一个简单的方法镝和钕的分离

化学系助理教授埃里克•j . Schelter宾夕法尼亚大学,与AZoM谈起了最近发展的一种新的化学单独的钕和镝,钕铁硼磁钢的两个关键元素。

有什么相关的问题的开采稀土元素(REE) ?

碳酸稀土元素通常发生在低级的磷酸盐或存款约5 - 7元素的混合物。提取稀土元素需要的选矿REE远离浪费组件的混合物在矿石以及钍、铀等放射性物质,经常同时发生。

一旦解决方案集中的稀土元素,由液液萃取分离化学上执行个体REE的混合物分离高纯度。分离化学是化学差异表达你想分开的两件事。

稀土元素时,液-液分离的差异利用阳离子的相对大小。因为这个大小差异是如此微妙的整个系列的REE,液液萃取过程必须重复几千次导致这一过程是高度溶剂、时间和能源密集型的。

你能概述你的最近的一篇论文,题为“一个操作简单的方法分离稀土元素钕和镝”?

我们和其他人有针对性的混合物的钕和镝,因为这两个是钕铁硼磁钢的首席REE成分。英超永磁材料钕铁硼磁钢是在市场上。我们开发了一种有机化合物,结合钕和镝离子溶解在有机溶剂。

我们的有机化合物,通常称为“配体”,抓住所有的稀土离子在溶液中形成metal-ligand复合物在1:1的比例。然而,配体的方式封装了每种类型的离子对离子的大小高度敏感。较大溶解稀土离子,包括钕,结果在一个更开放的结构,而镝离子产生一个封闭的一个。

开始与两个元素混合粉,metal-binding分子称为配体。

开放钕结构经历了额外的化学变化,即两个复合物可以形成二聚体的复杂反应。这样,微妙的离子之间的大小差异放大显著变化在他们的化学行为。我们发现了钕二聚体更溶于苯和甲苯比镝复杂。

这个观察允许我们单独的钕和镝配合物容易简单的溶剂冲洗。我们对该目标的分离方法对元素的更快,更容易,并将产生更少的浪费同等规模的液液萃取溶剂。

当前的方法来分离这些元素是什么电子废料?

目前使用的分离过程几乎没有区别在采矿和那些需要回收利用。回收的钕铁硼磁铁,磁铁本身必须远离他们的机械或电子组件及其聚合物或金属护套必须被删除。

溶解的磁铁和化学处理提供稀土精矿。其实是有很多创造性的工作在其他组现在孤立钕/混合物远离镝铁和硼。

问题是,并非所有的钕铁硼磁铁都是平等的,他们有不同数量的镝添加取决于他们的应用程序。稀土精矿混合物必须被re-purified到父瑞新应用程序的重用。

镝的全球供应减少,你希望这个新方法将帮助缓解价格大幅波动的一些问题我们已经看到近年来吗?

最近的稀土元素供应危机和减少材料从中国出口配额。欧洲杯足球竞彩但危机敏化稀土供应链的脆弱性。进行生命周期分析的镝近年来建立了需求预计将超过供应在未来10 - 15年。

绑定增加溶解度的钕镝,允许前被过滤掉。

镝回收是一个很好的目标,因为我们享受的良好来源,即离子吸附粘土在中国南部,是一个有限的和日益减少的资源。集团和我相信镝回收是一个很好的机会需要开发新的化学物质有可能解决预期的镝供应问题。

你相信有替代品使用镝在钕铁硼磁钢,或者至少减少所需数量的方法吗?

有一些伟大的工作在美国能源部关键材料研究所用铈代替镝,更丰富,更容易获得稀土元素。欧洲杯足球竞彩其他人都集中在优化(最小化)镝的数量。

我当然认为这是可能发现一个合适的替代钕铁硼但需要时间。Neo磁铁中普遍技术新材料需要适应在一个同样广泛的应用程序。欧洲杯足球竞彩

钕铁硼磁钢为什么这么理想在很多应用程序?

钕铁硼磁钢是神奇的材料。欧洲杯足球竞彩很少有类似的给你相同的磁动力/数量的东西。很多团体和机构正在取代这种材料,但目前没有类似的有一个小型化。

将这个新分离过程很容易扩大大型回收设施吗?

事实上有很多改进我们的系统才能回答这个问题。一般来说,浸出比液液萃取是一个简单的化学工程的过程。我们的长期目标是发现和开发化学回收设施装备一个简单的工具箱,它将允许他们从稀土元素包含废物产生的价值,即纯稀土元素,迅速和容易。

什么是下一个发展阶段在这个过程吗?

有很多工作要做在新的分离系统。我们当前的目标是评估其能力分离稀土元素在整个系列的混合物和我们的初步结果是令人鼓舞的。

特别是我们想目标混合荧光粉中稀土元素用于紧凑型荧光灯泡。回收这些材料会导致移除汞的好处从欧洲杯足球竞彩环境中。

除了验证当前系统的功能我们是专注于改善其稳定性使它更实用和提炼我们的配位体的结构使它更有效。

关于Eric j . Schelter

Eric j . Schelter是化学系助理教授在宾夕法尼亚大学。

他的研究集中在镧系和锕系元素的化学分离和催化应用。

Schelter接收者的美国能源部的职业生涯早期研究项目奖,2011年被任命为一个研究公司科学发展科特雷尔学者在2013年欧洲杯线上买球