PL123096B1 - Method of manufacture of slowing down bed of cation exchanger used for chromatographic separation of rare-earth elements - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania zloza spowalniajacego kationitu stosowanego do chromatograficznego rozdzielania pierwiastków ziem rzadkich, zwlaszcza itru przy uzyciu jako eluentu roztworu soli kwasu etylenodwuamino- czterooctowego (EDTA).Znane sposoby wytwarzania zloza spowalniaja¬ cego kationitu, stosowanego do chromatograficz¬ nego rozdzielania pierwiastków ziem rzadkich po¬ legaja na przepuszczaniu przez kationit nadmiaru roztworu zawierajacego jony spowalniajace Cu+f i H+. Nadmiar roztworu usuwa sie z kationitu za pomoca przemywania woda. W rezultacie otrzymuje sie zloze jonitu wysycome prawie równomiernie jona¬ mi Cu+* i H+ oraz odciek zawierajacy nadmiar jonów miedzi, z którego odzyskuje sie miedz kon¬ wencjonalnymi metodami. Wytworzone zloze spo¬ walniajace powinno byc wysycone okolo 2/3 pojem¬ nosci jonami Cu+8 i w l/3jonami H+.Na skutek jonów H+ w górnej czesci zloza spo¬ walniajacego (okolo 1/3 pojemnosci), w trakcie pro¬ cesu chromatograficznego na granicy pasma pier¬ wiastków ziem rzadkich i pasma spowalniajacego moze stracac sie osad wolnego kwasu etylenodwu- aminoczterooctowego (H4 EDTA). Osad taki blo¬ kuje przeplywy i uniemozliwia dalsze prowadzenie procesu. Pojawienie sie osadu w dalszym cyklu nie jest mozliwe do przewidzenia. Biorac pod uwa¬ ge, ze jeden cykl procesu chromatograficznego roz¬ dzielania pierwiastków ziem rzadkich trwa kilka lt 1S miesiecy, a zablokowanie procesu moze nastapic pod koniec cyklu, stwierdzic nalezy, ze stracanie sie osadu nawet co kilka cykli bardzo podwyzsza koszt otrzymania pierwiastków ziem rzadkich o wysokiej czystosci.Dla uzyskania równomiernego wysycenia zloza jonami Cu+2 i H+ konieczne jest przepuszczenie przez kolumne nadmiaru roztworu zawierajacego te jony. Powoduje to tworzenie sie roztworów od¬ padowych zawierajacych sole miedzi. Z przyczyn ekonomicznych oraz ze wzgledu na ochrone srodo¬ wiska konieczny jest odzysk miedzi z tych roztwo¬ rów i zawrócenie jej do procesu, co jednak podnosi koszt procesu chromatograficznego.Sorpcja jonów Cu+2 i H+ prowadzona jest w wa¬ runkach nierównowagowych. Powoduje to, ze trud¬ ne jest otrzymywanie ta metoda zloza o srednim skladzie odpowiadajacym zalozonemu. W szczegól¬ nosci na zawartosc procentowa jonów Cu+* i H+ w zlozu wplywaja: wysokosc zloza, wahanie stezen tych jonów w roztworze, z którego sa absorbowane, predkosc przeplywu i przerwy w procesie sorpcji.Wedlug wynalazku sorpcje jonów spowalniajacych prowadzi sie w dwóch etapach.W pierwszym etapie sorpcje prowadzi sie z roz¬ tworem zawierajacym sól miedzi, korzystnie Cu ny, korzystnie HNO3 o stezeniu powyzej 0,5M. Cal¬ kowita objetosc roztworu zawiera 80—95°/o gramo- 123 0963 123 096 4 równowazników miedzi w stosunku do 2/3 pojem¬ nosci zloza.W drugim etapie podaje sie roztwór zawierajacy pozostala czesc miedzi 5—20% w stosunku do 2/3 pojemnosci zloza i roztwór ten zawiera równiez sól miedzi, korzystnie Cu(N03)2 o stezeniu powyzej 0,05M i kwas mineralny, korzystnie HN03, w takim stezeniu aby pH roztworu lezalo w granicach 1—3.Sposób wedlug wynalazku calkowicie eliminuje mozliwosc tworzenia sie osadu H4EDTA na gra¬ nicy pasma spowalniajacego i pasma lantanowców.Pozwala na regulowanie w prosty sposób calkowi¬ tej zawartosci jonów Cu+2 i H+ w zlozu spowal¬ niajacym oraz eliminuje koniecznosc odzysku jo¬ nów Cu+2 z, odcieków odbieranych z kolumn chro¬ matograficznych w trakcie sorpcji