Geri Dön

Nadir toprak elementlerinin iyon değiştirici reçinelerle ayrılmasında sodyum trimetafosfatın yeni bir elüent olarak incelenmesi

Investigation of sodium trimetaphosphate as a new eluting agent for the separation of rare earth elements by ion exchange resins

PDF İndir

  1. Tez No: 100687
  2. Yazar: ŞANA KUTUN
  3. Danışmanlar: DOÇ.DR. AYÇİÇEK AKSELİ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 1999
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 90

Özet

NADİR TOPRAK ELEMENTLERİNİN İYON DEĞİŞTİRİCİ REÇİNELERLE AYRILMASINDA SODYUM TRİMETAFOSFATIN YENİ BİR ELÜENT OLARAK İNCELENMESİ ÖZET Atom numarası 57'den 71 'e kadar olan elementlerin oluşturduğu grup lantanitler olarak tanımlanır. Atom numarası 21 olan skandiyum ve atom numarası 39 olan yitriyum lantanitlere benzer özellikler gösterirler ve tabiatta da onlarla bir arada bulunurlar. Skandiyum ve yitriyumla birlikte lantanitler nadir toprak elementleri olarak isimlendirilirler. Nadir toprak elementlerinin fiziksel ve kimyasal özellikleri çok benzerdir. Bu benzerlik elektronik konfigürasyonlanndan kaynaklanmaktadır. Nadir toprakların normal oksidasyon kademesi son yörüngedeki üç elektronun uzaklaştınlmasıyla elde edilen +3 değerlikli haldir. Lantan [Xe] 5d!6s2 elektronik konfigürasyonuna sahiptir. İyonların elektronik konfigürasyonlan 4f orbitallerinin dolması ile elde edilir. Lantanitlerin kimyasal özelliklerinin son derece benzer olmasından dolayı, karışımlardan bu elementleri tek tek ayırmak ve saptamak oldukça zordur. 1947'de, J.Am.Chem.Soc.'de, nadir toprak elementlerinin iyon değişimi metoduyla ayrılmalarına ait ilk çalışmalar yayınlanmıştır. Laktat, sitrat, EDTA, a- hidroksiizobutirik asit (ct-HIBA) gibi farklı kompleks yapıcı reaktifler elüent olarak incelenmiştir. Bunların içinde en iyi olarak a-FHBA bulunmuştur. Elüent olarak a- HIBA'nın kullanıldığı birçok yayın vardır. Başlangıçta, ayrılma süreleri oldukça uzundu. Örneğin, Zeligman fisyon ürünlerinden elde edilen 10 nadir toprak elementini 32 saatte ayırdı. Sonraki yıllarda ayrılma süreleri kısaltılmaya çalışıldı. Wish ve Foti, 8 nadir toprak elementini pH gradienti uygulayarak 5.5 saatte ayırdılar. Campbell, 14 lantaniti basınçlı iyon değişim kromatografisi kullanarak 1-2 saatte ayırmaya çalıştı. Ancak bazı girişimler meydana geldi. Daha sonraları Elchuk ve Cassidy a-HIBA ile HPLC kullanarak \ıg miktarındaki lantanitleri 20 dakikadan daha kısa sürede ayırdılar. Nadir toprakların ayrılması için anyon değişim elüsyonu da kullanılmaktadır. Marcus ve Nelson, 6 nadir toprak elementini lityum nitrat çözeltileriyle konsantrasyon gradienti uygulayarak 7 saatte ayırdılar. Elementler arasında bazı girişimler meydana geldi. Usuda ve Mağara 5 nadir toprak elementini nitrik asit-metil alkol ortamında 2.5 saatte ayırdılar. Al-Shawi ve Dahi, bir magnezyum alaşımındaki La, Ce, Pr ve Nd'u a-HIBA ile, iyon kromatografisi kullanarak ayırmayı başardılar. Lantanitler hem bilimsel alanda, hem de endüstride her geçen gün daha da önem kazanmaktadırlar.Bu çalışmada, nadir toprak elementlerinin birbirlerinden ayrılmalarında bazı kondanse fosfatların yeni