Uvod u tehnologiju rijetke industrije Zemlje
·Rijetka zemlja inije metalni element, već kolektivni izraz za 15 rijetkih zemaljskih elemenata ivitrijaiskandijum. Stoga 17 rijetkih zemaljskih elemenata i njihovi različiti spojevi imaju različite namjene, u rasponu od klorida s čistoćom od 46% do jednostrukih rijetkih oksida iRijetki metali Zemljesa čistoćom od 99,9999%. Uz dodatak povezanih spojeva i smjesa, postoji bezbroj rijetkih zemaljskih proizvoda. Tako,rijetka zemljaTehnologija je također raznolika na temelju razlika ovih 17 elemenata. Međutim, zbog činjenice da se rijetki elementi Zemlje mogu podijeliti u cerij ivitrijaGrupe temeljene na mineralnim karakteristikama, procesima rudarstva, topljenja i razdvajanja rijetkih minerala Zemlje također su relativno ujedinjene. Polazeći od početne rude ruda, metode razdvajanja, procesi topljenja, metode ekstrakcije i procese pročišćavanja rijetkih zemalja uvedet će se jedna po jedna.
Mineralna obrada rijetkih zemalja
· Mineralna obrada je mehanički postupak obrade koji koristi razlike u fizičkim i kemijskim svojstvima između različitih minerala koji čine rudu, koristi različite metode korisnika, procese i opremu za obogaćivanje korisnih minerala u rudi, uklanjanje štetnih nečistoća i odvoje od minerala.
· Urijetka zemljarude minirane širom svijeta, sadržajrijetki zemaljski oksidije samo nekoliko posto, a neki još niži. Kako bi se ispunili proizvodni zahtjevi topljenja,rijetka zemljaMinerali su odvojeni od minerala ganga i drugih korisnih minerala putem korisnosti prije topljenja, kako bi se povećao sadržaj rijetkih zemaljskih oksida i dobili rijetke koncentrate Zemlje koji mogu udovoljiti zahtjevima metalurgije rijetke Zemlje. Korištenje rijetkih zemaljskih ruda uglavnom prihvaća metodu flotacije, često dopunjenu višestrukim kombinacijama gravitacije i magnetskom odvajanju kako bi se stvorio protok procesa korisnog.
Arijetka zemljaDepozit u rudniku Baiyunebo u unutarnjoj Mongoliji je taloženje karbonatnog stijena tipa željeznog dolomita, uglavnom sastavljen od pratećih rijetkih minerala zemlje u željeznoj rudi (osim fluorokarbonske cerijske rude i monazita, postoji i nekoliko također nekolikoniobijumirijetka zemljaminerali).
Izvađena ruda sadrži oko 30% željeza i oko 5% rijetkih zemaljskih oksida. Nakon drobljenja velike rude u rudniku, vlakom se prevozi u postrojenje za korištenje tvrtke Baotou Iron and Steel Group Company. Zadatak postrojenja za korištenje je povećatiFe2O3od 33% do preko 55%, prvo mljevenje i ocjenjivanje na konusnom kugličnom mlinu, a zatim odabir primarnog koncentrata željeza od 62-65% FE2O3 (željezni oksid) pomoću cilindričnog magnetskog separatora. Optice i dalje podliježu flotaciji i magnetskom odvajanju kako bi se dobili sekundarni koncentrat željeza koji sadrži više od 45%Fe2O3(željezni oksid). Rijetka zemlja obogaćena je flotacijskom pjenom, s ocjenom od 10-15%. Koncentrat se može odabrati pomoću potresenog tablice kako bi se stvorio grubi koncentrat s sadržajem REO od 30%. Nakon što ga je prerasla opreme za korištenje, može se dobiti rijetki koncentrat Zemlje s sadržajem REO od preko 60%.
Metoda razgradnje rijetkih koncentrata Zemlje
·Rijetka zemljaElementi u koncentratima uglavnom postoje u obliku netopljivih karbonata, fluorida, fosfata, oksida ili silikata. Rijetki zemaljski elementi moraju se pretvoriti u spojeve topljive u vodi ili anorganske kiseline kroz različite kemijske promjene, a zatim proći procese poput otapanja, odvajanja, pročišćavanja, koncentracije ili kalcinacije za proizvodnju različitih miješanihrijetka zemljaSpojevi poput miješanih rijetkih klorida, koji se mogu koristiti kao proizvodi ili sirovine za odvajanje pojedinačnih elemenata rijetke Zemlje. Ovaj se postupak nazivarijetka zemljaDekompozicija koncentrata, također poznata kao pred-liječenje.