jonów spowal¬ niajacych. Calkowita ilosc zaadsorbowanych jonów Cu+2 zostaje uniezalezniona od takich czynników jak wysokosc., zloza, niewielkie zmiany predkosci przeplywu i stezenia tych jonów w roztworze poda¬ wanym na kolumne oraz przerwy w procesie.Przyklad I. Zloze kationitu Zerolit 225 (50— 100 mesh forma NH4+) o objetosci 22,4 dcm8,wyso¬ kosci 428 cm i zdolnosci wymiennej 2,05 Val/dm8 mialo calkowita pojemnosc 45,9 Val. Przez to zloze przepuszcza sie 27,6 dm8 roztworu zawierajacego 0,5M Cu(N03)2 i 1,1M HNO3, po czym kolumne prze¬ mywa sie 25 dm8 wody i unosi sie jonit powodujac jego ekspansje o 30 cm. Nastepnie podaje sie do ko¬ lumny 1,5 dm8 roztworu IM Cu(N03)2 i HN03 do uzyskania pH=2, ponownie przemywa sie woda i unosi jonit o 30 cm. Odcieki z kolumny nie za¬ wieraly miedzi, zaadsorbowalo sie zatem 30,6 vali Cu+2 co stanowi 66,7% pojemnosci zloza. Na przy¬ gotowanej w powyzszy sposób kolumnie prowadzi sie proces chromatograficznego oczyszczenia itru.W trakcie procesu nie stwierdza sie zadnych za¬ klócen i nie obserwuje sie wytracania osadu na 5 granicy pasm lantanowcowego i spowalniajacego.Przyklad II. Przez zloze Zerolitu jak w przy¬ kladzie I przepuszcza sie 23 dm8 roztworu 0,6M CuS04 i 1,5 N H2SO4. Kolumne przemywa sie 25 dm3 wody, unosi sie jonit powodujac jego ek- spancje o 30 cm. W drugim etapie na kolumne po¬ daje sie 3 dm8 0,5M CuS04 a nastepnie dodaje sie H2SO4 do uzyskania pH=l,5. Na tak przygotowanej kolumnie prowadzi sie proces oczyszczania itru.Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania zloza spowalniajacego katio¬ nitu stosowanego do chromatograficznego rozdzie¬ lania pierwiastków ziem rzadkich, w którym przez kationit przepuszcza sie roztwór wodny zawieraja¬ cy jako jony spowalniajace kationy Cu+2 i H+, znamienny tym, ze sorpcje jonów spowalniajacych prowadzi sie w dwóch etapach, w pierwszym etapie prowadzi sie z roztworu zawierajacego sól miedzi, korzystnie Cu(N03)2o stezeniu powyzej 0,1M i kwas mineralny, korzystnie HNO3 o stezeniu powyzej 0.5M, przy czym calkowita objetosc roztworu za¬ wiera 80—95% gramorównowazników miedzi w sto¬ sunku do 2/3 pojemnosci zloza, a nastepnie w dru¬ gim etapie podaje sie roztwór zawierajacy pozos¬ tala czesc miedzi 5—20% w stosunku do 2/3 po¬ jemnosci zloza i roztwór ten zawiera równiez sól miedzi, korzystnie Cu(N03)2 o stezeniu powyzej 0,05M i kwas mineralny, korzystnie HNO3, w takim stezeniu aby pH roztworu lezalo w granicach 1—3. 15 a «* ..• OZGraf. Z.P. Dz-wo, z. 907 (85+15) 2.84 Cena 100 zl PL

Claims (2)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania zloza spowalniajacego katio¬ nitu stosowanego do chromatograficznego rozdzie¬ lania pierwiastków ziem rzadkich, w którym przez kationit przepuszcza sie roztwór wodny zawieraja¬ cy jako jony spowalniajace kationy Cu+2 i H+, znamienny tym, ze sorpcje jonów spowalniajacych prowadzi sie w dwóch etapach, w pierwszym etapie prowadzi sie z roztworu zawierajacego sól miedzi, korzystnie Cu(N03)2o stezeniu powyzej 0,1M i kwas mineralny, korzystnie HNO3 o stezeniu powyzej 0.5M, przy czym calkowita objetosc roztworu za¬ wiera 80—95% gramorównowazników miedzi w sto¬ sunku do 2/3 pojemnosci zloza, a nastepnie w dru¬ gim etapie podaje sie roztwór zawierajacy pozos¬ tala czesc miedzi 5—20% w stosunku do 2/3 po¬ jemnosci zloza i roztwór ten zawiera równiez sól miedzi, korzystnie Cu(N03)2 o stezeniu powyzej 0,05M i kwas mineralny, korzystnie HNO3, w takim stezeniu aby pH roztworu lezalo w granicach 1—3. 15 a «* ..• OZGraf. Z.P. Dz-wo, z. 907 (85+15)

2.84 Cena 100 zl PL