bir elüent olarak kullanılıp, kullanılamayacağı incelenmiştir. Bu amaçla, Graham tuzu, sodyum tripolifosfat, potasyum Kurrol tuzu, sodyum trimetafosfat ve sodyum tetrametafosfat incelendi. Yeni bir elüent olarak yalnızca sodyum trimetafosfatın kullanılabileceği bulundu. Çünkü, sodyum trimetafosfat nadir toprak elementleriyle çözünür kompleksler oluşturdu. Diğer kondanse fosfatlar ise çökelti oluşturdu. Sodyum trimetafosfat çözeltileri Na3P309.6H20'un çözülmesiyle hazırlandı. Anhidrit sodyum trimetafosfat sodyum hekzametafosfatın ısıtılmasıyla elde edildi. Na3P309.6H20 anhidrit tuzdan elde edildi. İlk olarak, Dowex 50 W-X8 reçinesinde lantan için dengeye erişme süresinin 4 saat olduğu bulundu. Bölünme oranlan ayırımların ne şekilde gerçekleşeceğinin belirlenmesinde son derece önemli parametrelerdir. Bu yüzden, 15 nadir toprak elementinin ve toryumun bölünme oranlan 3 farklı tip reçine için de (kuvvetli asidik katyon değiştirici Dowex 50 W-X8, 200-400 mesh, kuvvetli bazik anyon değiştiriciler Dowex 1-X4, 200-400 mesh ve Dowex 2-X8, 200-400 mesh) sodyum trimetafosfatın farklı konsantrasyonlanyla çalışılarak belirlendi. Bölünme oranlan, toplam reçine kapasitesine oranını gösteren q=0.4 için belirlendi. Reçinenin 0.5 g'ı ağzı kapalı cam bir kaba konuldu. Katyonun uygun miktarım içeren, bilinen konsantrasyondaki elüentin 50 ml'si eklendi. Kap mekanik kanştıncıda, oda sıcaklığında 15 saat süreyle çalkalamaya bırakıldı. Dengeden önceki ve sonraki çözeltilerin floresans şiddetleri uygun reaktifler kullanılarak ölçüldü. Aşağıdaki bağıntıdan yararlanılarak bölünme oranlan, Kj hesaplandı: Io - 1 mi çözelti Ka = x g kuru reçine Io ve I dengeden önceki ve sonraki çözeltilerin floresans şiddetlerini göstermektedir. Elüsyondan önce, reçine birkaç kez saf su ile yıkandı, her seferinde ince tanecikler uzaklaştınldı. Yıkanmış reçine bir gece suda bekletildikten sonra, su dolu kolona transfer edildi. Elüent ile kolonda dengeye getirildi. Örnek çözeltisi reçine kolonunun üzerine eklendi. Reçine kolonunun üst kısmında absorblanan örnek elue edildi. Fraksiyonlann uygun hacimleri florimetrik ölçümler için toplandı. Herbir lantanitten 0.05 meq içeren sentetik kanşımm yaklaşık 3.5 ml'lik çözeltisi hazırlandı. Örnek sulu çözelti halinde Dowex 50 W-X8 reçinesini içeren kolona eklendi. Lantanitler 0.05-0.3 M sodyum trimetafosfat çözeltileriyle konsantrasyon gradienti uygulanarak 0.5 ml.dak“1 'lık bir akış hızı ile elüe edildi. Bütün lantanitler birbirlerinden ayrıldı, ancak Lu-Yb-Tm arasında küçük bir girişim meydana geldi. Bu elüsyon işleminin monazitten nadir toprak elementlerinin aynlmalan için monazit örneğine uygulanması ilginç görüldü. xıNadir toprak elementleri bir Avustralya monazitinden benzoik asit metodu ile oksitleri halinde elde edildi. Avustralya monazitinden hazırlanan nadir toprak oksitleri karışımının 250 mg'ı seyrettik HNO3 'de ısıtılarak çözüldü. Seryum H202 ile indirgendi. Bu çözelti kuruluğa kadar buharlaştınldı. 