleichzeitig durchgeführt werden.
Die Länge der mit einem Adsorptionsmittel gefüllten Säule ist nicht entscheidend wichtig, kann jedoch im
allgemeinen 15 cm bis 50 m betragen und beträgt vorzugsweise 1 bis 15 m. Wenn die Länge der Säule weniger
als 15 cm beträgt, ist der Gütegrad der anfallenden reinen Elemente nicht so gut. Die obere Grenze der
Länge der Säule ist dadurch bestimmt, daß der Druckwiderstand einer Pumpe, von verwendeten Materialien
usw. berücksichtigt wird, weil die Verwendung einer mit einem Adsorbens gefüllten zu langen Säule zu einem
Anstieg des Druckverlustes führt.
Als Aktivatoren, die beim Verfahren gemäß der Erfindung
zu verwenden sind, sind im Falle der Abtrennung und Trennung von Seltenerdelementen beispielsweise
Metallionen der einwertigen Alkalimetalle wie Li, Na, K, Rb und/oder Cs, zweiwertige Erdalkalimetalle wie
Be, Mg, Ca und/oder Sr und Metalle wie Ag, Fe, Mn und/oder Zn oder das Ammoniumion und verschiedene organische
Ionen zu nennen. Der pH-Wert der Regenerativlösung ist nicht entscheidend wichtig und kann in Abhängigkeit
von der Art des Aktivators in geeigneter Weise gewählt werden. Wenn beispielsweise die Abtrennung
und Trennung von Seltenerdelementen beabsichtigt ist, wird als Regenerativlösung eine wäßrige Lösung
bevorzugt, die als Aktivator Li, Na, K, NH- oder ein Gemisch dieser Aktivatoren enthält und einen pH-Wert
von 4 oder mehr, vorzugsweise von 7 bis 14 hat. Je höher der pH-Wert der Lösung ist, um so größer ist die
l-> am Chelatharz adsorbierte Menge der Seltenerdelemente
und um so höher ist die Trennschärfe. Im allgemeinen pflegen Seltenerdelemente in einer Lösung mit einem so
stark alkalischen pH-Wert, wie er vorstehend genannt wurde, eine Hydrolyse zu erfahren. Es ist jedoch überraschend,
daß unter den beim Verfahren gemäß der Erfindung angewendeten Trennbedingungen eine solche Hydrolyse
nicht stattfindet.
Die Konzentration des Aktivators in der Regenerativlösung liegt im allgemeinen im Bereich von 0,1 mM bis 5
M, vorzugsweise im Bereich von 1 mM bis 5 M, wobei ein Bereich von 10 mM bis 1 M besonders bevorzugt wird.
Wenn die Konzentration des Aktivators zu niedrig ist, muß die Menge der Regenerativlösung erhöht werden, um
das Chelatharz auf eine genügende Höhe zu aktivieren.
Eine zu hohe Konzentration des Aktivators ist vom
wirtschaftlichen Standpunkt nicht zu bevorzugen.
Der pH-Wert einer Lösung, die mehrere zu trennende Metallelemente enthält, liegt im allgemeinen im Bereich
von 1 bis 7. Es ist darauf hinzuweisen, daß ge-
wohnlich, wie bei der üblichen Verdrängungschromatographie,
alle Metallelemente der Lösung nicht unbedingt gleichzeitig am Chelatharz adsorbiert werden.
Die Metallelemente, die zusammen mit der Wanderung der Adsorptionsbande in der Lösungsphase gelassen werden,
werden zum Chelatharz am unteren Ende der Bande bewegt und dort adsorbiert. Andererseits werden am oberen
Ende der Bande die Metallelemente vom Chelatharz zur Lösungsphase bewegt. In dieser Weise wandert die Adsorptionsbande
in der Säule nach unten.
Bezüglich des Eluiermittels können, wenn die Abtrennung und Trennung von Seltenerdelementen vorgesehen
ist, Metallionen wie Pb(II), Pd(II), Ni(II), Cu(II),
V(III), V(IV), Ti(III) und Fe(III), oder H+ verwendet
werden. Hiervon wird H bevorzugt. Stärker bevorzugt werden Mineralsäuren wie Salzsäure, Schwefelsäure und
Salpetersäure, deren pH-Wert 3 oder weniger beträgt. Besonders bevorzugt werden Mineralsäuren mit einem
pH-Wert von 1 oder weniger. Je höher die Acidität von
Mineralsäuren, um so höher ist die Konzentration der abgetrennten und getrennten Seltenerdelemente.
Die Konzentration des Eluiermittels im Eluens beträgt im allgemeinen 0,1 mM bis 5 M, vorzugsweise 1 inM bis 5
M, wobei ein Wert von 10 mM bis 2 M besonders bevorzugt wird. Wenn die Konzentration des Eluiermittels zu
niedrig ist, ist die Konzentration der in das Eluat getrennten Elemente ungünstig niedrig. Wenn andererseits
die Konzentration des Eluiermittels zu hoch ist, pflegen die Seltenerdelemente durch Hydrolyse eine
Fällung zu bilden und verursachen eine Verschlechterung der Trennschärfe.
Die Konzentration der Metallelemente in der Lösung, die die abzutrennenden und zu trennenden Metallele-
mente enthält, ist nicht entscheidend wichtig. Im allgemeinen
sind die Metallelemente in einer Konzentration von 0,1 mM bis IM in der Lösung enthalten.
Beim Verfahren gemäß der Erfindung ist die Länge einer Adsorptionsbande von zu trennenden Elementen nicht
entscheidend wichtig. Sie kann jedoch 5% bis weniger als 100% der gesamten Länge des in die Säule gefüllten
Adsorbens betragen. Dann wird ein Eluens durch die Säule geleitet, um die Adsorptionsbande zu entwickeln.
