Úvod do technológie priemyslu vzácnych zemín
·Vzácna Zem Inie je kovový prvok, ale kolektívny termín pre 15 prvkov vzácnych zemín aytriaaškrub. Preto 17 prvkov vzácnych zemín a ich rôzne zlúčeniny majú rôzne použitia, od chloridov s čistotou 46% po oxidy vzácnych zemín akovy vzácnych zemíns čistotou 99,9999%. S pridaním príbuzných zlúčenín a zmesí existuje nespočetné množstvo produktov vzácnych zemín. Takvzácna zemTechnológia je tiež rôznorodá na základe rozdielov týchto 17 prvkov. Avšak z dôvodu skutočnosti, že prvky vzácnych zemín možno rozdeliť na cerium aytriaSkupiny založené na minerálnych charakteristikách, ťažobných, taviacich a separačných procesoch minerálov vzácnych zemín sú tiež relatívne zjednotené. Počnúc počiatočnou ťažbou rudy sa jeden po druhom zavedie metódy separácie, procesy tavenia, metódy extrakcie a čistenie vzácnych zemín.
Minerálne spracovanie vzácnych zemín
· Spracovanie minerálov je proces mechanického spracovania, ktorý využíva rozdiely vo fyzikálnych a chemických vlastnostiach medzi rôznymi minerálmi, ktoré tvoria rudu, využíva rôzne metódy, procesy a vybavenie na obohatenie užitočných minerálov v rudi, odstraňujú škodlivé nečistoty a oddeľujú ich od gangu minerálov.
· Vvzácna zemrudy ťažené na celom svete, obsahoxidy vzácnych zemínje iba niekoľko percent a niektoré ešte nižšie. S cieľom splniť výrobné požiadavky na tavenie,vzácna zemMinerály sú oddelené od minerálov gangu a iných užitočných minerálov pred tavou, aby sa zvýšil obsah oxidov vzácnych zemín a získal koncentráty vzácnych zemín, ktoré môžu spĺňať požiadavky metalurgie vzácnych zemín. Buďte rudy vzácnych zemín vo všeobecnosti prijímajú flotačnú metódu, často doplnené viacerými kombináciami gravitácie a magnetickej separácie, aby sa vytvoril tok procesu prospešného procesu.
Tenvzácna zemložisko v baiyunebo bane vo vnútornom Mongolsku je ložisko typu typu železa dolomitu, hlavne zložené zo sprievodných minerálov vzácnych zemín v železnej rudi (okrem fluórovanej cerium rudy a monazitu, je tu tiež niekoľkoniobiumavzácna zemminerály).
Extrahovaná ruda obsahuje asi 30% železa a asi 5% oxidov vzácnych zemín. Po rozdrvení veľkej rudy v bane sa prepravuje vlakom do závodu Benefiation of Baotou Iron and Steel Group Company. Úlohou závodu na príjem je zvýšenieFe2O3od 33% do viac ako 55%, najprv brúsenie a klasifikácia na kužeľovom mlyne s guľôčkou a potom výber primárneho koncentrátu železa 62-65% Fe2O3 (oxid železa) pomocou valcového magnetického oddelenia. Chvostiny naďalej podliehajú flotácii a magnetickej separácii, aby sa získal sekundárny koncentrát železa obsahujúcej viac ako 45%Fe2O3(oxid železa). Vzácna Zem je obohatená flotačnou penou s stupňom 10-15%. Koncentrát sa môže zvoliť pomocou trasenia tabuľky na výrobu hrubého koncentrátu s obsahom REO 30%. Po prepracovaní zariadením na benefanie je možné získať koncentrát vzácnych zemín s obsahom REO viac ako 60%.
Metóda rozkladu koncentrátu vzácnych zemín
·Vzácna zemPrvky koncentrátov všeobecne existujú vo forme nerozpustných uhličitanov, fluoridov, fosforečnanov, oxidov alebo kremičitanov. Prvky vzácnych zemín sa musia premieňať na zlúčeniny rozpustné vo vode alebo kyselinách anorganických cez rôzne chemické zmeny a potom sa podrobia procesom, ako je rozpúšťanie, separácia, čistenie, koncentrácia alebo kalcinácia, aby sa vytvorili rôzne zmiešané zmiešanévzácna zemZlúčeniny, ako sú chloridy zmiešaných chloridov zriedkavej zeme, ktoré sa môžu použiť ako výrobky alebo suroviny na oddelenie prvkov s jednou vzácnou zemou. Tento proces sa volávzácna zemRozklad koncentrátu, známy tiež ako predbežná liečba.