0.5 ml HC1 eklenerek ikinci kez buharlaştırma yapıldı. Örnek sulu çözelti halinde Dowex 50 W-X8 reçinesini içeren kolonun üst kısmına transfer edildi. Elüsyon 0.05-0.3 M sodyum trimetafosfat çözeltileriyle konsantrasyon gradienti uygulanarak, 0.5 ml.dak^'lık akış hızı ile gerçekleştirildi. Bütün nadir toprak elementlerinin birbirlerinden tamamen ayrılması için 728 mi elüent kullanıldı. Monazitten elde edilen nadir toprak oksitleri karışımının 5 mg'lık çözeltisi aynı reçineyi içeren küçük kolonun üst kısmına benzer şekilde transfer edildi. Nadir toprak elementleri 0. 1 M sodyum trimetafosfat ile 2 ml.dak”1,lık akış hızı ile elüe edildi. Bu elüsyon ve bölünme oranlan göz önünde bulundurularak, daha kısa sürede iyi bir ayınm elde edebilmek için yeni bir elüsyon yapıldı. Yeniden 5 mg'lık örnek çözeltisi alındı. Bu elüsyonun ilk kısmında 46 mi 0.1 M sodyum trimetafosfat çözeltisi kullanıldı. Yitriyum da elüe edildikten sonra 0.1-0.3 M sodyum trimetafosfat çözeltileriyle konsantrasyon gradienti uygulandı. Bu elüsyonlardan elde edilen eğriler ve bölünme oranlan üzerinde düşünülerek aynı miktar örnek ile yeni bir elüsyon yapılmasına karar verildi. Başlangıçtan itibaren 0.1- 0.3 M sodyum trimetafosfat çözeltileriyle konsantrasyon gradienti uygulandı. Akış hızı 2 ml.dak“1 olacak şekilde ayarlandı. Bütün nadir toprak elementleri ve toryum 23.5 dakikada birbirlerinden aynldı. Kuvvetli kompleks yapıcı reaktiflerin kullanılmasıyla nadir toprak elementlerinin anyonik kompleksleri oluşturulmaktadır. Bu koşullar altında, nadir toprak elementleri anyon değiştirici reçinelerle de birbirlerinden aynlabilmektedir. Sodyum trimetafosfat da oldukça kuvvetli bir kompleks yapıcı reaktiftir. Çalışmanın bu kısmında, nadir toprak elementlerinin birbirlerinden aynlmalan sodyum trimetafosfat ortamında, Dowex 1-X4 kuvvetli bazik anyon değiştirici reçinesi üzerinde incelendi. Dengeye erişme süresi üç saat olarak belirlendi. Bölünme oranlan 3.10”3 M, 5.10“3 M, 7.10”3 M ve 0.01 M sodyum trimetafosfat konsantrasyonlan için belirlendi. Avustralya monazitten hazırlanan nadir toprak oksitleri kanşımının 5 mg'ı alındı ve yukanda tanımlandığı gibi çözüldü. Sonra, örnek 3 mi 3.1 0“3 M sodyum trimetafosfat çözeltisi ile alınarak Dowex 1-X4 reçinesini içeren küçük kolonun üzerine eklendi. Elüsyonun başlangıcında 7.1 0”3 M sodyum trimetafosfat kullanıldı. 21 mi eflüent alındıktan sonra, elüsyon 7.1 0“3- 0.01 M sodyum trimetafosfat çözeltileriyle konsantrasyon gradienti uygulanarak gerçekleştirildi. Akış hızı 2 ml.dak”1 olacak şekilde ayarlandı. Elüsyon süresini kısaltabilmek amacıyla yeni bir elüsyon yapıldı. Aynı miktar örnek alındı. Başlangıçtan itibaren 7.1 0“3- 0.01 M sodyum trimetafosfat çözeltileriyle konsantrasyon gradienti uygulandı. Ancak, La, Ce ve Pr arasında bir girişim oluştu. Piklerin daha iyi dağılımını sağlamak amacıyla diğer bir elüsyon yapıldı. xııÖrneğin yine aynı miktarı alındı. Elüsyonun başlangıcında 7.1 0”3 M sodyum trimetafosfat kullanıldı. 12 mi eflüent alındıktan sonra, 7.1 0“3- 0.01 M sodyum trimetafosfat çözeltileriyle konsantrasyon gradienti uygulandı. Elüsyon 53 mi eflüent ile 26.5 dakikada tamamlandı. Akış hızı 2 ml.dak”1 olacak şekilde ayarlandı. Herhangi bir girişim olmadı. Aynı elüsyon işlemi, Avustralya monazitinden elde edilen nadir toprak oksitleri karışımının 250 mg'ma uygulandı. Elüsyonun ilk kısmında 7.1 0“3 M sodyum trimetafosfat kullanıldı. 