· Mnogo je metoda za raspadanjerijetka zemljaKoncentrati, koji se općenito mogu podijeliti u tri kategorije: kisela metoda, alkalna metoda i raspadanje kloriranja. Dekompozicija kiseline može se dalje podijeliti na raspadanje klorovodične kiseline, raspadanje sumporne kiseline i raspadanje hidrofluorske kiseline. Dekompozicija alkala može se dalje podijeliti na raspadanje natrijevog hidroksida, taljenje natrijevog hidroksida ili metode pečenja soda. Odgovarajući protok procesa općenito se odabire na temelju načela vrste koncentrata, karakteristika ocjene, plana proizvoda, praktičnosti za oporavak i sveobuhvatno korištenje ne rijetkih zemaljskih elemenata, koristi za higijenu radne snage i zaštitu okoliša i ekonomsku racionalnost.
· Iako je otkriveno gotovo 200 rijetkih i raspršenih minerala elemenata, nisu bili obogaćeni u neovisne depozite s industrijskim rudarstvom zbog svoje rijetkosti. Do sada, samo rijetki neovisnigermanijum, selen, itelurDepoziti su otkriveni, ali razmjera depozita nije jako velika.
Topiranje rijetkih zemalja
· Postoje dvije metode zarijetka zemljaTopiranje, hidrometalurgija i pirometalurgija.
· Cijeli postupak rijetke hidrometalurgije i metalne kemijske metalurgije uglavnom je u otopini i otapalu, poput raspadanja koncentrata rijetke zemlje, odvajanja i ekstrakcijerijetki zemaljski oksidi, spojevi i pojedinačni rijetki metali Zemlje, koji koriste procese odvajanja kemijskih odvajanja poput oborina, kristalizacije, oksidacijske redukcije, ekstrakcije otapala i razmjene iona. Najčešće korištena metoda je ekstrakcija organskog otapala, što je univerzalni proces za industrijsko odvajanje pojedinačnih rijetkih zemaljskih elemenata visoke čistoće. Proces hidrometalurgije je složen, a čistoća proizvoda visoka. Ova metoda ima širok spektar aplikacija u proizvodnji gotovih proizvoda.
Pirometalurški postupak je jednostavan i ima visoku produktivnost.Rijetka zemljapirometalurgija uglavnom uključuje proizvodnjuRijetke legure Zemljemetodom silikotermičke redukcije, proizvodnja metala rijetkih zemalja ili legura pomoću metode elektrolize rastaljene soli i proizvodnjeRijetke legure ZemljeMetalnom metodom toplinskog smanjenja itd.
Uobičajena karakteristika pirometalurgije je proizvodnja u uvjetima visoke temperature.
Rijetki proces proizvodnje zemlje
·Rijetka zemljakarbonat irijedak zemaljski kloridsu dva glavna glavna proizvoda urijetka zemljaindustrija. Općenito govoreći, trenutno postoje dva glavna procesa za proizvodnju ova dva proizvoda. Jedan je postupak koncentrirani postupak pečenja sumporne kiseline, a drugi se postupak naziva kaustična proces sode, skraćen kao kaustična soda.
· Osim što su prisutni u raznim mineralima rijetke zemlje, značajan dioRijetki zemljani elementiU prirodi koegzistiraju s mineralima apatita i fosfatnih stijena. Ukupne rezerve svjetske fosfatne rude su otprilike 100 milijardi tona, s prosjekomrijetka zemljaSadržaj 0,5 ‰. Procjenjuje se da je ukupna količinarijetka zemljaPovezano s fosfatnom rudom u svijetu je 50 milijuna tona. Kao odgovor na karakteristike niskogrijetka zemljaSadržaj i poseban status pojave u rudnicima, razni procesi oporavka proučavani su i na domaćem i međunarodnom, koji se mogu podijeliti u mokre i toplinske metode. U vlažnim metodama mogu se podijeliti u metodu dušične kiseline, metodu klorovodične kiseline i metodu sumporne kiseline prema različitim kiselinama raspadanja. Postoje različiti načini za oporavak rijetkih zemalja iz kemijskih procesa fosfora, a sve su to usko povezane s metodama obrade fosfatne rude. Tijekom postupka toplinske proizvodnje,rijetka zemljaStopa oporavka može doseći 60%.
