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2003 Vol.40, Issue 4 Preview Page
31 August 2003. pp. 248-257
Abstract
The extraction chromatography method containing P507 as extraction resin was employed to separate each element from the ternary rare earth mixture consisted of Dy, Ho and Er. Based on the batch test results, the extraction chromatography method was applied for the separation at various feed deposits, HCl flow rates, concentrations of effluents and pH. Batch test results showed that the distribution coefficient was the lowest when the concentration of HCl was 1.99 mol/ℓ. When the chromatography method was applied, the low feed deposit needed the large amount of effluent but gave high separation efficiencies. As the concentration of HCl increased from 0.6 to 1.0㏖/ℓ, αDyHo and αHoEr decreased 45.7 and 39.8%, respectively with less amount of effluent. In addition, the low acidity of feed (pH 4) was found to give high separation efficiencies. Consequently, the highest separation efficiencies (αDyHo=0.676, αHoEr=1.186, effluent 7,644㎖) could be achieved under the optimum condition (temperature: 50℃, eluent: 0.6㏖/ℓ HCl, flow rate of eluent: 6㎖/min, acidity of feed: pH 4.0, feed deposit : 1% of P507).
본 연구에서는 중희토류 원소(Dy, Ho, Er)의 분리효과를 고찰하기 위하여 분배계수 실험을 통하여 분리조건을 예측하였으며 추출 크로마토그래피법으로 분리하였다. 추출 크로마토그래피법에 의한 중희토류 원소 분리는 실험변수로 희토류 용액 주입량, 희토류 용액 pH, 용리액의 산농도, 용출유속 변화를 통하여 그 특성을 파악하고자 하였다. 실험결과, D2EHPA 추출수지의 HCl 용액 농도에 대한 희토류 원소 분배계수는 log[H+]=-0.6~0.0에서 분배계수가 가장 높았으며, HEH/EHP 추출수지의 경우 log[H+]가 0.3일 때 즉, HCl의 농도가 1.99 mol/ℓ일 때 가장 낮은 분배계수를 나타내었다. 희토류 용액 주입량 변화에 따른 희토류 원소 분리 시 희토류 용액 주입량이 감소할수록 분리도 및 용출구간이 증가하였다. 또한 용리액 유속이 빨라짐에 따라 분리도가 감소하였으며, 용리액 산농도가 0.6㏖/ℓ에서 1㏖/ℓ로 증가시 상대분리도는 각각 45.7%, 39.8% 감소하고 용출구간 또한 감소하였다. 한편 추출수지의 희토류 용액 pH가 높을수록 희토류 원소의 분리성능이 우수한 것을 확인할 수 있었다. 크로마토그래피 컬럼에서 용리온도 50℃로 고정하고 용출구간 및 분리도를 고려할 때 희토류 용액 주입량 26㎖(추출수지의 1%), 희토류 용액 pH 4.0, 용출유속 6㎖/min, 용리액 HCl농도 0.6㏖/ℓ조건이 최적조건으로 판단되며 이 때의 분리도는 αDyHo=0.676, αHoEr=1.186 이며, 용출구간은 7,644㎖로 나타났다.
References
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Information
  • Publisher :The Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers
  • Publisher(Ko) :한국자원공학회
  • Journal Title :Journal of the Korean Society for Geosystem Engineering
  • Journal Title(Ko) :한국지구시스템공학회지
  • Volume : 40
  • No :4
  • Pages :248-257