· Existuje veľa spôsobov rozkladuvzácna zemKoncentráty, ktoré sa môžu vo všeobecnosti rozdeliť do troch kategórií: kyslá metóda, alkali metóda a rozklad chlorácie. Rozklad kyseliny sa môže ďalej rozdeliť na rozklad kyseliny chlorovodíkovej, rozklad kyseliny kyseliny sírovej a rozklad kyseliny hydrofluorovej. Alkalický rozklad sa môže ďalej rozdeliť na rozklad hydroxidu sodného, topenie hydroxidu sodného alebo metódy praženia sódy. Vhodný tok procesu sa všeobecne vyberá na základe zásad koncentrátu, charakteristík stupňa, plánu výrobkov, pohodlia pre zotavenie a komplexné využitie ne vzácnych prvkov Zeme, prínos pre hygienu práce a ochranu životného prostredia a ekonomickú racionalitu.
· Aj keď sa objavilo takmer 200 zriedkavých a rozptýlených minerálov prvkov, neboli obohatené do nezávislých ložísk priemyselnou ťažbou kvôli ich zriedkavosti. Zatiaľ iba zriedkavé nezávislégermánsko, selénateluriumBoli objavené vklady, ale rozsah vkladov nie je príliš veľký.
Tavenie vzácnych zemín
· Existujú dve metódy prevzácna zemTavenie, hydrometalurgia a pyrometalurgia.
· Celý proces hydrometalurgie zriedkavej Zeme a kovovej chemickej metalurgie je väčšinou v roztoku a rozpúšťadle, ako je rozklad koncentrátu vzácnych zemín, separácie a extrakciaoxidy vzácnych zemín, zlúčeniny a kovy s jednou vzácnou zemou, ktoré používajú procesy chemickej separácie, ako sú zrážanie, kryštalizácia, oxidačná redukcia, extrakcia rozpúšťadla a výmena iónov. Najčastejšie používanou metódou je extrakcia organického rozpúšťadla, ktorá je univerzálnym procesom pre priemyselné oddelenie prvkov s jednotlivými vzácnymi Zemami s vysokou čistotou. Proces hydrometalurgie je zložitý a čistota produktu je vysoká. Táto metóda má širokú škálu aplikácií pri výrobe hotových výrobkov.
Pyrometalurgický proces je jednoduchý a má vysokú produktivitu.Vzácna zempyrometalurgia zahŕňa hlavne výrobuzliatiny vzácnych zemínSilikotermickým redukčným spôsobom, produkcia kovov zriedkavých zemín alebo zliatiny metódou elektrolýzy roztavenej soli a produkciazliatiny vzácnych zemínmetódou kovovej tepelnej redukcie atď.
Spoločnou charakteristikou pyrometalurgie je výroba za podmienok vysokej teploty.
Proces výroby vzácnych zemín
·Vzácna zemuhličitan achlorid vzácnej zemesú dva hlavné primárne výrobky vvzácna zempriemysel. Všeobecne povedané, v súčasnosti existujú dva hlavné procesy na výrobu týchto dvoch výrobkov. Jedným z procesov je koncentrovaný proces praženia kyseliny sírovej a druhý proces sa nazýva proces žieravého sódy, skrátený ako proces žieravého sódy.
· Okrem toho, že je prítomný v rôznych mineráloch vzácnych zemín, čo je významná časťprvky vzácnych zemínV prírode koexistuje s apatitovými a fosfátovými minerálmi hornín. Celkové rezervy svetovej fosfátovej rudy sú približne 100 miliárd ton, s priemeromvzácna zemObsah 0,5 ‰. Odhaduje sa, že celková sumavzácna zemSúvisí s fosfátovou rudou na svete 50 miliónov ton. V reakcii na charakteristiky nízkyvzácna zemObsah a stav špeciálneho výskytu V baniach sa študovali rôzne procesy zotavenia na domácom aj medzinárodnej úrovni, ktoré možno rozdeliť na mokré a tepelné metódy. V mokrých metódach sa môžu rozdeliť na metódu kyseliny dusičnej, metódu kyseliny chlorovodíkovej a metódu kyseliny sírovej podľa rôznych kyselín rozkladu. Existujú rôzne spôsoby, ako obnoviť vzácne zeminy z chemických procesov fosforu, ktoré všetky úzko súvisia s metódami spracovania fosfátovej rudy. Počas procesu tepelnej výrobyvzácna zemMiera zotavenia môže dosiahnuť 60%.
