New insights into the separation of Nd from Pr in hydrochloric and sulfuric acid solutions
New insights into the separation of Nd from Pr in hydrochloric and sulfuric acid solutions
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盐酸和硫酸溶液中 Nd 与 Pr 分离的新见解
DOI：
10.1016/j.poly.2018.06.050
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发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
2.6
通讯作者：
Hayes, Luke
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Safarzadeh, M. Sadegh;Agarwal, Vivek;Hayes, Luke
采用统计设计的实验设计方法，研究了市售有机萃取剂的萃取分离方法。利用田口L16(44× 21)正交表确定了使Nd和Pr分离因子(βNd/Pr)最大的最佳条件。考察了水溶液初始pH值(A：2-5)、稀土浓度(B：10-40 ppm)、萃取剂种类(C：DEHPA、PC88A、TOPO和Cyanex572)、萃取剂浓度(D：10-60 mm)和酸种类(E：硫酸和盐酸)对分离性能的影响。在选定的实验条件下，在硫酸盐溶液(NdSO4+、PrSO4+、Nd(SO4)2−和Pr(SO4)2−)中，Nd和Pr不形成任何主要的氯物种，而两者都形成阳离子和阴离子络合物。在实验条件A_4B_3C_1D_3E_2时，最大分离系数达到2.72，高于文献报道的值。方差分析表明，pH值、萃取剂种类和酸种类对分离效果的影响最大。结果表明，DEHPA为最佳有机萃取剂，盐酸为最佳水溶液。有机萃取剂的分离性能大小顺序为DEHPA >； PC88A >； Cyanex572 >； TOPO，表明新型酸性萃取剂Cyanex572不能很好地分离NdPr。
The solvent extraction separation of Nd from Pr with commercially available organic extractants has been studied using statistical design of experiments. In this regard, Taguchi’s L16(44× 21) orthogonal array was used to determine the optimum conditions for maximizing the separation factor between Nd and Pr (βNd/Pr). The effects of controllable operating experimental parameters including initial pH of the aqueous solutions (A: 2–5), concentration of rare earth element (B: 10–40 ppm), extractant type (C: DEHPA, PC88A, TOPO, and Cyanex 572), extractant concentration (D: 10–60 mM), and acid type (E: sulfuric and hydrochloric acid) on the separation performance were studied. Under selected experimental conditions Nd and Pr do not form any major chloride species, whereas both of the elements form cationic and anionic complexes in sulfate solutions (NdSO4+, PrSO4+, Nd(SO4)2−, and Pr(SO4)2−). The optimum operating conditions for maximizing the separation of Nd from Pr occurred at the experimental condition A4B3C1D3E2, where a maximum separation factor of 2.72 was achieved, which was higher than any values reported in the literature. Analysis of variance (ANOVA) showed that pH, extractant type, and acid type had the most influential effect on the separation of Nd and Pr. DEHPA and hydrochloric acid were found to be the best organic extractant and aqueous solution, respectively. The separation performance of organic extractants followed the order DEHPA > PC88A > Cyanex 572 > TOPO, indicating that the new acidic extractant Cyanex 572 does not perform well for the separation of Nd and Pr.
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