196 mi eflüent alındıktan sonra, elüsyon 7.10”3- 0.01 M sodyum trimetafosfat çözeltileriyle konsantrasyon gradienti uygulanarak sürdürüldü. Bütün nadir toprak elementleri birbirlerinden tamamen ayrıldı. Bu elüsyon işleminin, nadir toprak elementlerinin birbirlerinden ayrılmaları için, Dowex 2-X8 reçinesine uygulanması ilginç bulundu. Dengeye erişme süresi dört saat olarak belirlendi. Bölünme oranlan 3.1 0“3 M, 5.1 0”3 M, 7.1 0“3 M ve 0.01 M sodyum trimetafosfat ortamlarında belirlendi. Avustralya monazitinden hazırlanan nadir toprak oksitleri karışımının 250 mg'ı alındı ve çözüldü. Örnek yaklaşık 5 mi 3.1 0”3 M sodyum trimetafosfat çözeltisi ile alınarak Dowex 2-X8 reçinesini içeren büyük kolonun üzerine eklendi. Elüsyonun başlangıcında 7.1 0“3 M sodyum trimetafosfat çözeltisi kullanıldı. 193 mi eflüent alındıktan sonra, elüsyon 7.1 0”3- 0.01 M sodyum trimetafosfat çözeltileriyle konsantrasyon gradienti uygulanarak sürdürüldü. Akış hızı 2 ml.dak“1 olacak şekilde ayarlandı. Bütün nadir toprak elementleri ve toryumun birbirlerinden tamamen ayrılması için 578 mi eflüent kullanıldı. Birbirlerinden tamamen ayrıldılar. Sonra, Avustralya monazitinden hazırlanan nadir toprak oksitleri karışımının 5 mg'ı alındı ve benzer şekilde çözüldü. Örnek yaklaşık 3 mi 3.1 0”3 M sodyum trimetafosfat çözeltisi ile alındı ve Dowex 2-X8 reçinesini içeren küçük kolonun üzerine eklendi. Elüsyonun ilk kısmında 7.1 0“3 M sodyum trimetafosfat çözeltisi kullanıldı. 23 mi eflüent alındıktan sonra, 7.1 0”3- 0.01 M sodyum trimetafosfat çözeltileriyle konsantrasyon gradienti uygulandı. Elüsyon süresini kısaltabilmek için aynı miktar örnek ile diğer bir elüsyon gerçekleştirildi. İlk 15 mi 7.1 0“3 M sodyum trimetafosfat çözeltisi kullanıldıktan sonra, 7.10”3- 0.01 M sodyum trimetafosfat çözeltileriyle konsantrasyon gradienti uygulandı. Akış hızı 2 ml.dak"1 olacak şekilde ayarlandı. Ayrılmalar herhangi bir girişim olmaksızın, iyi bir şekilde gerçekleşti. Elüe edilen fraksiyonlardaki elementler morin kullanılarak spektroflorimetrik olarak belirlendi. Herbir nadir toprak elementinin kalitatif tayini uygun florimetrik reaktifler kullanılarak yapıldı. Nd, Ho, Er ve Yb için uygun florimetrik reaktif bulunamadığı için, bu elementler okzalik asit ile eluattan çöktürüldü. Bu okzalat çökeltilerinin kızdınlmasıyla nadir toprak oksitleri elde edildi ve oksitlerinin renklerinden yararlanılarak kalitatif tayinleri yapıldı. Fraksiyonlardaki herbir elementin kantitatif tayini ise morin ile kalibrasyon eğrilerinden yararlanılarak yapıldı. Sonuç olarak, sodyum trimetafosfat oda sıcaklığında nadir toprak elementlerinin ve toryumun birbirlerinden ayrılmasında kullanılabilecek son derece uygun, yeni bir elüenttir. Diğer elüentlere göre birçok avantaja sahiptir. Elüsyon pikleri dar ve simetriktir. Kuyruk etkisi çok azdır ve girişim söz konusu değildir. Dy ve Y iyi bir xııışekilde ayrılmaktadır. Eluattan sodyum trimetafosfatı uzaklaştırmak mümkündür. Ayrılma süresi diğer bilinen metodlardan daha kısadır. xıv