S nepretržitým využitím zdrojov fosfátových hornín a posunom smerom k vývoju nízko kvalitnej fosfátovej horniny sa proces kyseliny fosforečnej kyseliny kyseliny sírovej stal hlavným metódou vo fosfátovom chemickom priemysle a zotavenieprvky vzácnych zemínV procese mokrého procesu kyseliny sírovej sa kyselina fosforečná sa stala výskumným hotspotom. Vo výrobnom procese kyseliny kyseliny kyseliny sírovej kyselina fosforečná kyselina fosforečná má proces kontroly obohatenia vzácnych zemín v kyseline fosforečnej a potom použitie organickej extrakcie rozpúšťadla na extrahovanie vzácnych zemín viac výhod ako včasné vyvinuté metódy.
Proces extrakcie vzácnych zemín
Rozpustnosť kyseliny kyseliny sírovej
CeriumSkupina (nerozpustné v soli sulfátových komplexných solí) -lanthanum, cerium, praseodymium, noodymiuma Promethia;
TrikSkupina (mierne rozpustná v soli ssíranových komplexoch) -samarium, europium, galíny, trik, dysprosiumaholmium;
Ytriaskupina (rozpustné v solídnych solichsulfátových komplexoch) -ytria, erbium, thulium, ytterbium,lutetiumaškrub.
Vyťaženie
Osvetlenievzácna zem(P204 Slabá extrakcia kyslosti) -lanthanum,cerium, praseodymium,noodymiuma Promethia;
Stredná vzácna zem (p204 s nízkou extrakciou kyslosti)-samarium,europium,galíny,trik,dysprosium;
Ťažkývzácna zemprvky(extrakcia kyslosti v P204) -holmium,
Úvod do procesu extrakcie
V procese oddeleniaprvky vzácnych zemín,Kvôli extrémne podobným fyzikálnym a chemickým vlastnostiam 17 prvkov, ako aj množstva sprievodných nečistôt vprvky vzácnych zemín, proces extrakcie je relatívne komplexný a bežne sa používa.
Existujú tri typy extrakčných procesov: metóda krok za krokom, výmena iónov a extrakcia rozpúšťadla.
Metóda krok za krokom
Metóda separácie a čistenia s použitím rozdielu v rozpustnosti zlúčenín v rozpúšťadlách sa nazýva metóda krok za krokom. Odytria(Y)lutetium(Lu), jedno oddelenie medzi všetkými prirodzene sa vyskytujúcimiprvky vzácnych zemín, vrátane rádiu objaveného Curie Párom,
Všetci sú pomocou tejto metódy oddelené. Prevádzkový postup tejto metódy je relatívne komplexný a jediné oddelenie všetkých prvkov vzácnych zemín trvalo 100 rokov, pričom jedna separácia a opakovaná operácia dosiahla 20000 -krát. Pre chemických pracovníkov, ich práca
Sila je relatívne vysoká a proces je relatívne zložitý. Preto použitie tejto metódy nemôže produkovať jedinú vzácnu zem vo veľkých množstvách.
Výmena iónov
Výskumné práce na prvkoch vzácnych zemín brzdili neschopnosť produkovať jedinýprvok vzácneho ZemeVo veľkom množstve metódami krok za krokom. Na analýzuprvky vzácnych zemínObsahované v produktoch jadrových štiepení a odstránenie prvkov vzácnych zemín z uránu a tória, chromatografia iónov (chromatografia iónov) bola úspešne študovaná, ktorá sa potom použila na oddelenieprvok vzácneho Zemes. Výhodou metódy výmeny iónov je, že v jednej operácii sa môže oddeliť viacero prvkov. A môže tiež získať produkty s vysokou čistotou. Nevýhodou je však to, že ho nemožno neustále spracovávať, s dlhým prevádzkovým cyklom a vysokými nákladmi na regeneráciu a výmenu živice. Preto je to, akonáhle je hlavná metóda oddelenia veľkých množstiev vzácnych zemín v dôchodku od metódy separácie hlavného prúdu a nahradená metódou extrakcie rozpúšťadla. Avšak kvôli vynikajúcim charakteristikám chromatografie výmeny iónov pri získavaní vysokokvalitných výrobkov zriedkavých Zeme v súčasnosti, aby sa vyrábalo ultra vysoké čistoty jednotlivých výrobkov a oddelili niektoré ťažké prvky vzácnych zemín, je tiež potrebné použiť chromatografiu iónov na oddelenie a produkciu produktu vzácnych zemín.
