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Verfahren zum Abtrennen des Europiums von anderen Seltenen Erden
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen des Europiums von andern Seltenen Erden.
Europium wird betriebsmässig von andern Seltenen Erden (SE) abgetrennt, indem aus einer wässerigen Lösung der SE-Chloride das schwerlösliche Europium (II) sulfat oder ein Gemisch aus diesem und Bariumsulfat ausgefällt wird ; letzteres ist noch viel weniger löslich als das Europium (II) sulfat.
Das Verfahren wird so durchgeführt, dass die von Schwermetallen und andern störenden Stoffen freie, schwach saure Chloridlosung der SE mittels Zinkamalgam so lange reduziert wird, bis das ganze Europium in zweiwertiger Form vorliegt. Sodann werden der Flüssigkeit nacheinander die Lösung eines
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pium als dieses mitreissen kann.
Nach der USA-Patentschrift Nr. 3, 092, 449 lässt sich ein beträchtlich günstigeres Eu-Ausbringen erreichen, wenn nicht in einer Chlorid-, sondern in einer Sulfatlösung der SE gearbeitet wird. Zunächst werden in der in einem geschlossenen Gefäss befindlichen Lösung etwa vorhandene Schwermetalle durch mehrstündigesRühren. mit Zinkstaub auszementiert. Der Niederschlag wird von der Lösung abgetrennt.
Nach Verdrängen der Luft durchKohlendioxyd wird weiter Zinkstaub und dann eine Lösung von Natriumsulfat oder Kaliumsulfat zugegeben, wobei nach mehrstündigem Rühren schwerlösliche Alkali-SE-Dop-
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aus armen Ausgangslösungen mehr als 901o des Europiums ausgefällt werden.
Auch dieses Verfahren weist noch einige Mängel auf : Die vorstehend genannte USA-Patentschrift empfiehlt, 5 bis lOClo der eingesetzten SE mit dem Europium auszufällen. Infolge dieser grossen Menge kann sich das Europium im Sulfatniederschlag nur wenig anreichern. So fiel nach Angaben in dieser Patentschrift aus einer Lösung mit einer Eu-Konzentration von 0, 05 Gew.-Teilen GT Eu203 je 100 Gew.-
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weil Losungen vonAlkali-SE-DoppeIsulfatenstarkzu Ubersattigung und verzögerter Ausfällung neigen, die dazu zwingen, mehr Fällungsmittel zuzugeben als an sich erforderlich ist, um den vorbestimmten Anteil der SE auch mit Sicherheit auszufällen.
Diese Nachteile lassen sich mit Hilfe der Erfindung vermeiden. Ihr Merkmal ist das Ausfällen des zweiwertigen Europiums aus einer SE-Sulfatlösung mit Hilfe von Strontiumsulfat als Sammler.
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Die Erfindung betrifft demnach ein Verfahren zum Abtrennen des Europiums von andern Seltenen
Erden, wobei das in einer wässerigen Lösung von Sulfaten Seltener Erden vorliegende Europium durch
Reduktion, insbesondere mit Zinkstaub unter Luftabschluss, in seine zweiwertige Form übergeführt und hierauf ausgefällt wird, und ist dadurch gekennzeichnet, dass das Europium (II) sulfat durch Zugabe von
Strontiumionen aus der wässerigen Lösung ausgefällt wird, worauf der erhaltene Sr-Eu-Sulfatnieder- schlag in an sich bekannter Weise auf Eu-reichere Konzentrate oder Rein-Eu-Verbindungen verarbeitet wird.
Mit diesem Verfahren wird ein hohes Eu-Ausbringen und eine starke Anreicherung imSulfatnieder- schlag erzielt, die bis auf das Hundertfache des e-Wertes der Ausgangslösung ansteigen kann. Das euro- piumhaltige Strontiumsulfat lässt sich im Gegensatz zu Bariumsulfat leicht weiterverarbeiten und das
Strontium kann leicht wiedergewonnen werden. Es ist auch nicht notwendig, die vor der Europiumfäl- lung ausgeschiedenen Schwermetalle von der Lösung abzutrennen ; vielmehr kann das Europium unmit- telbar auf den Schwermetallniederschlag gefällt werden. Das Verfahren wird dadurch bedeutend einfa- cher.
Diese Vorteile werden nur erzielt, wenn das Europium aus einer SE-Sulfatlösung ausgefällt wird und wenn zur Ausfällung Strontiumsalze verwendet werden. Das Arbeiten in andern Lösungen als denen der SE-Sulfate oder das Ausfällen des Europiums mit andern Ionen als Strontiumionen, führt zu wesentlich ungünstigeren Ergebnissen.
Die Temperatur der Lösung beim Ausfällen des Europiums soll unterhalb 400C und vorteilhaft sogar unterhalb 25 Cliegen. Je g-ÂqùivalentEuropiumsollen mindestens 2, vorteilhaft jedoch mindestens 4 g-Äquivalente Strontiumionen zugegeben werden.
Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung, ohne sie einzuschränken :
Eine in einem geschlossenen Rührwerk befindliche SE-Sulfatlösung mit dem Eu-Wert E = 0, 25 und einem Gehalt von 57 g SE2 Og/1 wird durch Zusatz von Schwefelsäure auf einen Säuregehalt von 0, 06 n H+ gebracht. Nach Verdrängen der Luft durch CO wird die Lösung bei Raumtemperatur mit Zinkstaub mehrere Stunden durchgeführt, bis das ganze Europium in die zweiwertige Stufe übergegangen ist. Sodann werden langsam 5, 5 g-Äquivalente Strontiumchloridlösung je g-Äquivalent Europium zugegeben und einige Stunden weitergerührt. Nach beendigtem Ausfällen weist die Lösung ein PH zwischen 2 und 3 auf.
Der Niederschlag enthält 9610 des eingesetzten Europiums, sein e-Wertbetrâgt26, d. i. nahezu das Hundertfache des e-Wertes der Einsatziosung ; der Niederschlag lässt sich leicht filtrieren und waschen und seine weitere Verarbeitung verursacht keinerlei Schwierigkeiten. Er wird durch kurzes Kochen mit Natriumcarbonatlösung zum Carbonat umgesetzt, welches in Salzsäure gelöst wird. Durch Abstumpfen dieser Lösung mit Natriumcarbonat auf ein PH von 5 bis 6 fällt das Europium als Carbonat aus, während das Strontium in Lösung bleibt. Das Europiumcarbonat wird in Salzsäure gelöst, mit Zinkstaub reduziert und durch Zugabe von Ammonsulfat als schon recht reines EuS 04 ausgefällt.
Dieses wird wieder in Carbonat übergeführt, welches unter Ausschluss von Luft und CO, in Salzsäure gelöst und sodann mit überschüssigem NH, OH versetzt wird, um die noch vorhandenen geringen Mengen dreiwertiger SE auszufällen. Aus diesem Filtrat fällt bei Oxydation reines Europiumhydroxyd aus.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Abtrennen des Europiums von andern Seltenen Erden, wobei das in einer wässerigen Lösung von Sulfaten Seltener Erden vorliegende Europium durch Reduktion, insbesondere mit Zinkstaub unter Luftabschluss, in seine zweiwertige Form übergeführt und hierauf ausgefällt wird, da dur c h gekennzeichnet, dass das Europium (II) sulfat durch Zugabe von Strontiumionen aus der wässerigen Lösung ausgefällt wird, worauf der erhaltene Sr-Eu-Sulfatniederschlag in an sich bekannter Weise auf Eu-reicher Konzentrate oder Rein-Eu-Verbindungen verarbeitet wird.