procesos de separacion de tierras raras

8/13/2019 Procesos de Separacion de Tierras Raras

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REVISIN

Pro ces os de sepa racin de las tierras raras (#)F.J. A lguacil1 JyF.Rodrguez1 ;

Resumen Los elementos pertenecientes al grupo de las tierras raras presentan un comportamiento peculiar,consistente en que sus propiedades parecidas hacen que su separacin con los procedimientos convencionales no sea fcil. Este hecho, unido a las condiciones de alta pureza que su uso prcticodemanda, han llevado al desarrollo de nuevas tecnologas que permiten la separacin y obtencin deestos elementos en condiciones de pureza elevada. En el presente trabajo se revisan algunos de losresultados obtenidos con la aplicacin se estas tecnologas en la separacin y purificacin de las tierras raras.Palabras clave:Tierras raras. Procesos de separa cin.

S e p a r a t i o n p r o c e s s e s i n r a r e e a r t h sAbstract The rare earth elements are unique in its behav iour, its similar properties make very difficult itsseparation by conventional procedures, this linked to the necessity to obtain high grade finalproducs, as demanded by modern industry, had led to the develop of new technologies that allow thefinal goal of the utilization of these rare elements: the separation and obtention of products whichcope the demands of its uses are needed for. The present work revised some of the applications ofthese technologies in the separation and purification of rare earths.

Keywords:Rare earths. Separation processes.1. INTRODUCCIN

Al grupo de las tierras raras pertenecen una seriede elementos que son muy difciles de separarmediante las tcnicas tradicionales, ya que poseenpropiedades qumicas muy parecidas.Estas primeras tcnicas utilizaban recristalizaciones mltiples y fraccionadas, operaciones quenecesitaban la recirculacin de muchas corrienteshasta obtener productos con una pureza adecuada.La mayor demanda de estos elementos m etlicosen la industria moderna, especialmente para diversas tecnologas avanzadas, ha necesitado la obtencin de estos metales en un estado muy puro, imposible de alcanzar con las tcnicas convencionales,por lo que se ha llevado a cabo un esfuerzo investigador y de desarrollo importante en los distintoscampos sobre obtencin y recuperacin de las tierras raras de los diferentes recursos minerales quelas contienen (como la monacita, bastaensita, xeno-tima y euxenita), e incluso, sobre el procesado de\y Trabajo recibido el da 19 de noviem bre de 1996.' ' Centro Naciona l de Investi gacio nes Me talrgic as

(CSIC). Avda. de Gregorio del Amo, 8. 28040-Madrid(Espaa).(**) rea de Ciencia de Materiales e Ingeniera Me talrgica.Universidad de Salamanca. Salamanca (Espaa).

otros metales de los que es posible obtener estoselementos como productos secundarios (1-5).Las tierras raras presentes en los minerales quelas contienen o en otros recursos secundarios sepueden lixiviar en distintos medios acuosos, porejemplo: en nitrato, sulfato y cloruro. El primer elemento que pertenece a este grupo se descubri en1794. La tabla I muestra la lista cronolgica deldescubrimiento de las distintas tierras raras junto asu radio inico estimado (6 y 7).2. PROCESOS DE SEPARACIN2.1. Separacin fotoqumica

Mediante esta tcnica, se ha estudiado la separacin de europio de otras tierras raras (8). Se emplecomo fuente de excitacin una lmpara de mercuriode baja presin, con una longitud de onda de 185nm. Las tierras raras estaban presentes en una concentracin de 0,01M (como percloratos binarios oternarios) en un medio 0,05M de K 2 S 0 4 con un 10% de isopropanol. La irradiacin del Eu(III) en subanda de transferencia de carga se puede representar mediante:Eu3+ (H20) -> Eu2+ + H+ + O H [ 1 ]

Rev. Metal Madrid 33 (3), 1997 187(c) Consejo Superior de Investigaciones Cient ficas