Extrakcia rozpúšťadla
Metóda použitia organických rozpúšťadiel na extrakciu a oddelenie extrahovanej látky od nemiešateľného vodného roztoku sa nazýva extrakcia organickej rozpúšťadla kvapaliny-kvapalina, skrátená ako extrakcia rozpúšťadla. Je to proces prenosu hmotnosti, ktorý prenáša látky z jednej kvapalnej fázy do druhej. Metóda extrakcie rozpúšťadla bola použitá skôr v petrochemickej, organickej chémii, farmaceutickej chémii a analytickej chémii. V posledných štyridsiatich rokoch sa však v dôsledku rozvoja vedy a techniky atómovej energie, ako aj potreby výroby ultrapurových látok a zriedkavých prvkov, extrakcia rozpúšťadla dosiahla veľký pokrok v odvetviach, ako je priemysel jadrových palív a vzácna metalurgia. Čína dosiahla vysokú úroveň výskumu v teórii extrakcie, syntézy a aplikácie nových extraktantov a proces extrakcie pre separáciu prvkov vzácnych zemín. V porovnaní s metódami separácie, ako sú odstupňované zrážky, odstupňovaná kryštalizácia a výmena iónov, má extrakcia rozpúšťadla sériu výhod, ako je dobrý separačný efekt, veľká výrobná kapacita, pohodlie pre rýchlu a nepretržitú výrobu a ľahko dosiahnuteľnú automatickú kontrolu. Preto sa postupne stal hlavnou metódou oddelenia veľkých množstievvzácna zems.
Čistenie vzácnych zemín
Výrobné suroviny
Kovy vzácnych zemínsa vo všeobecnosti delia na zmiešané kovy vzácnych zemín a jednotlivékovy vzácnych zemín. Zloženie zmiešanéhokovy vzácnych zemínje podobný pôvodnému zloženiu vzácnych zemín v rudi a jediný kov je kov oddelený a vylepšený od každej vzácnej zeme. Je ťažké znížiťoxid vzácny zems (s výnimkou oxidovsamarium,europium,, thulium,ytterbium) do jedného kovu s použitím všeobecných metalurgických metód, kvôli ich vysokému teplu tvorby a vysokej stability. Preto bežne používané suroviny na výrobukovy vzácnych zemínV súčasnosti sú ich chloridy a fluoridy.
Elektrolýza roztavenej soli
Hromadná výroba zmiešanéhokovy vzácnych zemínV priemysle vo všeobecnosti používa metódu elektrolýzy roztavenej soli. Existujú dve metódy elektrolýzy: elektrolýza chloridu a elektrolýza oxidu. Spôsob prípravy jednéhokovy vzácnych zemínlíši sa v závislosti od prvku.samarium,europium,,thulium,ytterbiumnie sú vhodné na elektrolytickú prípravu kvôli ich vysokému tlaku pary a namiesto toho sa pripravujú pomocou metódy redukčnej destilácie. Ostatné prvky môžu byť pripravené metódou elektrolýzy alebo kovovej tepelnej redukcie.
Elektrolyza chloridu je najbežnejšou metódou na výrobu kovov, najmä pre zmiešané kovy vzácnych zemín. Tento proces je jednoduchý, nákladovo efektívny a vyžaduje minimálne investície. Najväčšou nevýhodou je však uvoľňovanie plynu chlóru, ktorý znečisťuje životné prostredie. Elektrolýza oxidu neuvoľňuje škodlivé plyny, ale náklady sú o niečo vyššie. Všeobecne platí, že single s vysokou cenouvzácne Zemakonoodymiumapraseodymiumsa vyrábajú pomocou oxidovej elektrolýzy.
Metóda elektrolýzy vákuovej redukcie môže pripraviť iba všeobecný priemyselný stupeňkovy vzácnych zemín. Prípravakovy vzácnych zemínPri nízkej nečistotách a vysokej čistote sa všeobecne používa metóda vákuovej tepelnej redukcie. Táto metóda môže produkovať všetky jednotlivé kovy vzácnych zemín, alesamarium,europium,,thulium,ytterbiumnemožno produkovať pomocou tejto metódy. Redoxný potenciálsamarium,europium,,thulium,ytterbiuma vápnik iba čiastočne znižujevzácna zemfluorid. Všeobecne platí, že príprava týchto kovov je založená na zásadách vysokého tlaku pary týchto kovov a nízky tlak parylanthanum kovs. Oxidy týchto štyrochvzácne Zemsú zmiešané s fragmentmilanthanum kovS a stlačené do blokov a znížené vo vákuovej peci.Lanthanumje aktívnejší, zatiaľ čosamarium,europium,,thulium,ytterbiumsú redukované na zlato o zlatolanthanuma zhromaždené na kondenzácii, čo uľahčuje oddelenie od trosky.
Čas príspevku: november-07-2023