Wenn die Länge der Adsqrptionsbande von Elementen geringer ist als 5% der gesamten Länge des in die Säule
gefüllten Adsorbens, werden sowohl die Produktivität als auch die Reinheit der abgetrennten Elemente nachteilig
verschlechtert. Wenn die Länge einer Adsorptionsbande von zu trennenden Elementen 100% beträgt,
wird die Reinheit der getrennten Elemente in nachteiliger Weise verschlechtert, während die Produktivität
gesteigert wird (hierbei bedeuten 100% einen Zustand, bei dem eine Adsorptionsbande von zu trennenden Elementen
am gesamten Adsorbens in der Säule gebildet wird). Die Aufgabe der Regenerativlösung wird gewöhnlich
vorgenommen, bis der pH-Wert des Auslaufs der gleiche wird wie derjenige der Regenerativlösung.
Die Aufgabe des Eluens wird vorgenommen, bis die abzutrennenden und zu trennenden Metallelemente veranlaßt
werden, aus der Säule auszufließen.
Das Verdrängungschromatographieverfahren gemäß der
Erfindung kann bei einer Temperatur von -100C bis
2000C durchgeführt werden, wobei eine Temperatur von
1O0C bis 12O0C bevorzugt wird.
Als Lösungsmittel oder Medium für die Herstellung einer beim Verfahren gemäß der Erfindung zu verwenden-
den Regenerativlösung, einer Metallelemente enthaltenden Lösung und eines Eluens wird in den meisten Fällen
Wasser verwendet, jedoch können auch andere Arten von Lösungsmitteln verwendet werden. Als Beispiele solcher
anderen Arten von Lösungsmitteln seien genannt: Aceton, Methylethylketon, Dioxan, Imidazol, 2-Mercaptoethanol,
Ethylendiamin, Thioglycolsäure, Methansulfonsäure, Acetony!aceton, Sulfaminsäure, Nitromethan,
Dimethylacetal, Diethylenglycol, Picolinsäure, Ethylenglycol, Propylalkohol, Tetrahydrofuran, Pyridin,
Monoethanolamin, 2-Aminopyridin, 3-Amino-1,2,4-triazol,
Piperazin, Methylcellosolve, (ß-Oxyethylmethylether),
tert.-Butylalkohol, Dimethylformamid, N-Methylformamid,
Acetonitril, Acetylaceton, Harnstoff, Oxin u.dgl. Ferner kann ein Stabilisator oder ein Komplexbildner
wie Citronensäure oder Maleinsäure verwendet werden.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist äußerst vorteilhaft auf Grund der Durchführung des Verfahrens. Es ist
möglich, metallische Elemente, auch Seltenerdelemente, deren Trennung wegen der großen physikalischen und
chemischen Ähnlichkeit zwischen ihnen gewöhnlich sehr schwierig ist, in einzelne Sorten nicht nur im Zustand
hoher Reinheit von beispielsweise 99,9% oder mehr, sondern auch in einem Zustand hoher Konzentration zu
trennen.
Die Erfindung wird nachstehend ausführlicher durch die folgenden Beipiele veranschaulicht, die nicht als Begrenzung
des Umfangs der Erfindung anzusehen sind. In diesen Beispielen werden die maximale Reinheit, die
Gewinnung und der Grad der Umwandlung oder des Umsatzes wie folgt definiert:
35
35
1) Die maximale Reinheit ist in Mol-% der Elements,
das in einer die höchste Reinheit aufweisenden
Fraktion enthalten ist, ausgedrückt.
das in einer die höchste Reinheit aufweisenden
Fraktion enthalten ist, ausgedrückt.
Die Messung der Reinheit erfolgte durch Röntgenfluorometrie.
Bei der Fraktion, für die durch Röntgenfluorometrie eine 99% übersteigende Reinheit gefunden wurde,
wurde diese Fraktion weiter einer Emissionsspektroskopie-Analyse unter Verwendung von ICP (Abkürzung von
induktiv gekuppeltem Plasma) als Lichtquelle unterworfen. In diesem Fall wurde als Spektrometer das Gerät
JY-48 verwendet (ein Spektrometer, das von Jobin Yuon, Frankreich, hergestellt und in den Handel gebracht
wird). Bezüglich der Emissionsspektroskopie-Analyse unter Verwendung von ICP wird auf Shin Jikken Kagaku
Koza, Vol. 9 (Bunseki Kagaku II), S. 208-211, verwiesen.
2) Die Gewinnung ist als Prozentsatz der gesamten
Mengen eines Elements ausgedrückt, die in Fraktionen, die eine Reinheit von mehr als je 90% aufweisen, enthalten sind, bezogen auf die insgesamt
zugeführte Menge dieses Elements.
Mengen eines Elements ausgedrückt, die in Fraktionen, die eine Reinheit von mehr als je 90% aufweisen, enthalten sind, bezogen auf die insgesamt
zugeführte Menge dieses Elements.
