Вовед во технологијата на индустријата за ретки земји
·Ретка земја iне е метален елемент, туку колективен термин за 15 елементи од ретка земја иитриумискандиум.Затоа, 17-те елементи од ретка земја и нивните различни соединенија имаат различни намени, кои се движат од хлориди со чистота од 46% до единечни оксиди од ретки земји иметали од ретки земјисо чистота од 99,9999%.Со додавање на сродни соединенија и мешавини, постојат безброј производи од ретки земји.Значи,ретка земјатехнологијата е исто така разновидна врз основа на разликите на овие 17 елементи.Сепак, поради фактот што елементите на ретката земја можат да се поделат на цериум иитриумгрупите врз основа на минералните карактеристики, процесите на ископување, топење и сепарација на минералите од ретки земји се исто така релативно унифицирани.Почнувајќи од иницијалното ископување руда, методите на сепарација, процесите на топење, методите на екстракција и процесите на прочистување на ретките земји ќе бидат воведени еден по еден.
Преработка на минерали на ретки земји
· Преработката на минерали е процес на механичка обработка што ги користи разликите во физичките и хемиските својства помеѓу различните минерали што ја сочинуваат рудата, користи различни методи, процеси и опрема за збогатување за збогатување на корисни минерали во рудата, отстранување на штетните нечистотии и нивно раздвојување. од минерали од ганг.
·Воретка земјаруди ископани ширум светот, содржината наоксиди од ретки земјие само неколку проценти, а некои и пониски.Со цел да се задоволат производствените барања за топење,ретка земјаминералите се одвојуваат од минералите од ганг и другите корисни минерали преку бенифицирање пред топење, со цел да се зголеми содржината на оксиди од ретки земји и да се добијат концентрати на ретки земји кои можат да ги задоволат барањата на металургијата на ретки земји.Искористувањето на рудите од ретки земји генерално го усвојува методот на флотација, често дополнет со повеќекратни комбинации на гравитација и магнетно раздвојување за да се формира проток на процесот на бенефицијација.
Наретка земјанаоѓалиштето во рудникот Баијунебо во Внатрешна Монголија е наоѓалиште од карбонат тип на железен доломит, главно составен од придружни ретки земјени минерали во железната руда (покрај флуоројаглеродна цериумска руда и моназит, има и неколкуниобиумиретка земјаминерали).
Извадената руда содржи околу 30% железо и околу 5% оксиди од ретка земја.Задачата на фабриката за бенефицијација е да се зголемиFe2O3од 33% до над 55%, прво мелење и оценка на конусна топчеста мелница, а потоа се избира примарен железен концентрат од 62-65% Fe2O3 (железен оксид) со помош на цилиндричен магнетен сепаратор.Јаловината продолжува да се подложува на флотација и магнетно одвојување за да се добие секундарен железен концентрат кој содржи повеќе од 45%Fe2O3(железен оксид).Ретката земја е збогатена со флотациона пена, со степен од 10-15%.Концентратот може да се избере со помош на маса за тресење за да се добие груб концентрат со содржина на REO од 30%.Откако ќе се преработи со опрема за бенифицирање, може да се добие концентрат од ретки земји со содржина на REO од над 60%.
Метод на распаѓање на концентрат од ретки земји
·Ретка земјаелементите во концентратите генерално постојат во форма на нерастворливи карбонати, флуориди, фосфати, оксиди или силикати.Елементите од ретка земја мора да се претворат во соединенија растворливи во вода или неоргански киселини преку различни хемиски промени, а потоа да подлежат на процеси како што се растворање, одвојување, прочистување, концентрација или калцинирање за да се добијат различни мешаниретка земјасоединенија како што се мешани хлориди на ретки земји, кои може да се користат како производи или суровини за одвојување на поединечни ретки земјени елементи.Овој процес се нарекуваретка земјараспаѓање на концентрат, познато и како предтретман.
·Постојат многу методи за разградувањеретка земјаконцентрати, кои генерално може да се поделат во три категории: киселински метод, алкален метод и распаѓање на хлорирање.Распаѓањето на киселината може дополнително да се подели на распаѓање на хлороводородна киселина, распаѓање на сулфурна киселина и распаѓање на флуороводородна киселина.Распаѓањето на алкали може дополнително да се подели на распаѓање на натриум хидроксид, топење на натриум хидроксид или методи на печење сода.Соодветниот тек на процесите генерално се избира врз основа на принципите на типот на концентрат, карактеристиките на класата, планот на производот, практичноста за обновување и сеопфатното користење на елементите кои не се ретки, придобивките за хигиената на трудот и заштитата на животната средина и економската рационалност.
·Иако се откриени речиси 200 минерали со ретки и дисперзирани елементи, тие не се збогатени во независни наоѓалишта со индустриско рударство поради нивната реткост.Досега, само ретки независнигерманиум, селен, ителуриумоткриени се наоѓалишта, но обемот на наоѓалиштата не е многу голем.
Топење на ретки земји
·Постојат два методи заретка земјатопење, хидрометалургија и пирометалургија.
