Typowe sole iterbu w wodzie: rozpuszczalność, usuwanie i odzysk
Iterb w wodzie procesowej może występować w postaci rozpuszczonej lub cząstek zawierających iterb. To rozróżnienie jest istotne: filtr może wychwycić odpowiednie cząstki, natomiast rozpuszczony iterb wymaga metody oczyszczania dostosowanej do jego formy chemicznej. W zwykłych warunkach wodnych iterb występuje głównie jako Yb(III), choć istnieją również związki Yb(II). Więcej informacji o tym pierwiastku można znaleźć na stronie iterb (Yb).
Typowe sole iterbu i ich zachowanie w środowisku wodnym
Sama nazwa soli nie określa stężenia rozpuszczonego iterbu. Jego zachowanie zależy od pH, temperatury, jonów konkurencyjnych, ligandów kompleksujących oraz rodzaju ewentualnej fazy stałej. Poniższe rozróżnienia mają charakter jakościowy; nie stanowią liczbowych danych o rozpuszczalności.
| Sól lub przeciwjon | Zachowanie w wodzie |
|---|---|
| Chlorek i azotan | Chlorek i azotan iterbu mogą stanowić źródło rozpuszczonego Yb(III). Należy ocenić późniejsze strącanie lub kompleksowanie w rzeczywistej matrycy wody, zamiast zakładać, że cały dodany iterb pozostanie rozpuszczony. |
| Siarczan | Siarczan może wpływać na formy chemiczne iterbu; rozpuszczanie i ewentualne powstawanie fazy stałej zależą od składu roztworu oraz konkretnej soli lub jej hydratu. |
| Węglan i szczawian | Te przeciwjony mogą tworzyć trudno rozpuszczalne związki iterbu w fazie stałej, jednak pH i dostępność ligandów wpływają na to, czy iterb pozostanie w roztworze, czy utworzy osad możliwy do oddzielenia. |
| Fluorek | Fluorek iterbu może tworzyć trudno rozpuszczalną fazę stałą. Jego zachowania nie można przewidzieć wyłącznie na podstawie stężenia fluorków, zwłaszcza gdy obecne są inne ligandy. |
Stężenie wyrażone w mg/L soli uwodnionej nie jest tym samym co stężenie wyrażone w mg/L w przeliczeniu na Yb. Porównując wyniki, należy uwzględnić wzór związku, stopień uwodnienia i udział masowy iterbu oraz ustalić, czy wynik analizy dotyczy iterbu rozpuszczonego, czy całkowitego.
Ocena możliwości usuwania i odzysku
Strącanie i oddzielanie fazy stałej
Regulacja pH lub wprowadzenie odpowiedniego przeciwjonu może spowodować przejście rozpuszczonego Yb(III) do fazy stałej. Powstałe cząstki trzeba następnie oddzielić, na przykład przez klarowanie i filtrację, jeśli są odpowiednie. Substancje kompleksujące mogą zmieniać przebieg strącania, a drobne cząstki mogą wymagać innej metody oddzielania fazy stałej. Badania na reprezentatywnej próbce wody pozwalają ustalić, czy proponowane warunki prowadzą do powstania osadu możliwego do oddzielenia.
Wymiana jonowa i zatężanie membranowe
Wymianę jonową można rozważyć w odniesieniu do rozpuszczonego iterbu, przy czym na dobór żywicy wpływają jony konkurencyjne i kompleksowanie. Procesy membranowe mogą zatężać rozpuszczony iterb w retentacie, zależnie od membrany i składu chemicznego wody zasilającej; nie eliminują one potrzeby zagospodarowania tego koncentratu. Przy ocenie zanieczyszczania membran i oczyszczania wstępnego należy osobno uwzględnić cząstki.
Jeśli celem jest odzysk, należy ocenić skład zebranych osadów, roztworu poregeneracyjnego lub koncentratu membranowego, a także zawartość w nich iterbu. Inne pierwiastki ziem rzadkich i rozpuszczone składniki mogą wpływać na przydatność danej metody odzysku. Dobrym punktem wyjścia jest zbadanie próbek filtrowanych i niefiltrowanych, odnotowanie pH i istotnych ligandów oraz konsekwentne podawanie stężeń w przeliczeniu na Yb.
Źródła i dalsza lektura
- Royal Society of Chemistry: iterb
- USGS: statystyki i informacje o pierwiastkach ziem rzadkich
- Rozpuszczalność szczawianu iterbu i kompleksy Yb(III) ze szczawianem: badanie eksperymentalne
- IUPAC–NIST: dane o rozpuszczalności halogenków pierwiastków ziem rzadkich
- American Elements: węglan iterbu
- Sigma-Aldrich: pięciowodny azotan iterbu
- ESPI Metals: fluorek iterbu