3) Für die Adsorbentien A, B, C und D wird der Grad
der Umwandlung wie folgt ermittelt:
der Umwandlung wie folgt ermittelt:
(I) Adsorbens A
30 (Zahl der Mole von neu eingearbei-
11moa+- - _ teten Carbonsäuregruppen)/2 . n
Umsatz, « - Zahl der Mole von eingearbeitetem x 1UU
Chlormethylstyrol in Gew.-Einheiten des
Copolymerisats
Copolymerisats
-27- _ 3A35600
(II) Adsorbens B
(Zahl der Mole von neu eingearbei-
Umsatz % - teten Carbonsäuregruppen)/4 Q
Umsatz, « - Zahl der Mole vQn eingearbeiteten x iUU
1,2-Dibromoethylgruppen in Gew.-Einheiten
des Copolymeren
(III) Adsorbens C
(Zahl der Mole von neu eingearbei- * - teten Carbonsäuregruppen) /4
eingearbeiteten
x
p-(Diaminoethylaminoethyl) styrol in Gew
Einheiten des Copolymerisats
Einheiten des Copolymerisats
(IV) Adsorbens D
(Zahl der Mole von neu eingearbei-
[Imt.af7 α _ teten Carbonsäuregruppen)/4
umsatz, =s - Zahl der Mole von eingearbeiteten x
15 Chloromethylgruppen in Gew.-Einhei
ten des Copolymeren
Für die Adsorptien A bis D wird die Zahl der Mole von neu eingebauten Carbonsäuregruppen wie folgt bestimmt:
Nach Beendigung der Reaktion (im Falle von Adsorbens A die Reaktion zwischen einem Chloromethylstyrol-Divinylbenzol-Copolymerisat
und Ethyliminodiacetat; im Falle von Adsorbens B die Reaktion zwischen (1,2-Dibromoethyl)styrol-Divinylbenzol-Copolymerisat
und
Ethyliminodiacetat; im Falle von Adsorbens C die Reaktion zwischen p-(Diaminoethylaminoethyl)sytrol-Divinylbenzol-Copolymerisat
und Ethylchloroacetat und im Falle von Adsorbens D die Reaktion zwischen Chloromethylstyrol-Divinylbenzol-Copolymerisat
und Diethylentriamin mit anschließender Umsetzung mit Ethylchloroacetat) ; das Reaktionsprodukt wird zur Entfernung der
nicht umgesetzt gebliebenen Materialien mit einem Lösungsmittel gewaschen, und die funktionelle Gruppe
jedes der Adsorbentien wird der Titration unterworfen. 35
Beispiel 1
Zu einem vernetzten Copolymerisat von Chloromethylstyrol und Divinylbenzol (Gew.-Verhältnis von Chloromethylstyrol
zu Divinylbenzol = 80/20) wurde Ethyliminodiacetat in einer Menge gegeben, die der zweifachen
molaren Menge von Chloromethylgruppen des vernetzten Copolymerisate von Chloromethylstyrol und Divinylbenzol
entsprach, und die Reaktion wurde 24 Std. bei 12O0C vonstattengehen gelassen. Der erhaltene Feststoff
wurde unter Verwendung eines Glasfilters abfiltriert und mit Aceton gewaschen. Hierbei wurde ein
körniges Chelatharz vom Iminodiessigsäuretyp mit einem Teilchendurchmesser von 74 bis 174 μ (100 bis 200
mesh, Tyler) (nachstehend als "Adsorbens A" bezeichnet) . Der Umsatzgrad betrug 70%. Das erhaltene Chelatharz
wurde in eine aus Glas hergestellte Säule gefüllt, die mit einem Absperrhahn für einen Auslaß an
ihrem Boden und mit einem Mantel versehen war und einen Innendurchmesser von 10 mm und eine Länge von
1000 mm hatte. Die Temperatur der ganzen Säule wurde dann bei 500C gehalten, und oben auf die Säule wurde
wässriges Ammoniak mit einem pH-Wert von 9,0 aufgegeben, wobei der Auslaß durch Betätigung des Absperrhahns
geöffnet war. Die Aufgabe des wässrigen Ammoniaks wurde fortgesetzt, bis der pH-Wert der aus dem
Austritt der Säule ausfließenden Lösung 9,0 erreichte. Auf die Weise wurde das Chelatharz mit der Lösung ins
Gleichgewicht gebracht. Dann wurden 150 ml einer wässrigen Lösung, die je 15 mM Lanthan(III)-chlorid
und Neodym(III)-chlorid enthielt und mit einer wässrigen Chlorwasserstofflösung auf pH 4,0 eingestellt
war, in einer Menge von 3,5 ml/Min, oben auf die Säule aufgegeben. Anschließend wurden 0,1 M
wässrige Chlorwasserstofflösung oben auf die Säule in einer Menge von 3,5 ml/Min, aufgegeben. Der rückwär-
tige Teil der Adsorptionsbande benötigte 2 Std., um aus der Säule auszufließen. Während der Aufgabe der
0,1-molaren wässrigen Chlorwasserstofflösung wurde die
rückwärtige Grenze der Adsorptionsbande, die als Folge der im rückwärtigen Teil der Bande vorhandenen purpurfarbenen
Neodymionen sichtbar war, klar gehalten. Das Eluat vom Fuß der Säule wurde in Fraktionen von je
5 ml aufgefangen. Die Konzentration der Seltenerdelemente in jeder Fraktion wurde unter Anwendung eines
Röntgenfluoreszenz-Spektrometers VXQ-150 (ein von Shimadzu
Corporation, Japan, hergestellte und in den Handel gebrachte Apparatur) bestimmt.
Die Konzentration des Seltenerdelements in jeder Fraktion ausschließlich der Fraktionen, die sowohl den
vorderen - als auch den rückwärtigen Grenzteilen der Adsorptionsbande entsprachen, betrug etwa 25 mM. Die
maximale Reinheit bezüglich des Lanthans betrug mehr als 95%, und die für das Neodym betrug ebenfalls mehr
als 95%. Die Gewinnung von Lanthan und Neodym betrug
je 90%.