Uz kontinuirano korištenje fosfatnih stijenskih resursa i pomakom prema razvoju nekvalitetne fosfatne stijene, postupak procesa fosforne kiseline Sumporne kiseline postao je glavna metoda u kemijskoj industriji fosfata i oporavkaRijetki zemljani elementiU procesu mokro sumporne kiseline fosforna kiselina postala je istraživačka žarište. U procesu proizvodnje fosforne kiseline Sumporne kiseline, proces kontrole obogaćivanja rijetkih zemalja u fosfornoj kiselini, a zatim korištenjem ekstrakcije organskog otapala za ekstrakciju rijetkih zemalja ima više prednosti od rano razvijenih metoda.
Rijetki postupak vađenja zemlje
Topljivost sumporne kiseline
Cerijumgrupa (netopljiva u soli složenih sulfata) -lantan, cerijum, prazeodimijum, neodimiji Promethium;
Terbijumgrupa (blago topiva u soli složenih sulfata) -samarijum, europijum, gadolinijum, terbijum, disprozijum, iholmium;
Vitrijagrupa (topljiva u soli složenih sulfata) -vitrija, Erbium, tulijum, ytterbium,lutetijum, iskandijum.
Razdvajanje ekstrakcije
Svjetlorijetka zemlja(P204 Slaba ekstrakcija kiselosti) -lantan,,cerijum, prazeodimijum,,neodimiji Promethium;
Srednja rijetka zemlja (p204 ekstrakcija niske kiselosti)-samarijum,,europijum,,gadolinijum,,terbijum,,disprozijum;
Težakrijetka zemljaelementi(ekstrakcija kiselosti u P204) -holmium,,
Uvod u postupak ekstrakcije
U procesu razdvajanjarijetki elementi Zemlje,Zbog izuzetno sličnih fizičkih i kemijskih svojstava 17 elemenata, kao i obilja pratećih nečistoća uRijetki zemljani elementi, postupak ekstrakcije je relativno složen i obično se koristi.
Postoje tri vrste procesa ekstrakcije: korak po korak metoda, razmjena iona i ekstrakcija otapala.
Korak po korak metoda
Metoda odvajanja i pročišćavanja primjenom razlike u topljivosti spojeva u otapalima naziva se metodom korak po korak. Izvitrija(Y)lutetijum(LU), jedno razdvajanje između svih prirodnih događajaRijetki zemljani elementi, uključujući radij koji je otkrio par Curie,
Svi su odvojeni ovom metodom. Operativni postupak ove metode relativno je složen, a jedno razdvajanje svih rijetkih zemaljskih elemenata trajalo je više od 100 godina, s jednim odvajanjem i ponovljenim operacijama dosegnuvši 20000 puta. Za kemijske radnike, njihov rad
Snaga je relativno visoka, a postupak relativno složen. Stoga, upotreba ove metode ne može proizvesti niti jednu rijetku zemlju u velikim količinama.
Ionska razmjena
Istraživački rad na rijetkim zemaljskim elementima ometao je nemogućnost proizvodnje jednogRijetka Zemljina elementU velikim količinama kroz korak po korak metode. Za analizuRijetki zemljani elementiSadržana u proizvodima nuklearne fisije i uklonite rijetke elemente Zemlje iz urana i torija, uspješno je proučena kromatografija ionske razmjene (ionska razmjena kromatografija), koja je zatim korištena za odvajanjeRijetka Zemljina elements. Prednost metode razmjene iona je u tome što se više elemenata može razdvojiti u jednoj operaciji. A također može dobiti proizvode visoke čistoće. Međutim, nedostatak je u tome što se ne može kontinuirano obraditi, s dugim operativnim ciklusom i visokim troškovima za regeneraciju i razmjenu smole. Stoga je nakon što je glavna metoda odvajanja velikih količina rijetkih zemalja povučena iz glavne metode razdvajanja i zamijenjena metodom ekstrakcije otapala. Međutim, zbog izvanrednih karakteristika kromatografije ionske razmjene u dobivanju pojedinačnih rijetkih zemaljskih proizvoda visoke čistoće, trenutno, kako bi se proizveli ultra-visoka čistoća i odvajala neke teške rijetke elemente, također je potrebno koristiti kromatografiju ionske razmjene za odvajanje i proizvodnju rijetkog Zemljinog proizvoda.