· Целиот процес на хидрометалургија на ретки земји и метална хемиска металургија е претежно во раствор и растворувач, како што е распаѓањето на концентратот на ретки земји, сепарација и екстракција наоксиди од ретки земји, соединенија и единечни метали од ретки земји, кои користат хемиски процеси на сепарација како што се таложење, кристализација, оксидација-редукција, екстракција со растворувач и јонска размена.Најчесто користен метод е екстракција со органски растворувач, што е универзален процес за индустриско одвојување на единечни ретки земјени елементи со висока чистота.Процесот на хидрометалургија е сложен, а чистотата на производот е висока.Овој метод има широк опсег на примени во производството на готови производи.
Пирометалуршкиот процес е едноставен и има висока продуктивност.Ретка земјапирометалургијата главно опфаќа производство налегури на ретки земјисо метод на силикотермичка редукција, производство на метали или легури од ретки земји со метод на електролиза на стопена сол и производство налегури на ретки земјисо метод на термичка редукција на метал итн.
Заедничка карактеристика на пирометалургијата е производство во услови на висока температура.
Процес на производство на ретки земји
·Ретка земјакарбонат ихлорид на ретка земјасе двата главни примарни производи воретка земјаиндустријата.Општо земено, во моментов постојат два главни процеси за производство на овие два производи.Едниот процес е процес на печење со концентрирана сулфурна киселина, а другиот процес се нарекува процес на каустична сода, скратено како процес на каустична сода.
·Покрај тоа што се присутни во различни минерали од ретки земји, значителен дел оделементи на ретки земјиво природата коегзистираат со апатитни и фосфатни карпести минерали.Вкупните резерви на светската фосфатна руда се приближно 100 милијарди тони, во просекретка земјасодржина од 0,5 ‰.Се проценува дека вкупниот износ наретка земјаповрзани со фосфатна руда во светот е 50 милиони тони.Како одговор на карактеристиките на нискоретка земјасодржината и статусот на посебна појава во рудниците, изучувани се различни процеси на обновување и на домашно и на меѓународно ниво, кои можат да се поделат на влажни и термички методи.Во влажните методи, тие можат да се поделат на метод на азотна киселина, метод на хлороводородна киселина и метод на сулфурна киселина според различните киселини на распаѓање.Постојат различни начини за обновување на ретките земји од хемиски процеси на фосфор, од кои сите се тесно поврзани со методите на преработка на фосфатната руда.За време на процесот на термичко производство, наретка земјастапката на закрепнување може да достигне 60%.
Со континуираното искористување на ресурсите на фосфатни карпи и промената кон развој на нискоквалитетна фосфатна карпа, процесот на влажен процес на фосфорна киселина со сулфурна киселина стана главен метод во хемиската индустрија на фосфати и обновувањето наелементи на ретки земјиво влажниот процес на сулфурна киселина, фосфорната киселина стана жариште за истражување.Во процесот на производство на влажен процес на сулфурна киселина фосфорна киселина, процесот на контролирање на збогатувањето на ретките земји со фосфорна киселина и потоа користењето на екстракција со органски растворувач за екстракција на ретки земји има повеќе предности од рано развиените методи.
Процес на екстракција на ретки земји
Растворливост на сулфурна киселина
Цериумгрупа (нерастворлива во сулфат комплексни соли) -лантан, цериум, прасеодимиум, неодимиуми прометиум;
Тербиумгрупа (малку растворлива во сулфатни комплексни соли) -самариум, европиум, гадолиниум, тербиум, диспрозиум, ихолмиум;
Итриумгрупа (растворлива во сулфат комплексни соли) -итриум, ербиум, тулиум, итербиум,лутетиум, искандиум.
Сепарација со екстракција
Светлинаретка земја(P204 екстракција со слаба киселост) -лантан,цериум, прасеодимиум,неодимиуми прометиум;
Средна ретка земја (P204 екстракција со ниска киселост)-самариум,европиум,гадолиниум,тербиум,диспрозиум;
Тешкиретка земјаелементи(екстракција на киселост во P204) -холмиум,
Вовед во процесот на екстракција
Во процес на одвојувањеелементи на ретки земји,поради исклучително сличните физички и хемиски својства на 17 елементи, како и изобилството на придружни нечистотии воелементи на ретки земји, процесот на екстракција е релативно сложен и најчесто се користи.
Постојат три типа на процеси на екстракција: метод чекор-по-чекор, јонска размена и екстракција со растворувач.
Чекор-по-чекор метод
Методот на одвојување и прочистување со помош на разликата во растворливоста на соединенијата во растворувачи се нарекува метод чекор-по-чекор.Одитриум(Y) долутетиум(Лу), единствена поделба помеѓу сите природниелементи на ретки земји, вклучувајќи го и радиумот откриен од двојката Кири,
Сите тие се одвојуваат со овој метод.Оперативната процедура на овој метод е релативно сложена, а единечното раздвојување на сите ретки земјени елементи траеше повеќе од 100 години, со едно одвојување и повторена операција достигнувајќи 20000 пати.За хемиските работници, нивната работа
Јачината е релативно висока, а процесот е релативно сложен.Затоа, со користење на овој метод не може да се произведе ниту една ретка земја во големи количини.