Beispiele 2-4
Im wesentlichen die gleichen Methoden wie in Beispiel 1 wurden wiederholt mit dem Unterschied, daß anstelle
einer wässrigen Lösung, die je 15 mM Lanthan(III) chlorid
und Neodym(III)-Chlorid enthielt und bei dem in Beispiel 1 beschriebenen Versuch verwendet wurde,
eine wässrige Lösung, die je 15 mM Praseodym(III)-chlorid und Neodym(III)-chlorid enthielt, eine
wässrige Lösung, die je 15 mM Neodym(III)-chlorid und Gadolinium(III)-chlorid enthielt, und eine wässrige
Lösung, die je 15 mM Yttrium(III)-Chloridlösung und Dysprosium(III)-chlorid enthielt, jeweils im Falle der
Beispiele 2 bis 4 verwendet wurden. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 1 genannt.
Beispiel 5
Zu einem vernetzten Copolymerisat von (1,2-Dibromoethyl)styrol
und Divinylbenzol (Gew.-Verhältnis von (1,2-Dibromoethyl)styrol zu Divinylbenzol: (80/20)
wurde Ethyliminodiacetat in einer Menge gegeben, die der vierfachen molaren Menge 1,2-Dibromogruppen des
vernetzten Copolymerisats von (1,2-Dibromoethyl)styrol
und Divinylbenzol entsprach, worauf man die Reaktion 24 Std. bei 12O0C vonstattengehen ließ. Der erhaltene
Feststoff wurde unter Verwendung eines Glasfilters abfiltriert und mit Aceton gewaschen. In dieser Weise
wurde ein körniges Chelatharz von EDTA-Typ mit einem Teilchendurchmesser von 74 bis 147 μ (100 bis 200
mesh, Tyler) erhalten (nachstehend als "Adsorbens B" bezeichnet). Der Umsatzgrad betrug 60%. Das erhaltene
Chelatharz wurde in eine aus Glas hergestellte Säule gefüllt, die mit einem Absperrhahn für einen Auslaß an
ihrem Boden und einem Mantel versehen war und einen Innendurchmesser von 10 mm und eine Länge von 1000 mm
hatte. Dann wurde die Temperatur der ganzen Säule bei 500C gehalten, und oben auf die Säule wurde wässriges
Ammoniak mit einem pH-Wert von 9,0 aufgegeben, wobei der Auslaß durch Betätigung des Absperrhahns geöffnet
war. Die Aufgabe von wässrigem Ammoniak wurde fortgesetzt, bis der pH-Wert der aus dem Auslaß der Säule
fließenden Lösung 9,0 erreichte. In dieser Weise wurde das Chelatharz mit der Lösung ins Gleichgewicht gebracht.
Dann wurden 150 ml einer wässrigen Lösung, die je 10 mM Lanthan(III)-chlorid und Neodym(III)-chlorid
enthielt und mit einer wässrigen Chlorwasserstofflösung auf pH 4,0 eingestellt war, oben auf die Säule
mit einer Fließgeschwindigkeit von 3,5 ml/Min, aufgegeben.
Anschließend wurde eine 0,1-molare wässrige
Chlorwasserstofflösung mit einer Fließgeschwindigkeit von 3,5 ml/Min, oben auf die Säule aufgegeben. Das
Eluat vom Fuß der Säule wurde in Fraktionen von je 5 ml aufgefangen. Die Konzentration der Seltenerdelemente
in jeder Fraktion wurde unter Verwendung des Röntgenfluoreszenz-Spektrometers VXQ-150 (eine von
Shimadzu Corporation, Japan, hergestellte und in den Handel gebrachte Apparatur) bestimmt. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 1 genannt.
10
10
Im wesentlichen die gleichen Arbeitsgänge wie in Beispiel 5 wurden wiederholt mit dem Unterschied, daß
eine wässrige Lösung, die je 6 mM Praseodym(III)-chlorid
und Neodym(III)-chlorid enthielt, anstelle einer wässrigen Lösung, die je 10 mM Lanthan (III)-chlorid
und Neodym(III)-chlorid enthielt, verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 genannt.
Im wesentlichen die gleichen Arbeitsgänge wie in Beispiel 5 wurden wiederholt mit dem Unterschied, daß
eine wässrige Lösung, die je 50 mM Praseodym(III)-chlorid und Neodym(III)-chlorid enthielt, und eine
0,45-molare wässrige Chlorwasserstofflösung jeweils anstelle einer wässrigen Lösung, die je 10 mM Lanthan
(III)-chlorid und Neodym(III)-chlorid enthielt und einer 0,1-molaren wässrigen Chlorwasserstofflösung
verwendet wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 genannt.
Beispiel 8 35
Im wesentlichen die gleichen Arbeitsgänge wie in Bei-
spiel 5 wurden wiederholt mit dem Unterschied, daß eine wässrige Lösung, die je 10 mM Yttrium(III)-chlorid
und Dysprosium(III)-chlorid enthielt, anstelle
einer je 10 mM Lanthan(III)-chlorid und Neodym(III)-chlorid
enthaltenden wässrigen Lösung verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 genannt.
Im wesentlichen die gleichen Arbeitsgänge wie in Beispiel
5 wurden wiederholt mit dem Unterschied, daß eine wässrige Lösung, die je 150 mM Yttrium(III)-chlorid
und Dysprosium(III)-chlorid enthielt, und eine 1,2-molare wässrige Chlorwasserstofflösung jeweils
anstelle einer je 10 mM Lanthan(III)-chlorid und Neodym (III) -chlorid enthaltenden wässrigen Lösung und
einer 0,1-molaren wässrigen Chlorwasserstofflösung
verwendet wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 genannt.
Im wesentlichen die gleichen Arbeitsgänge wie in Beispiel 5 wurden wiederholt mit dem Unterschied, daß
eine je 20 mM Yttrium (III)-chlorid und Dysprosium-(III)-chlorid enthaltende wässrige Lösung und eine
0,1-molare wässrige Schwefelsäurelösung jeweils anstelle
einer je 10 mM Lanthan (III)-chlorid und Neodym (III)-chlorid enthaltenden wässrigen Lösung und
einer 0,1-molaren wässrigen Chlorwasserstofflösung verwendet wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1
genannt.