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F.J.Alguaciletal ./Procesos deseparacinde las tierras raras

TABLA I.- Cronologa del descubrimiento y radioinico de las tierras rarasTABLEL- Rare earths chronology and ionic radiiAo17941814183918431878187818791879187918791880188518851886189619071945

ElementoItrioCerioLantanoErbioTerbioYterbioS amanoEscandioHolmioTulioGadolinioPraseodimio

NeodimioDisprosioEuropioLutecioPrometi

DescubridorGadolinBerzeliusMosanderMosanderMosanderMargnacde BoisbaudranNilsonCleveCleveMargnacvon Welsbachvon Welsbachde BoisbaudranDemarcayUrbainGlendenin/Marinsky

Radio inico,*0,9001,0101,0450,8900,9230,8680,9580,7450,9010,880,9380,9970,9830,9120,9470,8610,97

Elemento como Me3+y coordinacin de 6.El isopropanol puede retirar el radical libreformado en la reaccin anterior segn:

(C H 3)2 + OH -> H20 + CH3)2*COH [2]El Eu(II) formado se puede separar de la disolu

cin precipitndolo como EuS04. Mediante estemtodo,se pueden conseguir factores de separacinde 1 (Eu/Pr) y mayores de 200 (Eu/Tm).Tambin se ha considerado la separacin deleuropio de una mezcla compuesta por SmCl3,E u C l3 y GdCl3 que estaba presente en un medioetanol-isopropanol; en este caso, la fotorreduccindel europio se llevaba a cabo mediante una lmparade mercurio de alta presin (9).El proceso de separacin consiste en una seriede reacciones:a) Proceso de disolucin y complejacin(Sm, Eu, Gd) Cl3 nH20 + 3EtOH ->

- ( S m , Eu, Gd) Cl3 3EtOH + nH20 [3](Srn, Eu, Gd) Cl3 nH20 + 3(isoprop) >> Sm, Eu, Gd) Cl3 3(isoprop) + nH20

b) Fotoexcitacin(Sm, Eu, Gd) Cl3 3EtOH --> Sm, Eu, Gd) Cl3 3EtOH [51

(Sm,Eu, Gd) Cl3 3 isoprop) ^> Sm, Eu, Gd)Cl3 -3 (isoprop) [6]

c) Transicin electrnicaEuCl3 3EtOH -> EuCl2 + 2EtOH +otros[7]

Eu Cl3 3 (isoprop) > EuCl2+ 2(isoprop) + otros[8]La separacin del europio es posible ya que lospotenciales de reduccin del samado y del Gd(III)son ms negativos que los del par Eu(III) o Eu(II).Esto hace que slo la reduccin del europio seaposible aunque tanto el samado como el gadoliniose exciten de acuerdo a las ees. [5] y [6].d) PrecipitacinEl EuCl2se precipita y separa de las otras tierrasraras debido a la baja solubilidad de esta sal en lamezcla EtOH-isopropanol. Es muy importantemantener muy bajo el contenido de agua de estamezcla con el fin de precipitar al EuCl2.2.2. ambio de ion

Esta tcnica tambin se ha utilizado para laseparacin de las tierras raras. Se ha estudiado laseparacin y purificacin de microcantidades deSc(III) de macrocantidades de otras tierras raras(10).En este caso, se ensayaron distintos intercambiadores inicos como geles fosfnicos, derivadosaminofosfnicos y mezclas celulosa-fosfato.Los procesos de cambio de ion aplicados a laseparacin-recuperacin de estos elementos puedenconstar de mltiples columnas para conseguir,como se ha mencionado, el objetivo final que es laobtencin por separado de productos con un mximo de pureza. La tabla II muestra algunos valorestpicos obtenidos de esta operacin (11).2.3. Extraccin supercrtica

