Chromatographic separation of rare earth elements using a novel extractant mixture

Sammanfattning: Sällsynta jordartsmetaller är en kritisk råvara som står inför viktiga utmaningar gällande utbud och efterfrågan. För att överkomma dessa utmaningar behövs det effektiva separationsmetoder. Den här rapporten studerar separationen av sällsynta jordartsmetaller med extraktionskromatografi. Tre olika extrakt-modifierade HPLC kolonner användes för att separera en samling av åtta sällsynta jordartsmetaller; lantan, cerium, praseodym, neodym, samarium, gadolinium, dysprosium och yttrium. Den första kolonnen innehöll ren HDEHP som extraktant, den andra ren HEHEHP som extraktant. Den tredje kolonnen innehöll en blandning av de två extrakanterna. Blandningen bestod av 15–30% HDEHP. Eluering genomfördes med salpetersyra i olika koncentrationer och applicering. Forskningsfrågan som rapporten bygger på gäller hurvida blandningen av extraktanterna kan förbättra separationen gentemot att endast använda de rena extraktanterna. Jämförelsen kolonnerna emellan baserades huvudsakligen på två parameterar, salpetersyraförbrukning och upplösning av toppar.  Resultaten visar att kolonnen med endast HEHEHP hade minst salpetersyraförbrukning men gav sämst upplösning. Kolonnen med endast HDEDP hade högst salpetersyraförbrukning men gav bäst upplösning, speciellt för de fyra tyngsta ämnena; samarium, gadolinium, dysprosium och yttrium. Kolonnen med extraktantblandningen gav god upplösning för alla ämnen, speciellt för de fyra lättaste ämnena; lantan, cerium, praseodym och neodym. Eftersom denna kolonn dessutom hade relativt låg salpetersyraförbrukning är den preliminära slutsatsen att denna presterade bäst generellt. Slutsatsen är därmed att extraktantblandningen kan förbättra separationen.