Beispiel 11 35
Zu einem vernetzten Copolymerisat von p-(Diaminoethyl-
aminoethyl)styrol und Divinylbenzol (Gew.-Verhältnis
von p-(Diaminoethylaminoethyl)styrol zu Divinylbenzol: 80/20) wurde EthyIchloracetat in einer Menge gegeben,
die der achtfachen molaren Menge von p-(Diaminoethylaminoethyl)styroleinheiten
des vernetzten Copolymerisats von p-(Diaminoethylaminoethyl)styrol und Divinylbenzol
entsprach, und man ließ die Reaktion 24 Std. bei 9O0C vonstattengehen. Der erhaltene Peststoff wurde
unter Verwendung eines Glasfilters abfiltriert und mit Aceton gewaschen. In dieser Weise wurde ein körniges
Chelatharz mit einem Teilchendurchmesser von 37 bis 147 μ (100 bis 400 mesh, Tyler) erhalten (nachstehend
als "Adsorbens C" bezeichnet). Der Umsatzgrad betrug 54%. Das erhaltene Harz wurde in eine aus Glas
bestehende Säule gefüllt, die mit einem Absperrhahn für einen Auslaß an ihrem Boden und einem Mantel versehen
war und einen Innendurchmesser von 10 mm und eine Länge von 1000 mm hatte. Die Temperatur der ganzen
Säule wurde dann bei 500C gehalten, und auf die Säule wurde oben wässriges Ammoniak mit einem pH-Wert
von 9,0 aufgegeben, wobei der Auslaß durch Schalten des Absperrhahns geöffnet war. Die Aufgabe des
wässrigen Ammoniaks wurde fortgesetzt, bis der pH-Wert der aus dem Auslaß der Säule ausfließenden Lösung 9,0
erreichte. In dieser Weise wurde das Chelatharz mit der Lösung ins Gleichgewicht gebracht. Dann wurden
150 ml einer wässrigen Lösung, die je 10 mM Lanthan (III)-Chlorid und Neodym(III)-chlorid enthielt und
mit einer wässrigen Chlorwasserstofflösung auf pH 4,0 eingestellt war, mit einer Fließgeschwindigkeit von
3,5 ml/Min. oben auf die Säule aufgegeben. Anschließend wurde eine 0,1-molare wässrige Chlorwasserstoff
lösung mit einer Fließgeschwindigkeit von 3,5 ml/Min, oben auf die Säule aufgegeben. Das Eluat vom
Fuß der Säule wurde in Fraktionen von je 5 ml aufgefangen. Die Konzentration der Seltenerdelemente in
jeder Fraktion wurde unter Verwendung des Röntgenfluoreszenz-Spektrometers
VXQ-150 (ein von Shimadzu Corporation, Japan, hergestellter und in den Handel
gebrachter Apparat) bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 genannt.
Im wesentlichen die gleichen Arbeitsgänge wie in Beispiel 11 wurden wiederholt mit dem Unterschied, daß
eine je 50 mM PraseodymJIII)-chlorid und Neodym(III)-chlorid
enthaltende wässrige Lösung und eine 0,45-molare wässrige Chlorwasserstofflösung jeweils anstelle
einer je 10 mM Lanthan(III)-chlorid und Neodym(III)-chlorid
enthaltenden wässrigen Lösung und einer 0,1-molaren wässrigen Chlorwasserstofflösung verwendet
wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 genannt.
Im wesentlichen die gleichen Arbeitsgänge wie in Beispiel 11 wurden wiederholt mit dem Unterschied, daß
eine je 130 mM Praseodym(III)-chlorid und Neodym(III)-chlorid enthaltende wässrige Lösung, eine 1,2-molare
wässrige Chlorwasserstofflösung und eine wässrige NaOH-Lösung mit einem pH-Wert von 11,5 jeweils anstelle
einer je 10 mM Lanthan(III)-chlorid und Neodym-(III)-chlorid enthaltenden wässrigen Lösung, einer
0,1-molaren wässrigen Chlorwasserstofflösung und von
wässrigem Ammoniak mit einem pH-Wert von 9 wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 genannt.
im wesentlichen die gleichen Arbeitsgänge wie in Beispiel
11 wurden wiederholt mit dem Unterschied, daß
eine je 10 niM Praseodym (III)-Chlorid und Neodym (HI)-chlorid
enthaltende wässrige Lösung und eine 0,5-molare wässrige Ammoniumchloridlösung, die durch Zusatz
von Ammoniak auf pH 6 eingestellt war, jeweils anstel-Ie einer je 10 mM Lanthan(III)-chlorid und Neodym-(III)-chlorid
enthaltenden wässrigen Lösung und von wässrigem Ammoniak mit einem pH-Wert von 9 verwendet
wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 genannt.
10 Beispiel 15
Im wesentlichen die gleichen Arbeitsgänge wie in Beispiel 11 wurden wiederholt mit dem Unterschied, daß
eine je 15 mM Yttrium(III)-chlorid und Dyprosium(III)-chlorid
enthaltende wässrige Lösung anstelle einer je 10 mM Lanthan(III)-chlorid und Neodym(III)-chlorid
enthaltenden wässrigen Lösung verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 genannt.