La sntesis de los carbonates de lantanio, neodimio, samado, europio, gadolinio, disprosio y holmio (todos en estado de oxidacin (III)), es posiblemediante la reaccin de una suspensin acuosa delos xidos con C0 2a una temperatura igual o superior a 31 C y a una presin de 72,9 atm. En estascondic iones , los carbonatos de Pr(III), Tb(III),Er(III) e Yb(III), o bien no se forman o lo hacencon un rendimiento muy bajo (12).Esta tcnica tambin se ha utilizado en la separacin de los xidos o hidrxidos lantnidos (en

1794181418391843187818781879187918791879188188518851886189619 71945

ItrioCerioLantanoErbioTerbioYterbioSamarioEscandioHolmioTulioGadolinioPraseodimioNeodimioDisprosioEuropioLutecioPrometi

GadolinBerzeliusMosanderMosanderMosanderMargnacde BoisbaudranNilsonCleveCleveMargnacvon Welsbachvon Welsbachde BoisbaudranDemarcayUrbainGlendenin/Marinsky

0,9001,0101,0450,8900,9230,8680,9580,7450,9010,880,9380,9970,9830,9120,9470,8610,97

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TABLAIL-Rendimientoypureza tpicosde losxido s de tierras raras obtenidos mediante cambiodeionTABLEIL- Tipical yields andpurities of the rareearth oxides recovered through ion exchange

xido m etlicoE r 2 0 3Y b 2 0 3T m 2 0 3H o 2 0 3D y 2 0 3 + Y 2 0 3

Rendimiento,%82508666s.d.

Pureza,%99,999,9979899,9

estado III) de los correspondientes lantnidos (enestadoIV) (13). En este caso, las condiciones deoperacin son 40 C y 100 atm., formndose despusde 1 h dereaccin loscarbonatos de lantano,neodimio, sama do, europio, gadolinio, holmio, prometi y tulio (enestadoIII) con un rendimientosuperior al 95 %. Se obtiene como resultado unslidoquecontiene loscarbonatosy los materialesqu eno hanreaccionado.LaadicindeHC10,5M alslidoa temperaturay presin ambientes, hacequese solubilicenloscarbonatos formados y as sepueden separar las tierras raras disueltas medianteextraccincondisolventesocambiode ion.2.4. Extraccin con disolventes

Esta tcnicase haempleadocon asiduidad parala separacinypurificacin de lastierras raras(14-16).El esquema de separacin convencional que sesiguees lalixiviacin delm ineral oconcentradoyel empleode ladisolucin cargadaquecontienelast ierras raras como al imentacin de la etapa deextraccincondisolventes.Con esta etapa se pretende separar en distintascorrienteslos elementos considerados como ligeros(lantanio, cerio, proseodimio y neodimio), medios(samario, europio y gadolinio) y pesados (terbio,disprosio, holmio, erbio, tulio, i terbio, lutecio eitrio).Una vez conseguida esta separacin, el pasosiguiente consiste en emplear otras corrientes deextraccin quepermitan laseparacin decadaunode estos elementos.La ltima purificacin, quepermitelaobtencinde cadauna de lastierras rarascon unapurezamuyelevada, se lleva a cabo mediante las tcnicas decambiode ion o cromatogrficas.2.4.1. Agentesdeextraccin cidos

Como agentes de ex t racc in c idos se hanempleado los cidos carboxlicos quepresentan la

ventaja de ser relativamente baratos y asequibles,siendosusolubilidaden losmedios acuososelprincipal inconveniente.La reaccin generalquerepresentalaextraccindeunmetalpor un cido carboxlico (considerandola especie dmeradelcido)es:Me^ + \ml (HR)7 o M eRn(HR)m_n + nHac+