Vađenje otapala
Metoda korištenja organskih otapala za ekstrakciju i odvajanje ekstrahirane tvari od nemjerne vodene otopine naziva se ekstrakcijom tekućine-tekućine od organskog otapala, skraćenom kao ekstrakcijom otapala. To je postupak prijenosa mase koji prenosi tvari iz jedne tekuće faze u drugu. Metoda ekstrakcije otapala primijenjena je ranije u petrokemijskoj, organskoj kemiji, farmaceutskoj kemiji i analitičkoj kemiji. Međutim, u posljednjih četrdeset godina, zbog razvoja znanosti i tehnologije atomske energije, kao i potrebe za proizvodnjom ultračistih tvari i rijetkih elemenata, ekstrakcija otapala postigla je veliki napredak u industrijama kao što su industrija nuklearnog goriva i rijetka metalurgija. Kina je postigla visoku razinu istraživanja u teoriji ekstrakcije, sintezi i primjeni novih ekstraktata i postupak ekstrakcije za razdvajanje elemenata rijetke zemlje. U usporedbi s metodama odvajanja kao što su ocjenjivane oborine, stupnjeva kristalizacije i razmjena iona, ekstrakcija otapala ima niz prednosti kao što su dobar efekt razdvajanja, veliki proizvodni kapacitet, praktičnost za brzu i kontinuiranu proizvodnju i lako postizanje automatske kontrole. Stoga je postupno postala glavna metoda za odvajanje velikih količinarijetka zemljas.
Rijetko pročišćavanje zemlje
Proizvodne sirovine
Rijetki metali Zemljeopćenito su podijeljeni u miješane metale rijetke zemlje i pojedinačneRijetki metali Zemlje. Sastav miješanihRijetki metali Zemljesličan je originalnom sastavama rijetke zemlje u rudi, a jedan metal je metal odvojen i rafiniran od svake rijetke zemlje. Teško je smanjitirijedak zemaljski oksids (osim oksidasamarijum,,europijum,, tulijum,,ytterbium) u jedan metal pomoću općih metalurških metoda, zbog velike topline stvaranja i velike stabilnosti. Stoga su najčešće korištene sirovine za proizvodnjuRijetki metali ZemljeDanas su njihovi kloridi i fluoridi.
Elektroliza rastaljene soli
Masovna proizvodnja miješanihRijetki metali ZemljeU industriji općenito koristi metodu elektrolize rastaljene soli. Postoje dvije metode elektrolize: elektroliza klorida i elektroliza oksida. Način pripreme jednogRijetki metali Zemljevarira ovisno o elementu.samarijum,,europijum,,tulijum,,ytterbiumnisu prikladni za elektrolitički priprema zbog visokog tlaka pare, a umjesto toga pripremaju se metodom destilacije redukcije. Ostali elementi se mogu pripremiti elektrolizom ili metalnom toplinskom redukcijom.
Elektroliza klorida je najčešća metoda za proizvodnju metala, posebno za miješane metale rijetke zemlje. Proces je jednostavan, isplativ i zahtijeva minimalno ulaganje. Međutim, najveći nedostatak je oslobađanje klorskog plina, koji zagađuje okoliš. Oksid elektroliza ne oslobađa štetne plinove, ali trošak je nešto veći. Općenito, pojedinačno s visokim cijenamarijetke zemljetakavneodimijiprazeodimijumproizvode se pomoću oksidne elektrolize.
Metoda elektrolize za redukciju vakuuma može samo pripremiti opću industrijsku ocjenuRijetki metali Zemlje. PripremitiRijetki metali ZemljeUz male nečistoće i visoku čistoću, općenito se koristi metoda vakuumskog toplinskog smanjenja. Ova metoda može proizvesti sve jedno rijetke zemaljske metale, alisamarijum,,europijum,,tulijum,,ytterbiumne može se proizvesti ovom metodom. Redoks potencijalsamarijum,,europijum,,tulijum,,ytterbiuma kalcij se samo djelomično smanjujerijetka zemljafluorid. Općenito, priprema ovih metala temelji se na principima visokog tlaka pare ovih metala i niskog tlaka paremetal od lanthanumas. Oksidi ove četiririjetke zemljepomiješani su s fragmentimametal od lanthanumas i komprimiran u blokove, a smanjen u vakuumskoj peći.Lantanje aktivniji, doksamarijum,,europijum,,tulijum,,ytterbiumsmanjuju se na zlatolantani sakupljao se na kondenzaciji, što olakšava odvojenost od šljake.
Post Vrijeme: NOV-07-2023