20 Beispiel 16
Zu einem vernetzten Copolymerisat von Chloromethylstyrol
und Diviny!benzol (Gew.-Verhältnis von Chloromethylstyrol
zu Divinylbenzol : 80/20) wurde Diethylentriamin in einer Menge gegeben, die der zweifachen
molaren Menge von Chloromethylresten des vernetzten Copolymerisats von Chloromethy1styrol und Divinylbenzol
entsprach, und man ließ die Reaktion 4 Std. bei Raumtemperatur vonstattengehen. Das erhaltene feste
Produkt wurde unter Verwendung eines Glasfilters abfiltriert und mit Aceton gewaschen, wobei ein
Zwischenprodukt erhalten wurde. Zum erhaltenen Zwischenprodukt wurde Ethylchloroacetat in einer Menge,
die der achtfachen molaren Menge des durch die vorstehende Reaktion verbrauchten Diethylentriamins
entsprach, gegeben, und man ließ die Reaktion 24 Std.
bei 9O°C vonstattengehen. Das erhaltene feste Produkt
wurde unter Verwendung eines Glasfilters abfiltriert und mit Aceton gewaschen, wobei ein Chelatharz mit
einem Teilchendurchmesser von 37 bis 147 μ (100 bis 400 mesh, Tyler) (nachstehend als "Adsorbens D" bezeichnet)
erhalten wurde. Der Umsatzgrad betrug 50%. Das erhaltene Chelatharz wurde in eine aus Glas bestehenden
Säule gefüllt, die mit einem Absperrhahn für einen Auslaß an ihrem Boden und einem Mantel versehen
war und einen Innendurchmesser von 10 mm und eine Länge von 1000 mm hatte. Dann wurde die Temperatur der
ganzen Säule bei 500C gehalten, und auf die Säule wurde
oben wässriges Ammoniak mit einem pH-Wert von 9,0 aufgegeben, wobei der Auslaß durch Schalten des Absperrhahns
geöffnet war. Die Aufgabe des wässrigen Ammoniaks wurde fortgesetzt, bis der pH-Wert der am
Auslaß der Säule ausfließenden Lösung 9,0 erreichte. In dieser Weise wurde das Chelatharz mit der Lösung
ins Gleichgewicht gebracht. Dann wurden 150 ml einer je 15 mM Lanthan(III)-chlorid und Neodym(III)-chlorid
enthaltenden wässrigen Lösung, die mit wässriger Chlorwasserstofflösung auf pH 4,0 eingestellt war, mit
einer Fließgeschwindigkeit von 3,5 ml/Min, oben auf die Säule aufgegeben. Anschließend wurde eine 0,1-molare
wässrige Chlorwasserstofflösung mit einer Fließgeschwindigkeit von 3,5 ml/Min, oben auf die Säule
aufgegeben. Das Eluat vom Fuß der Säule wurde in Fraktionen von je 5 ml aufgefangen. Die Konzentration der
Seltenerdelemente in jeder Fraktion wurde unter Verwendung eines RÖntgenfluoreszenz-Spektrometers VXQ-150
(ein von Shimadzu Corporration, Japan, hergestellter und in den Handel gebrachter Apparat) bestimmt. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 1 genannt.
Beispiel 17
Im wesentlichen die gleichen Arbeitsgänge wie in Beispiel 16 wurden wiederholt mit dem Unterschied, daß
eine je 10 mM· Praseodym(III)-chlorid und Neodym-(III)-chlorid
enthaltende wässrige Lösung anstelle einer je 15 mM Lanthan(III)-chlorid und Neodym(III)-chlorid
enthaltenden wässrigen Lösung verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 genannt.
10
10
Bei, spiel 18
Im wesentlichen die gleichen Arbeitsgänge wie in Beispiel 16 wurden wiederholt mit dem Unterschied, daß
eine je 10 mM Neodym (III)-chlorid und Gadolinium-(III)-chlorid enthaltende wässrige Lösung anstelle
einer je 15 mM Lanthan (III)-chlorid und Neodym(III)-chlorid enthaltenden wässrigen Lösung verwendet wurde.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 genannt.
Im wesentlichen die gleichen Arbeitsgänge wie in Beispiel 16 wurden wiederholt mit dem Unterschied, daß
eine je 10 mM Yttrium (III)-chlorid und Dysprosium-(III)-chlorid enthaltende wässrige Lösung anstelle
einer je 15 mM Lanthan(III)-chlorid und Neodym(III)-chlorid
enthaltenden wässrigen Lösung verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 genannt.
Im wesentlichen die gleichen Arbeitsgänge wie in Beispiel 16 wurden wiederholt mit dem Unterschied, daß
eine je 15 mM Yttrium (III) -chlorid und Dysprosium-(III)-chlorid enthaltende wässrige Lösung, eine 0,1-
molare wässrige Schwefelsäurelösung und eine wässrige NaOH-Lösung mit einem pH-Wert von 11,5 jeweils anstelle
einer je 15 mM Lanthan(III)-Chlorid und Neodym-(III)-Chlorid
enthaltenden wässrigen Lösung, einer 0,1-molaren wässrigen Chlorwasserstofflösung und von
wässrigem Ammoniak mit einem pH-Wert von 9 verwendet wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 genannt.
Die Trennung von metallischen Elementen durch Verdrängungschromatographie
wurde im wesentlichen in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt mit dem
Unterschied, daß ein stark basisches Ionenaustauscherharz vom Geltyp mit der Handelsbezeichnung "Dowex
1 χ 8", hergestellt und in den Handel gebracht durch Dow Chemical, USA, nachstehend als "Adsorbens E" bezeichnet)
als in die Säule zu füllendes Harz verwendet wurde.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 genannt.
Bei- Ad- Regenerativ- Eluens
spiel sor- lösung, ent- (Konzen-
Nr. bens haltend einen tration
Aktivator (pH) (Mol)
B
Zu trennende
Elemente
enthaltende
Lösung
Element- Konsorte zen-(MoI-tra-Verh.) tion (mM)
Nach der Trennung
Wäßriges-
WäßrxgeÜCl-A Ammoniak (9) Lösung (0,1)
dto
dto.