[9]Ent re los c idos ca rbox l icos empleados seencuentran el cido verstico 10, cidos naftnicosy el cido 2-bromodecanoico, todos diluidos enxileno (17). El orden de extraccin encontradoesLa< Ce < Nd < Gd < Y < Ho < Ybparael cidoverstico 10, y La < Ce < Y < Nd < Gd = Ho = Ybpara los cidos naftnicos; el cido bromodecanoi-co extraelastierras rarasavaloresde pH msci

dos (1-2)que losotrosdosagentesdeextraccin.La extraccin de los nitratos de itrioy de loslantnidos t r ivalentes tambin se ha es tud iadoempleando cidos carboxlicos diluidos en xileno(18),quepresentaban distintos sustituyentes alquli-co sen sumo lcula.El efecto estricode lamolculadelcido influyeen laextraccinde loslantnido s y est relacionada con el nmero atmicodelelemento m etlico.Para cidos carboxlicosquepresentan ramificaciones en las cadenas alqulicas, el equilibrio deextraccines:Ln^ + 3(HR)2 LnR3 + 3//a+c [10]

El valor delpH50 disminuye en la serie La-Lu,es decir,en elmismo ordenen el quedisminuyeelradio inicocon elaumentodelnmero atmico.Elitrio secomporta de forma parecida algadolinioyal terbio,que son tierras raras consideradas comomedias.Cuandoel cido carboxlico no presenta ramificacionesen suscadenas alqulicas,elvalordelpH5 0vara desdeellantano hastaunmnimo paralastierras raras ligeras y luego aumenta hasta el lutecio.En este caso,elitriosecomportadeforma parecidaalastierras raras ligeras.El equilibrio de extraccin paralas tierras rarasligerasymediassepuede representar segn:

2Ln\: +6(HR)2re o LnR3 (HR),) +6tfac[11]

Las tierras raras pesadasseextraen segn:2Ln: + 5(HR)2r s (LnR3(HR)3)2^ +4/ /a+ c

[12]Rev.Metal. Madrid,33(3),1997 189

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F.J. Alguacilet al./Procesos de separacin de las tierras rarasOtra clase de agentes de extraccin de tipo cidoque se ha utilizado para la separacin de las tierrasraras es la de los cidos alquilfosfricos y, entreellos, el ms empleado ha sido el DEHPA (cido di-2-etilhexilfosfrico).Este cido se ha usado diluido en querosenopara estudiar los factores de separacin de las distintas tierras raras (19). Se observa que la extraccin de estos elementos mejora en el orden La < Ce< Nd < Sm < Eu < Gd < Tb < Dy = Y < H o < Er


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Me: + 3H Ror g M eR3org + 3//a+c [ i5 ]En ambos sistemas (SME 529 y LIX 70), elequilibrio de extraccin correspondiente se alcanza,aproximadamente, a los 2 min de contacto entreambas fases.Otro tipo de agentes de extraccin capaz de formar compuestos de tipo quelato es el de los derivados de la quinolina (oxinas) y, entre ellos, el Kelex100 diluido en n-heptano y 10 % v/v de n-decanolse ha ut i l izado para la extraccin de Ce(III) yLa(III) de disoluciones de NaCl (26). Para cada unode estos metales, el equilibrio de extraccin responde a una reaccin como la mostrada en la ec. [15].Sin embargo, tambin existe la posibilidad de quelas especies hidrolizadas de lantano sean extradaspor este derivado de la oxina segn:

LaOH: + 3HRor g LaR +2HC+H20 [16]El LIX 54 (6-dicetona) diluido en n-heptano,tambin es un agente de extraccin efectivo delCe(III) y La(III) de una disolucin acuosa de NaCl(27). En el caso del cerio, la extraccin responde alequilibrio de la ec. [15], mientras que para el lantano ,la reaccin es:Lal: + 6HRorgLaR33 HRor g+ 3ff+ [17]

2.4.2. Am inas y sales de amon io cuaternarioSe ha empleado una sal de amonio cuaternario(R 3CH 3N +NO~) diluida en xileno para separar elpraseodimio y el neodimio (28). La concentracinde la sal de amonio fue 0,65M. La reaccin deextraccin se representa mediante el equilibrio:

M + + 3 M T + - (R3CH 3N+N03)2


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F.J. Alguacileta l./Procesos de separacinelelas tierras raras