Özet (Çeviri)

INVESTIGATION OF SODIUM TRIMETAPHOSPHATE AS A NEW ELUTTNG AGENT FOR THE SEPARATION OF RARE EARTH ELEMENTS BY ION EXCHANGE RESINS SUMMARY Lanthanides are defined as the group of elements from atomic numbers 57 to 71. Scandium, atomic number 21 and yttrium, atomic number 39, have similar properties to the lanthanides and they occur in nature together with them. The lanthanides with together scandium and yttrium are named as the rare earth elements. The chemical and physical properties of the rare earth elements are very similar. Such similarity of the rare earth elements is due to the configuration of their outer electron shells. The normal oxidation state of rare earths is the tri-positive state created by removal of the three outer electrons. Lanthanum has an electronic configuration [XeJSd^s2. The resulting electronic configuration for the ions would then favor the 4f shell filling consecutively from one to fourteen. Since the chemical properties of the lanthanides are very similar, it is difficult and important to separate and determine individual rare earth elements in their mixtures. In 1947, some papers about the separations of the rare earth elements by ion exchange methods were published in the J.Am.Chem.Soc. Since this date different complexing agents have been investigated as eluents like lactate, citrate, EDTA and a- hydroxyisobutyrate (a-HIBA). It was found that a-HIBA is the best between them. There is a number of publications using a-HIBA as eluent. At the beginning, separation times were very long. For example, Zeligman separated ten rare earth elements obtained from fission product in about 32 hours. During the subsequent years the attempts have been made to reduce the separation times. Wish and Foti separated eight rare earth elements in 5.5 hours with pH gradient elution. Campbell separated 14 lanthanides in 1 to 2 hours with pressurized ion exchange chromatography, but some band overlap occurred for this separation. Afterwards using high pressure liquid chromatographic separations (HPLC) with a-HIBA, Elchuk and Cassidy achieved less than 20 minutes separation time for ug amount lanthanides. Anion exchange elution has also been employed for the separation of the rare earths. Marcus and Nelson separated six rare earth elements in 7 hours with concentration gradient elution of lithium nitrate solutions. The elements eluted in reasonably sharp bands though with some overlapping. Usuda and Mağara separated 5 rare earth elements in 2.5 hours in nitric acid-methyl alcohol media. Al-Shawi and Dahl managed to separate La, Ce, Pr and Nd in magnesium alloys in 14 min. with a-HIBA using ion chromatography coupled to a post-column detection system. The lanthanides have became more and more important in science and industry. Therefore they have found an increasing interest. xvIn this study, it has been examinated some condensed phosphate as the new eluting agents for the separation of the rare earth elements. For this purpose Graham's salt, sodium tripolyphosphate, potassium Kurrol's salt, sodium trimetaphosphate and sodium tetrametaphosphate have been investigated. It has only been found that sodium trimetaphosphate can be use as an eluting agent. Because sodium trimetaphosphate has formed soluble complexes with rare earth elements. Other condensed phosphates have formed precipitates. Sodium trimetaphosphate solutions were prepared by dissolving Na3P309.6H20. Anhydrous sodium trimetaphosphate was obtained by heating sodium hexametaphosphate. Na3P309.6H20 was prepared from anhydrous salt. Firstly, the establishment time of the equilibrium was found four hours. Systematically compiled data on ion exchange equilibrium distribution coefficients are very useful for planning separations. Therefore, distribution coefficients of 15 rare earth elements and thorium have been determined regarding different concentrations of sodium trimetaphosphate on 3 different type of resins (strongly acidic cation exchanger Dowex 50 W-X8, 200-400 mesh, strongly basic anion exchangers Dowex 1-X4, 200- 400 mesh and Dowex 2-X8, 200-400 mesh). The distribution coefficients were determined as total amount of cation to total resin capacity ratio q = 0.4. The portion (0.5 g) of resin was transferred into a glass stoppered flask. Then 50 ml of eluent at known concentration and containing convenient amount of the cation was added. The flask was shaken in a mechanical shaker for 15 hours at room temperature. The fluorescence measurements with appropriate reagents were carried out before and after equilibrium in the solution. The distribution coefficients Ka is calculated by the following equation: Io-I ml of solution Ka= x I g of dry resin where Io and I are the fluorescence intensities of the solution before and after equilibration with the resin. Before elution, resin was washed several times with distilled water, each time the fine particles were decanted off. The washed resin was kept in water overnight then was transferred to the column in a water slurry. Subsequently it was equilibrated passing eluting solution through the column. The sample solution was then added to the top of the resin column which was previously rinsed with a small amount of water. The absorbed sample in the upper part of the resin column was eluted. The convenient volumes of fractions were taken for fluorometric measurements. Approximately 3.5 ml of solution of synthetic mixture which contain 0.05 meq of each lanthanide element was prepared. The sample as aqueous solution was added to the column containing Dowex 50 W-X8 resin. Subsequently lanthanides were eluted using concentration gradient of 0.05 - 0.3 M sodium trimetaphosphate with flow rate of 0.5 ml.min“1. All lanthanides were separated from each other and there is only a little overlapping in Lu-Yb-Tm. xviIt was seemed interesting that this elution procedure apply to a monazite. sample in order to recover the rare earth elements from monazite. Rare earth elements were separated from an Australian monazite concentrate as the mixture of their oxides by conventional benzoic acid method. 