Abstract
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The extraction chromatography method was employed to investigate separation characteristics of heavy rare earth element mixtures(Gd, Tb, Dy, Ho) for various resin packing, eluents, temperatures, concentrations of eluents and flow rates. When P507 was used as the extraction resin, separation efficiencies were improved with packed heights. Therefore, high separation efficiencies (aGdTb=0.280, aTbDy=0.468, aDyHo=0.566) could be achieved with packed height of 28 cm compared to those (aGdTb=0.232, aTbDy=0.278, aDyHo=0.347) with packed height of 14 cm. Also, HCl appeared as the best eluent compared to HNO3 and H2SO4 with improved efficiencies of 12.3 and 59.4% respectively. However, CH3COOH was found not suitable as an eluent. Furthermore, separation efficiencies were improved at high extraction temperature. On the other hand, high concentrations and high flow rates of eluents decreased separation efficiencies and amounts of effluents. Consequently, the highest separation efficiencies (aGdTb=1.050, aTbDy=1.020, aDyHo=0.960, effluent 6,460 ml ) could be obtained under the optimum condition (temperature: 50oC, eluent: 0.5 mol / l HCl, flow rate of eluent: 4 ml / min). At this condition, 99% of high purity Gd, Tb, Dy( > 99.9%) could be recovered respectively.
본 연구에서는 컬럼층 내 수지의 충진높이, 용리액의 종류, 용리온도, HCl 농도, 용출유속 변화를 통하여 추출 크로마토그래피법에 의해 중희토류 원소(Gd, Tb, Dy, Ho)를 분리하여 그 특성을 파악하고자 하였다. 실험 결과, 컬럼층 내 수지의 충진높이에 의한 희토류 원소 분리시 수지의 충진높이가 높을수록 희토류 원소의 분리도가 상승하였다. 즉, 수지의 충진높이가 14 cm 일 때 분리도가 aGdTb=0.232, aTbDy=0.278, aDyHo=0.347 인 반면 충진높이가 28 cm 일 때는 분리도가 aGdTb=0.280, aTbDy=0.468, aDyHo=0.566로 분리도가 크게 상승하였다. 또한 용리액으로서 HCl 용액이 HNO3, H2SO4 용액에 비해 각각 12.3%, 59.4%의 증가된 분리효율을 나타냈으며 약산인 CH3COOH 용액의 경우 분리가 거의 이루어지지 않았다. 한편 중희토류 원소 분리시 온도 상승에 따라 분리도가 상승하였으며 용리액의 농도가 증가함에 따라 분리도와 용출구간이 감소하였다. 그리고 용출유속이 빨라짐에 따라 분리도 및 용출구간이 감소하였다. 용출구간 및 분리도를 고려할 때 용리온도 50oC, 용출유속 4 ml / min, 용리액 HCl 농도 0.5 mol / l의 조건이 본 크로마토그래피법의 적정조건으로 판단되며 이때의 분리도는 aGdTb=1.050, aTbDy=1.020, aDyHo=0.960 이고 용출구간은 6,460 ml로 나타났다. 이때 99.9% 이상의 고순도 Gd, Tb, Dy를 각각 99% 이상 회수 가능하였다.
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- Publisher :The Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers
- Publisher(Ko) :한국자원공학회
- Journal Title :Journal of the Korean institute of mineral and energy resources engineers
- Journal Title(Ko) :한국자원공학회지
- Volume : 38
- No :4
- Pages :257-264


Journal of the Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers







