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2022-06-10

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20世纪50年代中期，离子交换色层法是分离混合稀土制取单一稀土的主要方法，而后逐渐被生产周期短、生产效率高、成本低的溶剂萃取法所代替。但由于离子交换色层法具有能获得高纯单一稀土产品的突出特点，目前有时还被用于制取超高纯单一稀土产品以及分离除钇以外的重稀土元素的生产中。

离子交换树脂是一种不溶于一般溶剂，并带有能够解离的官能团的高分子化合物。离子交换树脂由三部分构成：①主干部分，即高分子部分；②交联部分，如磺酸基苯乙烯树脂中起聚合作用的二乙烯苯部分，通过交联剂将高分子链连接成网状，构成树脂的骨架，因此交联部分也被称为交联剂；③官能团部分，即固定在树脂上的活性离子基团，如磺酸基树脂的-SO₃H部分，在溶液中-SO₃H的氢可以电离，与水溶液中的阳离子相交换。

根据树脂所带的官能团性质的不同，离子交换树脂可以分成强酸型、弱酸型、强碱型、弱碱型四种类型。酸型树脂功能基上的阳离子可被溶液中的阳离子交换，所以也被称为阳离子交换树脂。碱型树脂功能基上参加离子交换的是阴离子，所以也被称为阴离子交换树脂。强酸和强碱型树脂的特点是电离度很高，在很大的pH范围内都可以达到理论交换容量。

例如， R-SO₃树脂（R代表树脂的骨架部分）的有效pH范围为0～14。强酸和强碱型树脂的另一个特点是转型体积变化小，转型的盐类稳定，洗涤时不易水解。与强酸和强碱型树脂的特点不同，弱酸和弱碱型树脂的特点是电离度受pH影响很大，只能适用于pH变化小的交换体系。另外，它们转型的盐类不稳定，洗涤时容易水解。

习惯上也有根据功能基上的交换离子的名称命名的方法，如Na型、NH₄型、H型、OH型等。除H型、OH型外，其他离子型的树脂统称为盐型。盐型树脂是由H型或OH型树脂上的H或OH与某一盐类溶液中的离子交换而形成的，这一过程也称为转型。在稀土分离中，主要采用的是强酸型磺酸基苯乙烯离子交换树脂。

交联度是指树脂中含有的交联剂的质量分数，可由下式计算：

交联度＝交联剂质量／（交联剂质量＋高分子部分质量）x100％

在分离工艺中一般选用交联度为8％～10％的树脂。因为交联度过大，单位质量的树脂可交换离子的容量减小；但是交联度过小将使得主干部分的网状结构疏松，造成树脂的力学强度下降，磨损量增大。

树脂对各离子吸附的选择性也与交联度有关。一般规律是交联度大，树脂的选择性强、分离效果好。

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