250 mg of the mixture of rare earth oxides prepared from the Australian monazite was dissolved in dilute HN03 by heating. Cerium was then reduced with H202 by evaporating the obtained solution almost to the dryness. Afterwards it was reevaporated twice following the addition of 0.5 ml HC1. The sample as aqueous solution was transferred to the top of the resin column containing Dowex 50 W-X8 resin. The elution was performed using concentration gradient of 0.05 - 0.3 M sodium trimetaphosphate with flow rate of 0.5 mimin'1. All the rare earth elements were separated completely from each other within 728 ml eluent. The solution of 5 mg of the mixture of the rare earth oxides prepared from monazite as described above transferred to the top of the small column containing same resin. The rare earth elements were eluted using 0.1 M sodium trimetaphosphate with flow rate of 2 ml.min”1. By considering the results of this elution and distribution coefficients, in order to obtain better separation in shorter time the following elutions were carried out. The solution of 5 mg of the mixture of the rare earth oxides prepared similarly from monazite was taken again. In the first part of this elution 46 ml of 0. 1 M sodium trimetaphosphate was used as eluent. After yttrium was eluted, elution was performed using concentration gradient of 0. 1-0.3 M sodium trimetaphosphate. Thinking over these elutions and distribution coefficients, another elution were carried out with the same amount of this sample in order to obtain shorter separation time. This time concentration gradient of 0.1-0.3 M sodium trimetaphosphate was used with flow rate 2 ml.min“1 during the separation. All the rare earth elements and Th were separated in 23.5 minutes. The use of strongly complexing agents results the formation of anionic complexes of the lanthanides. Under these conditions, the lanthanides may be separated by anion exchange. In this part of this study Dowex 1-X4 strongly basic anion exchange resin was used for the separation of rare earth elements in sodium trimetaphosphate media. The attainment of the equilibrium was completed in three hours. Then the distribution coefficients were found in 3.10”3 M, 5.10“3 M, 7.10”3 M and 0.01 M sodium trimetaphosphate media. 5 mg of the mixture of rare earth oxides which was prepared from the Australian monazite were taken and dissolved as described above. Then, the sample was taken with 3 ml of 3.1 O*3 M sodium trimetaphosphate solution and was transferred to the top of the small column containing Dowex 1-X4 resin. In the first part of elution 7.10“3 M sodium trimetaphosphate solution was used. After 21 ml effluent was taken, elution was performed using concentration gradient of 7.10”3 - 0.01 M sodium trimetaphosphate. A flow rate of 2 ml.min“1 was used. xvuIn order to obtain shorter elution time, by considering the distribution coefficients another elution was carried out. The same amount of sample was taken. In this elution, concentration gradient was used (7.10”3 - 0.01 M sodium trimetaphosphate) from the beginning to the end of elution procedure. La, Ce and Pr were overlapped some parts. Another elution was performed for better distribution of peaks. The same amount of sample was taken again. In the first part of this elution, 7.10“3 M sodium trimetaphosphate was used. After 12 ml effluent was taken, elution was performed using concentration gradient of 7.10”3 - 0.01 M sodium trimetaphosphate. This elution was completed in 53 ml of eluent and in 26.5 minutes with flow rate of 2 ml.min“1 and there was not any overlapping. The same elution procedure was applied to the sample prepared similarly from 250 mg of the mixture of rare earth oxides obtained from the Australian monazite. In the first part of this elution 7.10”3 M sodium trimetaphosphate was used. After 196 ml effluent was taken, elution was performed using concentration gradient of 7.10“3 - 0.01 M sodium trimetaphosphate. All the rare earth elements were separated completely from each other. It was found interesting to apply this elution procedure to the separation of the rare earth elements on Dowex 2-X8 resin. The attainment of the equilibrium was completed in four hours. Then, the distribution coefficients were determined in 3.10”3 M, 5.10“3 M, 7.10”3 M and 0.01 M sodium trimetaphosphate media. 250 mg of the mixture of rare earth oxides which was prepared from the Australian monazite were taken and dissolved as described above. The sample was taken with 5 ml of 3.1 0'3 M sodium trimetaphosphate solution and was transferred to the top of the big column containing Dowex 2-X8 resin. At the beginning of the elution, 7.10“3 M sodium trimetaphosphate solution was used. After 193 ml of effluent was taken, elution was performed using concentration gradient of 7.10”3 - 0.01 M sodium trimetaphosphate. A flow rate of 2 ml.min“1 was used. All the rare earth elements and thorium were eluted within 578 ml of effluent and they were separated completely from each other. Then, 5 mg of the mixture of rare earth oxides which was prepared from the Australian monazite were taken and dissolved similarly. The sample was taken with 3 ml of 3.1 0”3 M sodium trimetaphosphate solution and this was transferred to the top of the small column containing Dowex 2-X8 resin. In the first part of this elution, 7.10“3 M sodium trimetaphosphate solution was used. After 23 ml of effluent was taken, concentration gradient of 7.10”3 - 0.01 M sodium trimetaphosphate was applied. In order to obtain shorter separation time, another elution was carried out with the same amount of the sample. After 15 ml of 7.10“3 M sodium trimetaphosphate was taken, elution was performed using concentration gradient of 7.10”3 - 0.01 M sodium trimetaphosphate. A flow rate of 2 rnLmin"1 was used. The separations were very well and there was not overlapping. The elements in the eluted fractions were defined by spectrofluorimetry using morin. The qualitative identification of individual rare earth elements were realized using appropriate fluorimetric reagents. Since the appropriate fluorimetric reagent was not found for Nd, Ho, Er and Yb they were precipitated from the eluate with oxalic acid. xvuiThe rare earth oxides were obtained by ignition of these oxalate precipitates and the elements were identified from the color of their oxides. The quantitative determination of each element in the fractions were also realized with morin using calibration curves. As the conclusion, sodium trimetaphosphate is a very suitable new eluting agent for the separation of rare earth elements and thorium at room temperature. It has some advantages over the other eluting agents. The elution peaks are narrow and nearly symmetrical. The tailing effects are very small and there is no overlapping. Dy and Y are well separated. It is possible to recover sodium trimetaphosphate from eluate. Separation time is shorter than other known methods. *0ı r. 91 xix

