2. Ионный обмен ионообменные процессы занимают важное место в технологиях практически всех редких, рассеянных и радиоактивных элементов, а особенно – в атомной промышленности

Разделение элементов с помощью ионного обмена можно осуществлять разными способами.

• Чаще всего ИОНООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИМЕНЯЮТ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СЛОЖНЫХ СМЕСЕЙ ИОНОВ, РАЗЛИЧАЮЩИХСЯ ПО ВЕЛИЧИНЕ ЗАРЯДОВ ИЛИ ПО СОРБИРУЕМОСТИ ОПРЕДЕЛЕННЫХ ТИПОВ ИОНОВ. При этом можно производить ГРУППОВОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ или ВЫДЕЛЯТЬ ОТДЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ИЗ СЛОЖНОЙ СМЕСИ ИОНОВ. Для этого НЕОБХОДИМО ПРИМЕНЯТЬ СЕЛЕКТИВНЫЕ СОРБЕНТЫ.

• РАЗДЕЛЕНИЕ ИОНОВ С РАЗНОЙ ВЕЛИЧИНОЙ ЗАРЯДОВ ОСНОВАНО НА ТОМ, ЧТО МНОГОЗАРЯДНЫЕ ИОНЫ ИЗ РАЗБАВЛЕННЫХ И УМЕРЕННО КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ РАСТВОРОВ ПОГЛОЩАЮТСЯ НАМНОГО ПРОЧНЕЕ, ЧЕМ ИОНЫ С МЕНЬШЕЙ ВЕЛИЧИНОЙ ЗАРЯДА.

• Следовательно, РАЗДЕЛЕНИЕ РАЗНОВАЛЕНТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ВОЗМОЖНО С ПОМОЩЬЮ ПРОСТОГО ИОННОГО ОБМЕНА. Так, ЕСЛИ НА СУЛЬФОКАТИОНИТЕ ТИПА КУ-2 ИЛИ ДАУЭКС-50 ПОГЛОТИТЬ СМЕСЬ ЩЕЛОЧНЫХ, ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, то ПРИ ЭЛЮИРОВАНИИ РАЗБАВЛЕННЫМИ РАСТВОРАМИ ХЛОРНОЙ ИЛИ СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫ В ПЕРВУЮ ОЧЕРЕДЬ БУДУТ ВЫМЫВАТЬСЯ ИОНЫ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ.

• В более сложных случаях, когда необходимо разделять близкие по свойствам элементы, коэффициенты разделения которых близки к единице, чаще всего используют МЕТОД КОМПЛЕКСООБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ. В этом случае весьма существенными становятся ДАННЫЕ О СОСТАВЕ, УСЛОВИЯХ ОБРАЗОВАНИЯ И КОНСТАНТАХ НЕСТОЙКОСТИ РАЗЛИЧНЫХ КОМПЛЕКСОВ РАЗДЕЛЯЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.

• В ПЕРВОМ ВАРИАНТЕ все РАЗДЕЛЯЕМЫЕ ИОНЫ СНАЧАЛА ПОГЛОЩАЮТСЯ НА СМОЛЕ. Затем ПРОИЗВОДЯТ ИХ РАЗДЕЛЕНИЕ, пропуская через колонку со смолой раствор комплексообразователя, который раздвигает первоначально образовавшиеся близко расположенные зоны и последовательно вымывает их. При этом ПОДБИРАЮТ УСЛОВИЯ, НАИБОЛЕЕ БЛАГОПРИЯТНЫЕ ДЛЯ КОМЛЛЕКСООБРАЗОВАНИЯ (рН, температура, концентрация, скорость пропускания раствора и т.п.). Все ИОНЫ ВЫМЫВАЮТСЯ В строго ОПРЕДЕЛЕННОМ ПОРЯДКЕ, который ЗАДАЕТСЯ СООТНОШЕНИЕМ ПРОЧНОСТИ СВЯЗИ ДАННОГО ИОНА СО СМОЛОЙ С ПРОЧНОСТЬЮ ОБРАЗУЮЩИХСЯ В ФИЛЬТРАТЕ КОМПЛЕКСОВ. ПЕРВЫМИ ВЫМЫВАЮТСЯ ТЕ ИОНЫ, КОТОРЫЕ ОБРАЗУЮТ НАИБОЛЕЕ ПРОЧНЫЕ КОМПЛЕКСЫ И СЛАБЕЕ ВСЕГО УДЕРЖИВАЮТСЯ СМОЛОЙ.

• ВО ВТОРОМ ВАРИАНТЕ КОМПЛЕКСООБРАЗОВАТЕЛЬ ДОБАВЛЯЮТ К РАСТВОРУ, СОДЕРЖАЩЕМУ СМЕСЬ РАЗДЕЛЯЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, и В этом РАСТВОРЕ СОЗДАЮТ УСЛОВИЯ, БЛАГОПРИЯТСТВУЮЩИЕ КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЮ. Затем ПРОИЗВОДЯТ СОРБЦИЮ ЭТОЙ СМЕСИ КОМПЛЕКСОВ НА СООТВЕТСТВУЮЩЕМ ИОНИТЕ, например на анионите, если, были получены анионные комплексы. При этом ЛУЧШЕ всего СОРБИРУЮТСЯ НАИБОЛЕЕ ПРОЧНЫЕ КОМПЛЕКСЫ, КОТОРЫЕ ИМЕЮТ НАИБОЛЬШЕЕ СРОДСТВО К СМОЛЕ.

•