TABLA IV - Valores de los factores de separacinentre tierras raras contiguasTABLE IV.- Vales of separation factors betweenadjacents rare earths

MetalA-BLa-CeCe-PrPr-NdSm-EuEu-GdGd-TbTb-DyDy-HoHo-ErEr-TmTm-YbYb-Lu

Factor de separacin( yA/B)1,67 _1,722,041,421,751,021,081,241,431,591,471,34F. Orgnica: 0,5M Aliquat 336 en ciclo nitrato.F.Acuosa:0,02Melemento metlico en nitrato sdico 4M .Temperatura: 20 C.

2.4.4. Agentes de extraccin macrocclicosSe han empleado teres corona (sim-dibenzo-16-corona-5-cido oxiactico) como agentes de extraccin de los elementos lantnidos (33). Este ter sedisolvi en una mezcla 80:20 cloroformo-heptanol.La extraccin de las diversas tierras raras dependedel pH del medio acuoso y, as, el Lu 3+ se extraecuantitativamente a un pH de 6,7, mientras que elLa3+ , Pr3+, Sm 3+ , Eu3+ , T b 3+ , Er3+ e Y b3+ lo hacencasi cuantitativamente (> 98 %) a un pH de 6,5. Laes tequiomet r a de l comple jo ex t ra do es 1 :2(metal:agente de extraccin).Otro sistema de separacin de estos elementosha sido el que emplea un ligando macrocclicojunto a un agente de extraccin como la HTTA(tenoiltrifluoracetona) (34). Como ligandos se ensayaron DAPDA (l,7-diaza-4,10,13-trioxa-ciclopen-

tadecano-N,N'-cido diactico) y DACDA (1,10-diaza-4,7,13,16-tetraoxa-ciclooctadecano-N,N' -cidodiactico). La extraccin de los lantnidos respondeal equilibrio:2.4.3. Agentes de extraccin neutros

Como en el caso de otros metales, el TBP (tribu-tilfosfato) se ha empleado para extraer las tierrasraras de distintos medios acuosos.Este agente de extraccin y el DBBP (di-n-butiln-butilfosfonato) extraen los lantnidos mediante lasiguiente reaccin:

Ln. +

UC +3NO- + 3LorgLn(N03)3^ [25]donde L representa al agente de extraccin (31).Con estos dos agentes de extraccin, se obtienenpreferentemente los elementos intermedios de estaserie,especialmente el samario y el europio.Otro agente de extraccin utilizado ha sido el P-350 (di(l-metil-heptil)metilfosfonato) diluido enqueroseno o en hexano. El metal estudiado fue elneodimio y se emplearon distintos medios acuosos(32). El mecanismo de extraccin se puede representar por la ecuacin:

+3 HRarT ^ LnR3U 1 fe - o + 3Ht [27]dondeH Rrepresenta la forma pro tonada del H TTA.El di luyente del medio orgnico inf luye en laextraccin de los metales y, tanto en el caso delDAPDA como en el del DACDA, se ve favorecidaen el orden nitrobenceno > benceno > cloroformo.Esta influencia se explica debido a que en diluyen-tes elevadamente polares se forman pares inicoscon la estequiometra Lu(DAPDA)+TTA , que no seforman en diluyentes no polares.E l reac t ivo HTTA se ha u t i l i zado jun to a lK22DD (4,13-didecil-1,7,10,16-tetraoxa-4,13-dia-zaciclooctadecano) disueltos en cloroformo para laextraccin de Am 3+ , Cm 3+ , Eu 3+ , C e 3 + y Pm3+ deun medio acetato a un pH de 4,8 (35).E l mecanismo de ex t racc in se represen tamediante el equilibrio:

Me:: + 3 / / 7 T 4 + K22DD o Me(TTA)3K22DD or o + 3 / T [28]

Nd3J +3X;C + n(RO)2CH 3PO or o*=>NdX3n(RO)2CH 3PO ora [26]

donde X' representa a SCN , C104 o a NO . Laextraccin responde a un mecanismo por solvata-cin de la especie NdX 3 , compitiendo favorablemente el agente de extraccin para sustituir a lasmolculas de agua coordinadas a la especie metlica.