Wäßrige HCl-Lösung (0,45)
Wäßrige HCl-Lösung (O/D
Wäßrige HCl-Lösung (1,2) Wäßrige
Lösung (071)
Lösung (071)
H2SO4-
La/Nd (IiI)
Pr/Nd (1:1)
Nd/Gd (1:1)
Y/Dy (1:1)
La/Nd (1:1)
Pr/Nd (1:1)
Pr/Nd (1:1)
Y/Dy (1:1)
Y/Dy (1:1)
Y/Dy (1:1)
Kon- Elementzensorte von
tra- vorderer tion Bande
Maximale Reinheit (Mol-%)
Gewinnung
(mM)*Element-
sorte von * hinterer Bande
Maximale Reinheit (Mol-%)
Gewinnung
30 25
30 21
30 19
30 18
20 23
12 19
100 90
20 19
20 23
12 19
100 90
20 19
255
35
Y
Dy
Dy
Dy
Y
Dy
Dy
99.99 99.99
99.92 99.81
99.99 99.99
La Nd |
95 95 |
90 90 |
Pr Nd |
72 55 |
0 0 |
Nd Gd: |
60 65 |
0 0 |
Y Dy |
92 89 |
15 7 |
La Nd |
95 95 |
95 95 |
Pr Nd |
95 95 |
92 90 |
Pr Nd |
95 95 |
91 93 |
92 95
75 70
91 93
-P-CO
Bei- Adspiel sor-Nr. bens
15
16
16
Regenerativ- Eluens
lösung, ent- (Konzen-
haltend einen tration
Aktivator (pH) (Mol)
Wäßriges
Ammoniak (9)
Ammoniak (9)
dto.
Wäßrige NaOH- Lösung (11,5)
0,5-molare
wäßr.Ammoniurachloridlösung
enthaltend
Ammoniak (6)
wäßr.Ammoniurachloridlösung
enthaltend
Ammoniak (6)
Wäßriges
Ammoniak (9)
Ammoniak (9)
Wäßriges
Ammoniak (9)
Ammoniak (9)
Wäßrige HCl-Lösung (0,1)
Wäßrige HCl-Lösung (0,45)
Wäßriae HCl-Lösung (1,2)
Wäßrige HCl-Lösung (0,1)
dto.
Wäßrige HCl-Lösung (0,1)
T a b e 1 | Kon- | 1 e | k | 24 | 1 (Forts.) | Trennung | Gewinnung | I | 1 |
Zu trennende | zen- | Nach der | (%) | ■ O | * | ||||
Elemente | tra- | 90 | Maximale | I | I 4 |
||||
tion | Kon- | Element- | Reinheit | co ; | |||||
enthaltende | (mM) ' | zen- | 250 | sorte von | (Mol-%) | Gewinnung | -P-- | ||
Lösung | tra- | vorderer | (%) | CO | |||||
Element | tion | 18 | Bande | Maximale | cn | ||||
sorte | 20 | (mM) | *Element | Reinheit | 91 | CO | |||
(MoI- | 25 | sorte von | (Mol-%) | 93 | O | ||||
Verh.) | 100 | hinterer | 89 | CD | |||||
25 | Bande | 95 | 91 | ||||||
260 | La | 95 | 83 | ||||||
La/Nd | Nd | 95 | 74 | ||||||
(1:1) | 30 | Pr | 95 | 85 | |||||
Pr/Nd | Nd | 85 | 86 | ||||||
(1:1) | 20 | Pr | 86 | 92 | |||||
Pr/Nd | Nd I |
95 | 91 | ||||||
(1:1) | 30 | Pr | 95 | 89 | |||||
Pr/Nd | Nd | 99.99 | 88 | ||||||
(1:1) | Y | 99.99 | |||||||
Y/Dy | Dy | 95 | |||||||
(1:1) | r.a | 95 | |||||||
La/Nd | Nd | ||||||||
(1:1) | |||||||||
Tabelle 1 (Fort s.)
Bei- Ad- Regenerativ- Eluens
spiel sor- lösung, ent- (Konzen-
Nr. bens haltend einen tration
Aktivator (pH) (Mol)
Zu trennende
Elemente
enthaltende
Lösung
Elemente
enthaltende
Lösung
Konzen-
Elementsorte
(Mol- tra-
Verh.) tion
Kon- trazen- tion
(mM)*
(mM)*
Nach der Trennung
Element- Maximale
sorte von Reinheit Gewinnung
vorderer (Mol-%) (%)
Bande
Element- Maximale
sorte von Reinheit Gewinnung
hinterer (Mol-%) (%)
Bande
D
Vergl.-Bei-E
spiel
spiel
Wäßriges
Ammoniak (9)
Ammoniak (9)
dto.
Wäßrige HCl-Lösung (0,1)
dto.
Pr/Nd (1:1)
Nd/Gd (1:1)
Y/Dy (1:1)
Wäßrige NaOH- Wäßrige H3SO4- Y/Dy
Lösung (11,5) Lösung (0,1) (1:1)
Wäßriges Wäßrige HCl- Nd/Pr Ammoniak (9) Lösung (0,1) (1:1) 21
20
20
33
33
Pr
Nd
Nd
Nd
Gd
Gd
Y
Dy
Dy
Y
Dy
Dy
90
89
89
99,91 99,88 99,92 99,31
85 81
86 88
88 85 87 84
Im
Durchsehn.
21
21
Elemente konnten überhaupt nicht getrennt werden.
* Die Konzentration bedeutet die Summe der Konzentrationen von zwei Elementen.
