Đất hiếm: europium

Đất hiếm: europium

sv: Phạm Anh Công

MSSV: 20103048

1

I.6.1 Trong thí nghiệm

I.6.2 Trong công nghiệp

I.7 ứng dụng

II Quy trình tách và tinh chế Eu từ tổng đất hiếm nhóm trung ở Phú Yên

I Tổng quan về Europi

3

Europi (tênLa tinh: Europium)

là một nguyên tố hóa học với ký hiệu Eu và số nguyên tử

bằng 63 Tên gọi của nó có nguồn gốc từ tên gọi của châu

Âu trong một số ngôn ngữ phương Tây (Europe, Europa

v.v)

I.1 Lịch sử

 Europi lần đầu tiên được Paul Émile Lecoq de Boisbaudran phát hiện năm 1890,

 Tuy nhiên, phát hiện ra europi nói chung thường được coi là công lao của nhà hóa học

người Pháp là Eugène-Anatole Demarçay, người đã nghi ngờ các mẫu của nguyên tố mới phát hiện gần thời gian đó là samari có chứa nguyên tố chưa biết năm 1896 và cũng là người đã cô lập được europi vào năm 1901.

Khối lượng nguyên tử: 151,964

Cấu hình electron : [Xe] 4f7 6s2

I.2 Tính ch t chung ấ

Isotope Half Life

-Europi được sinh ra bằng phân hạch hạt nhân, nhưng hiệu

suất sản phẩm phân hạch của các đồng vị europi là thấp

gần với đỉnh của khoảng khối lượng cho các sản phẩm

phân hạch

-Giống như các nguyên tố khác trong nhóm Lantan, nhiều

đồng vị, đặc biệt là các đồng vị với số khối lượng lẻ và các

đồng vị nghèo nơtron như Eu152, có tiết diện bắt nơtron

cao, thường cao đủ để trở thành các chất độc hạt nhân

 Eu được tìm thấy trong số các khoáng vật chứa các nguyên tố nhóm Lantan là

xenotim, monazit và bastnasit

Với Ln ở đây là ký hiệu chỉ hỗn hợp tất cả các nguyên tố nhóm Lantan, ngoại trừ promethi là nguyên tố cực hiếm do nó chỉ có các đồng vị phóng xạ d ng orthophotphat LnPOạ 4 

d ng khoáng v t florua cacbonat ạ ậ

LnCO3F

7

I.2 Tính ch t v t lý & hóa h c ấ ậ ọ

 Nhiệt lượng nóng chảy :9,21 kJ·mol−1

 Nhiệt lượng bay hơi :176 kJ·mol−1

 Nhiệt dung : 27,66 J·mol−1·K−1

 Europi tự bắt cháy trong không khí ở khoảng từ 150 tới 180 °C Nó có độ cứng chỉ khoảng

như chì và rất dễ uốn

 europi có độc tính cao khi so sánh với các kim loại nặng khác Bụi kim loại có nguy hiểm cháy và

nổ cao

I.2.2.Tính ch t hóa h c ấ ọ

 Europium là nguyên t đ t hi m ph n ng m nh nh t ố ấ ế ả ứ ạ ấ

 Nó nhanh chóng b ôxy hóa trong không khí , do đó quá trình oxy hóa s lị ố ượng l n c a m t m u ớ ủ ộ ẫ

cm kích thước x y ra trong vòng vài ngày.ả

 Ph n ng c a nó v i nả ứ ủ ớ ước là tương đương v i canxi:ớ

2 Eu + 6 H2O 2 Eu(OH)→ 3 + 3 H2

9

 Vì sự phản ứng cao , mẫu europi rắn hiếm khi có sự xuất hiện của kim loại sáng bóng mới , ngay

cả khi phủ một lớp bảo vệ của dầu khoáng

 Europi đốt cháy trong không khí ở 150-180 ° C để tạo thành europi (III) oxit :

4 Eu + 3 O2 → 2 Eu2O3

 Europi d dàng hòa tan trong acid sulfuric loãng đ t o ra các gi i pháp màu h ng nh t c a ng m ễ ể ạ ả ồ ạ ủ ậ

nước (III) Eu , mà t n t i nh m t nonahydrat :ồ ạ ư ộ

2Eu + 3H2SO4  + 18H2O 2[Eu(H→ 2O)9]3+ + 3 SO2 4 − + 3 H2

 Europi kim lo i ph n ng v i t t c các halogen:ạ ả ứ ớ ấ ả

2 Eu + 3 X2  2 EuX→ 3 (X = F, Cl, Br, I)

11

 Một vài hợp chất của europi bao gồm:

Các florua: EuF2, EuF3

Các clorua: EuCl2, EuCl3

Các bromua: EuBr2, EuBr3

Các iodua: EuI2, EuI3

Các ôxít: EuO, Eu2O3 và Eu3O4

Các sulfua: EuS

Các selenua: EuSe

Các telurua: EuTe

Các nitrua: EuN

I.6 Đi u ch ề ế

I.6.1 Trong thí nghiệm

 Europi tinh khiết thu được nhờ điện phân hỗn hợp EuCl3 và NaCl (hay CaCl2) nóng chảy trong các buồng dùng graphit làm anôt còn chúng làm catôt

 Phụ phẩm thu được là khí clo Nó cũng có thể điều chế bằng cách khử ôxít của nó

bởi lantan kim loại sau đó chưng cất.

13

I.6.2 Trong công nghiệp

 Đi từ quặng xenotim, monazit và bastnasit

 Lựa chọn phương pháp dựa vào nồng độ và thành phần của quặng và vào sự phân

bố của các nguyên tố nhóm Lantan cá nhân trong tập trung kết quả

 Nung quặng và sau đó rửa trôi axit và cơ bản được sử dụng chủ yếu để sản xuất một tập trung của nguyên tố nhóm Lantan

 Ban đầu, các kim loại được chiết tách như là các muối từ quặng bằng chiết tách với axít sulfuric (H2SO4), axít clohiđríc (HCl) và hydroxit natri (NaOH)

 Tách xa hơn bằng cách nhổ dung môi hoặc sắc ký trao đổi ion mang lại một phần nhỏ mà được làm giàu trong europi

15

 Phần này được khử bằng kẽm , kẽm / hỗn hợp , điện hoặc các phương pháp khác chuyển đổi europi (III) để europi (II)

 Europi ( II ) phản ứng theo một cách tương tự như của các kim loại kiềm thổ và do

đó nó có thể được kết tủa như cacbonat hoặc đồng kết tủa với bari sulfat.

I.7 ng d ng ứ ụ

 sử dụng làm chất kích thích cho một số loại thủy tinh để làm laser, cũng như để chiếu chụp

cho hội chứng Down và một số bệnh di truyền khác.

17

Europi là một trong số các nguyên tố được sử dụng để làm màu đỏ trong các ống tia âm cực của tivi và chất lân quang trong đèn huỳnh quang

 Nó c ng đũ ược dùng trong ch t lân quang ch ng làm ti n gi trong các t ti n euroấ ố ề ả ờ ề

19

 Europi cũng thường được đưa vào trong các nghiên cứu nguyên tố dấu vết trong địa hóa

học và thạch học để hiểu các quá trình hình thành nên đá lửa (các loại đá do macma hay dung nham nguội đi hình thành nên)

 Bản chất của sự hình thành dị thường europi được sử dụng để hỗ trợ tái tạo các mối quan hệ trong phạm vi một hệ đá lửa

II Quy trình tách và tinh chế Eu từ tổng đất hiếm nhóm trung ở Phú

Yên

21

-Quy trình gồm 2 giai đoạn :

*Giai đoạn1: làm giàu Eu từ tổng các NTĐH nhóm trung bằng phương pháp kết hợp khử - kết tủa.

*Giai đoạn 2: tinh chế Eu bằng phương pháp kết hợp khử cột kẽm và kết tủa ion KLĐH (III) bằng

dung dịch đệm NH4OH + NH4Cl

RECl3

(Sm,Eu,Gd)

Điều chỉnh pH= 3

NH4OH 1:5

Khử bằng cột kẽm

Kết tủa Eu (II)

Lọc, rửa EuSO4 ↓

H2SO4 2M 1:3

EuSO4 sang EuCl3

Kết tủa tạp chất ở dạng RE(OH)3 và lọc pH = 9,5-10

Khử lần 2 Kết tủa Eu (II)

Lọc, rửa

RE(III) (Sm,, Eu, Gd)

Kết quả phân tích tạp chất của Eu sau tách và tinh chế

Tài liệu tham khảo

1 BÁO CÁO TỔNG KẾT

KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI HỢP TÁC KHCN THEO NGHỊ ĐỊNH THƯ VIỆT NAM- HÀN QUỐC

XỬ LÝ CHẾ BIẾN

QUẶNG ĐẤT HIẾM VIỆT NAM

Cơ quan chủ trì: Viện Công nghệ Xạ Hiếm

Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS., NCVC Lê Bá Thuận

2 http://www.chemicalelements.com