El empleo de esta mezcla aumenta el valor delcoeficiente de distribucin del metal en un factorentrelO 4y 105.Los calixarenos son (l,n)-ciclofanos que presentan una cavidad formada por grupos fenilo queactan como puentes , permit iendo, adems, laintroduccin de sustituyentes en el esqueleto orgnico. Esta estructura ha hecho que estos compuestos se hayan estudiado como react ivos para laextraccin de algunos lantnidos trivalentes (lanta-no ,neodimio, europio, erbio e iterbio) (36).





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Se han empleado tres de estos reactivos cuyacomposicin se muestra en la tabla V. Los tres calixarenos presentan distintos tamaos en sus cavidades, adems de tener en su molcula grupos cidocarboxlico con el fin de favorecer un nmero decoordinacin mayor para el metal a extraer.En el caso de Cl disuelto en cloroformo, elorden de extraccin es Nd, Eu > La > Er > Y b paraun valor de pH de 2-3,5. El mecanismo de extraccin es por intercambio catinico, formndose uncomplejo 1:2 (metal:ligando) en la fase orgnica.El ligando C2 presenta una cavidad ms pequea en su molcula, por lo que los coeficientes dedistribucin que se obtienen son menores que conC l . El complejo formado presenta la misma este-quiometra que la descrita para Cl, siendo el ordende extraccin Eu > Nd > Yb > Er > La.Por ltimo, C3 es un ligando que extrae mejorlas tierras raras pesadas, siendo el orden de extraccin Yb > Er, Eu > Nd > La, y el valor del pH deextraccin igual a 3.2.4.5. Mezclas sinrgicas

Se han experimentado diversas mezclas sinrgicas para extraer las tierras raras de distintos mediosacuosos. El concepto de sinergismo se puede resumir como el empleo de una mezcla de dos o msagentes de extraccin de forma que, en las mismascondiciones experimentales, la extraccin del metalse ve favorecida con respecto a la que se obtienecon cada uno de los agentes de extraccin considerados separadamente.Una mezcla estudiada ha sido la compuesta porTBP y Aliquat 336 (37). Este sistema es uno de losmejores para la separacin de samario y de gadolinio, presentando factores de separacin mayores de3. El electrlito soporte, NH4 N 0 3 , es extrado tantopor el TBP com o por el Aliquat 336, pero no por lamezcla de ambos.TABLA V.- Composicin de algunos calixarenosempleados en la extraccin de tierras rarasTABLE V.- Composition of some calixarenes used inthe extraction ofrare earths

Composicinp-tert-butilcalix/6/areno cidohexacarboxlicop-tert-butil/4/arenocido tetracarboxlico[3, 1, 3, l]-ciclofano

Nombre de referencia*C lC2C3

El DBTPA (cido dibutilmonotiofosfrico) y laPHEN (1,10-fenantrolina) forman una mezcla msefectiva que la compuesta por el DDTPA (cidodidodeci lmonotiofosfrico) y la PHEN para laextraccin del Eu(III) en un medio acetato (38). Laextraccin responde al equilibrio:Eu;3HRorg +PHENorg d MeR3 aH R bLor g +3HC f3l

TABLA VI.- Estequiometr as propuestas para laextraccin de lantnidos e Y(III) por la mezclaTBP-Aliquat 336TABLE VI.- Proposed stoichiometries forlanthanides and Y(III) extraction by the mixtureTBP-A liquat 336

cido tetracarboxlico[3, 1, 3, l]-ciclofano C3En este trabajo

TBP(Lj)231

Aliquat 336 (Ln)112

Especie extradaL n+(Ln (N03)42Lj )_L+(Ln (NO04'31 )+(L+)2(Ln (N 03)5L)2-Rev.Metal.Madrid,33(3), 1997 193

p-tert-butilcalix/6/areno cidohexacarboxlicop-tert-butil/4/arenocido tetracarboxlico[3, 1, 3, 11-ciclofano