CD O CD
Beispiel 21
Das Adsorbens C wurde in die gleiche Säule gefüllt, wie sie in Beispiel 1 beschrieben wurde. Auf die Säule
wurde oben wässriges Ammoniak mit einem pH-Wert von 9,0 aufgegeben, während der Auslaß durch Schalten des
Absperrhahnes geöffnet war. Die Aufgabe des wässrigen Ammoniaks wurde fortgesetzt, bis der pH-Wert der aus
dem Auslaß der Lösung ausfließenden Lösung 0,9 erreichte. In dieser Weise wurde das Chelatharz mit der
Lösung ins Gleichgewicht gebracht. Dann wurden 150 ml einer wässrigen Lösung, die je 10 mM Lanthan(III)-chlorid,
Praseodym(III)-Chlorid und Neodym(III)-chlorid
enthielt und durch Zusatz von wässriger Chlorwas-' serstofflösung auf pH 4,0 eingestellt war, oben auf
die Kolonne mit einer Fließgeschwindigkeit von 3,5 ml/Min, aufgegeben. Anschließend wurde eine 0,1-molare
wässrige Chlorwasserstofflösung mit einer Fließgeschwindigkeit von 3,5 ml/Min, oben auf die Säule aufgegeben.
Das Eluat vom Fuß der Säule wurde in Fraktionen von je 3 ml aufgefangen. Die Konzentration der
Seltenerdelemente in jeder Fraktion wurde unter Verwendung eines Röntgenfluoreszenz-Spektrometers VXQ-150
(eine von Shimadzu Corporation, Japan, hergestellte und auf den Markt gebrachte Apparatur) betimmt. Als
Ergebnis wurde gefunden, daß Lanthan, Praseodym und Neodym fast vollständig in dieser Reihenfolge aufgetrennt
worden waren. Die Wiedergewinnungen betrugen 88% Lanthan, 85% Praseodym und 86% Neodym.
Claims (9)
1. Verfahren zur Trennung, Abtrennung und Reinigung von metallischen
Elementen durch Verdrängungschromatographie, dadurch gekennzeichnet, daß man
b) das Chelatharz mit einer einen Aktivator enthaltenden Regenerativlösung behandelt und hierbei eine Säule
eines aktivierten Chelatharzes erhält,
(2) durch die Säule des aktivierten Chelatharzes eine mehrere zu trennende metallische Elemente enthaltende Lösung leitet
und hierbei die Elemente am aktivierten Chelatharz adsorbiert und hierdurch eine Adsorptionsbande der metallischen
Elemente in der mit dem aktivierten Chelatharz gefüllten Säule bildet,
(3) durch die Säule des Harzes mit der Adsorptionsbande der metallischen ein Eluens leitet und hierdurch die einzelnen
metallischen Elemente zu Banden bildet,
Telefon: (0221) 131041 ■ Telex: 888 2307 dopa d ■ Telegramm: Dompatent Köln
(4) weiterhin ein Eluens durch die Säule leitet und hierdurch die Banden der einzelnen metallischen
Elemente veranlaßt, in der Säule nach unten zu wandern, und
(5) aufeinanderfolgende Teile des hierbei gebildeten Eluats auffängt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Chelatharz eine chelatbildende
Gruppe mit einer Struktur enthält, die durch Entfernung eines Wasserstoffatoms von einer chelatbildenden
Verbindung der Formel
RMr^N^ 2 L 2 /
(D
12 3
worin R , R and R jeweils unabhängig ein Wasser-
worin R , R and R jeweils unabhängig ein Wasser-
20 stoffatom oder eine Gruppe der Formel
-CH2COOR5,
worin R ein Wasserstoffatom, ein Metallatom oder ein Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 4 C-Atomen ist,
A1,
mel
12 3
A , A und A jeweils unabhängig eine Gruppe der For-
A , A und A jeweils unabhängig eine Gruppe der For-
-CH0-CH0-N- oder -CH9-CH9-N- fi
3Q * Δ Έ. CH COOR0
6 5
worin R die gleiche Bedeutung wie R hat, darstellen, abgeleitet worden ist mit der Maßgabe, daß die Verbindung
der Formel (I) wenigstens eine Gruppe der Formel
35 5
-CH2COOR
worin R die vorstehend genannte Bedeutung hat, enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Chelatharz mit der chelatbildenden Gruppe der
Formel
X^ I ^X
X^'2 "x . (ID
worin X ein Wasserstoffatom oder eine Gruppe der Formel
-CH2COOM ist,
worin M ein Metallatom oder ein Wasserstoffa.tom darstellt,
verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Chelatharz mit einer chelatbildenden Gruppe der Formel
20 X I /x
X^ 2 2 ""X
verwendet wird, worin X ein Wasserstoffatom oder eine
Gruppe der Formel -CH2COOM ist, worin M ein Metallatom oder ein Wasserstoffatom ist.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Chelatharz mit einer chelatbildenden Gruppe
der Formel
30 ""N-CH2-CH2-N-CH2-CH2-N^
(IV)
verwendet wird, worin X ein Wasserstoffatom oder eine
Gruppe der Formel -CH2COOM ist, worin M ein Metallatom oder ein Wasserstoffatom ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zu trennenden metallischen
Elemente Seltenerdelemente sind.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Seltenerdelemente Yttriumund Dysposium sind.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als Regenerativlösung eine wässrige
Lösung, die eine einen Aktivator enthaltende wässrige Lösung mit einem pH-Werj: von 4 oder mehr ist, und als
Eluens eine wässrige Lösung verwendet, die ein Eluiermittel enthält und einen pH-Wert von 3 oder weniger
hat.
15
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als Aktivator ein Ammoniumsalz, ein Natriumsalz
oder deren Gemisch verwendet.
ίο. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Elutionsmittel wenigstens ein Mitglied aus der aus Salzsäure, Schwefelsäure und Salpetersäure
bestehenden Gruppe verwendet.
30 35
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---|---|
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