Benzer Tezler

  1. Tez No

    166656

    Bazı metal katyonlarının sodyum trimetafosfat ortamında ayrılmalarının iyon değiştirici kromatrografi ile incelenmesi

    Speration and determination of some metals in sodium trimetaphoshate media, with ion exchange chromatography

    HALİL DEMİR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2005

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF.DR. AYÇİÇEK AKSELİ

  2. Tez No

    169491

    Eskişehir-Beylikahır cevher konsantresinde Th ve Ce'un diğer nadir toprak elementlerinden anyon değiştirici reçine ile ayrılması

    Seperation of Th and Ce from other rare earth elements by anion exchange resin from concentrated Eskişehir-Beylikahır ore

    ŞENOL SERT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2005

    Nükleer MühendislikEge Üniversitesi

    Nükleer Bilimler Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. MERAL ERAL

  3. Tez No

    802986

    Batı anadolu'daki yüksek sıcaklıklı jeotermal kaynaklardan mineral eldesi olanakları

    Mineral recovery possibilities in high temperature geothermal fluids in western anatolia

    RAZİYE ŞENGÜN ÇETİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    EnerjiDokuz Eylül Üniversitesi

    Jeotermal Enerji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜLTEKİN TARCAN

  4. Tez No

    774478

    Terleme düzeyini sürekli takip edebilen nadir toprak elementi katkılandırılmış ZnO/CuO kompozit ince filmlerin tasarımı ve üretimi

    Design and production of rare-earth elements doped ZnO/CuO composite thin films for continuous sweat rate monitoring

    NURDAN SELİN KIRIK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    BiyomühendislikHatay Mustafa Kemal Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BÜNYAMİN ŞAHİN

  5. Tez No

    820513

    Nadir toprak element oksitlerinden ergimiş tuz elektrolizi yöntemiyle nadir toprak elementlerinin sentezi

    Synthesis of rare earth elements from rare earth oxides by molten salt electrolysis

    OSMAN CAN ÖZER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SERVET İBRAHİM TİMUR

Geri Dön