Ločevanje in čiščenje redkih zemeljskih kovin

Za ločevanje in ekstrahiranje posameznega elementa redkih zemelj iz mešane spojine redkih zemelj, ekstrahirane iz koncentrata, ni potrebno samo ločiti teh deset elementov redkih zemelj z izjemno podobnimi kemijskimi lastnostmi, temveč tudi ločiti elemente redkih zemelj in z njimi povezane nečistoče. Obstajajo predvsem kemične metode, metode ionske izmenjave in metode ekstrakcije s topilom.
Kemična metoda
Obstajajo postopna kristalizacijska metoda, stopenjska metoda obarjanja in selektivna oksidacijsko-redukcijska metoda. Prvi dve metodi ločevanja sta nadomestili ionska izmenjava in ekstrakcija z organskimi topili. Izbira redoks metode temelji na dejstvu, da je mogoče nekatere redke zemeljske kovine oksidirati v +4 valentno stanje (Ce, Pr, Tb) ali reducirati v +2 valentno stanje (Sm, Eu, Yb) , njihove kemijske lastnosti pa se znatno razlikujejo od lastnosti +3 valentnih redkih zemeljskih kovin. Uporaba redkih zemeljskih kovin z različnimi oksidacijsko-redukcijskimi potenciali lahko doseže namen ločevanja. Oksidacija cerija in metoda redukcijskega ločevanja samarija, evropija in iterbija se še vedno pogosto uporabljata.
Metoda ionske izmenjave
Učinkovita metoda za ločevanje posameznih redkih zemelj visoke čistosti. Z uporabo majhnih razlik v konstantah stabilnosti kompleksov redkih zemelj so ioni redkih zemelj podvrženi izmenjalnim reakcijam na plasti smole, kar ima za posledico neprekinjen proces desorpcije in adsorpcije. To omogoča razvoj pasov redkih zemelj z različnimi stopnjami obogatitve na različnih delih plasti smole, kar na koncu doseže cilj medsebojne ločitve. Na kolono za ionsko izmenjavo, ki vsebuje sulfonirano polistiren divinilbenzensko smolo, naložite mešane ione redkih zemelj in sperite z amonijevim karboksilnim kompleksirnim sredstvom. Da bi zagotovili, da imajo ločeni ioni redkih zemelj zadostne čase izmenjave na plasti smole in preprečili, da bi kompleksni ioni redkih zemelj hitro prešli skozi plasti smole, je treba uporabiti ion z zakasnitvijo (kar lahko povzroči, da se ioni redkih zemelj desorbirajo iz zgornje konec pasu redkih zemelj, da se ponovno adsorbira na smolo), da igra vlogo blokiranja in zagotovi učinkovito ločevanje. Pogosti zapozneli ioni vključujejo Cu2+- H+, H+ itd. Zaradi izjemno podobnih lastnosti različnih elementov redkih zemelj je selektivnost smol za sosednje trivalentne ione redkih zemelj izjemno nizka in jih ni mogoče ločiti s premikom, kot je preproste soli. Zato je treba kot sredstva za izluževanje uporabiti aminokarboksilna kompleksirna sredstva. Običajno uporabljena sredstva za kompleksiranje amino karboksilnih skupin vključujejo etilendiamintetraocetno kislino (EDTA), hidroksietilendiamintetraocetno kislino (HEDTA) in aminotriocetno kislino (NTA).