C lC2C3

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En el caso de un reactivo de tipo cido derivadodel cido fosfrico (HR) y de un agente de extraccin neutro (L), la extraccin de los lantnidos responde al equilibrio:Ln: +2(HR)2 +Lom Ln(HR2)R2 L +3/ /a+c[31]

para las condiciones de dimerizacin del agente deextraccin cido.2.5. Precipitacin (en ia etapa de reextraccin)

En algunos casos, las condiciones de operacinen la etapa de extraccin pueden hacer que la recuperacin de los elementos metlicos de las disoluciones de reextraccin sea problemtica; este hechose puede deber tambin, en algunos casos, a lanecesidad de un elevado consumo de agentes neutral izantes con los consiguientes problemas dediversa naturaleza que este hecho conlleva.Una forma de evitar este problema puede ser laadicin de una sal a la disolucin de reextraccincon el fin de que precipiten los sulfatos dobles deestos elementos, sin que sea necesaria una neutralizacin de la disolucin.Algunos ejemplos de utilizacin de esta tcnicade separacin se tienen en la precipitacin de lanta-no y neodimio de una fase orgnica de DEHPA enqueroseno (42). La disolucin sulfrica de reextraccin contena un sulfato (sdico, potsico o amnico) como agente precipitante. La precipitacin sloocurre en la fase acuosa mediante un compuesto deltipo xMe2S04yLn2(S04)3nH20.Las mejores caractersticas con respecto a estaprecipitacin que presentan los elementos ligerosrespecto a los pesados, hacen que sea posible laseparacin de unos y otros mediante este tipo deprocedimiento (43).2.6. Procesos industriales

La importancia de estos elementos en la industria moderna ha llevado a la implementacin de unaserie de procesos para la obtencin por separado decada uno de estos elementos con un elevado gradode pureza. El proceso Rhne-Poulec es un ejemploclsico de esta secuencia de separacin.En general, casi todos estos procesos emplean laextraccin con disolventes como tcnica para concentrar y separar las distintas tierras raras. Pese alas buenas posibilidades que esta tcnica presenta,la separacin de los distintos elementos no es fcily, en muchos casos, requiere una forma de operar

cuyo esquema muy raramente se emplea en laobtencin de otros metales que no sean las tierrasraras.La operacin, llamada de reflujo con alimentacin forzada, se muestra en la figura 2. Las condiciones de operacin se resumen en la alimentacinde la fase acuosa que contiene las tierras raras quese quieren separar en un punto cercano a la mitaddel sistema de mezcladores-sedimentadores, y a larecirculacin de las corrientes de salida. Con estesistema, se fuerza al aumento de concentracin delos distintos componentes, prosiguiendo la operacin hasta que se consigue el grado de separacindeseado. En ese momento, se para el proceso y sevacan los mezcladores-sedimentadores para obtener el producto deseado (44).La figura 3 muestra un esquema de separacintpico de lantano, neodimio y praseodimio utilizando TBP.

Alimentacinacuosa A + B F. orgnicarecirculada

ProductoB X JMezcladoressedimentadores

ProductoA_ . Corriente orgnicaCorriente acuosa

FIG. 2. Sistema de mezcladores-sedimentadoresbajo condiciones de reflujo con alimentacin forzada.FIG. 2. Mixer-S ettler bank under refluxconfiguration and forced-fed.

100

10 20 30 40 50Nmero de etapas

FIG.3. Perfiles de concentracin en el sistema demezcladores-sedimentadores bajo condiciones dereflujo.FIG. 3. Con centration pro files for mixer-settleroperation under reflux.





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F.J. Alguacil etal . /Procesos de separacin de las tierras raras

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