Јонска размена
Истражувачката работа на ретки земјени елементи е попречена од неможноста да се произведе синглелемент од ретка земјаво големи количини преку чекор-по-чекор методи.Со цел да се анализираателементи на ретки земјисодржани во производите на нуклеарната фисија и ги отстрануваат ретките земјени елементи од ураниумот и ториумот, успешно беше проучена јонска размена на хроматографија (јонска размена на хроматографија), која потоа беше искористена за одвојување наелемент од ретка земјас.Предноста на методот на јонска размена е што повеќе елементи можат да се одвојат во една операција.А може да добие и производи со висока чистота.Меѓутоа, недостаток е што не може да се обработува континуирано, со долг работен циклус и високи трошоци за регенерација и размена на смола.Затоа, овој некогаш главниот метод за одвојување на големи количини на ретки земји е повлечен од мејнстрим методот на сепарација и заменет со методот на екстракција со растворувач.Како и да е, поради извонредните карактеристики на јоно-изменувачката хроматографија при добивање производи со единечна ретка земја со висока чистота, во моментов, со цел да се произведат единечни производи со ултра висока чистота и да се одделат некои тешки елементи од ретки земји, исто така е неопходно да се користи хроматографија за размена на јони. да се одвои и произведе производ од ретка земја.
Екстракција со растворувач
Начинот на употреба на органски растворувачи за екстракција и одвојување на екстрахираната супстанција од воден раствор кој не се меша се нарекува екстракција со органски растворувач течност-течна екстракција, скратено како екстракција со растворувач.Тоа е процес на пренос на маса со кој се пренесуваат супстанции од една течна фаза во друга.Методот на екстракција со растворувач се применува порано во петрохемиската, органската хемија, фармацевтската хемија и аналитичката хемија.Меѓутоа, во изминатите четириесет години, поради развојот на науката и технологијата за атомска енергија, како и потребата за производство на ултрачисти супстанции и ретки елементи, екстракцијата со растворувачи постигна голем напредок во индустриите како што се индустријата за нуклеарно гориво и ретка металургија. .Кина постигна високо ниво на истражување во теоријата на екстракција, синтезата и примената на нови екстрактори и процесот на екстракција за сепарација на ретки земјени елементи.Во споредба со методите на сепарација како што се степенувани врнежи, степенувана кристализација и размена на јони, екстракцијата со растворувач има низа предности како што се добар ефект на сепарација, голем производствен капацитет, практичност за брзо и континуирано производство и лесно да се постигне автоматска контрола.Затоа, постепено стана главен метод за одвојување на големи количини наретка земјаs.
Прочистување на ретки земји
Производствени суровини
Метали од ретки земјигенерално се поделени на мешани метали од ретки земји и единечниметали од ретки земји.Составот на мешаниметали од ретки земјие сличен на оригиналниот состав на ретка земја во рудата, а еден метал е метал одделен и рафиниран од секоја ретка земја.Тешко е да се намалиоксид од ретки земјиs (освен оксидите насамариум,европиум,, тулиум,итербиум) во еден метал користејќи општи металуршки методи, поради нивната висока топлина на формирање и висока стабилност.Затоа, најчесто користените суровини за производство наметали од ретки земјиво денешно време се нивните хлориди и флуориди.
Електролиза на стопена сол
Масовното производство на мешаниметали од ретки земјиво индустријата генерално го користи методот на електролиза на стопена сол.Постојат два методи на електролиза: електролиза на хлорид и електролиза на оксиди.Начинот на подготовка на синглметали од ретки земјиварира во зависност од елементот.самариум,европиум,,тулиум,итербиумне се погодни за електролитичка подготовка поради нивниот висок притисок на пареа, а наместо тоа се подготвуваат со методот на редукција на дестилација.Други елементи може да се подготват со електролиза или метод на термичка редукција на метал.
Електролизата со хлорид е најчестиот метод за производство на метали, особено за мешани метали од ретки земји.Процесот е едноставен, исплатлив и бара минимална инвестиција.Сепак, најголемиот недостаток е ослободувањето на гасот хлор, кој ја загадува животната средина.Оксидната електролиза не ослободува штетни гасови, но цената е малку повисока.Општо земено, високи цени синглретки земјикаконеодимиумипрасеодимиумсе произведуваат со помош на оксидна електролиза.
Методот на електролиза за намалување на вакуум може да подготви само општа индустриска оценкаметали од ретки земји.Да подготвиметали од ретки земјисо ниски нечистотии и висока чистота, генерално се користи методот на вакуумска термичка редукција.Овој метод може да ги произведе сите поединечни метали од ретки земји, носамариум,европиум,,тулиум,итербиумне може да се произведе со овој метод.Редокс потенцијалот насамариум,европиум,,тулиум,итербиума калциумот само делумно се намалуваретка земјафлуор.Генерално, подготовката на овие метали се заснова на принципите на висок парен притисок на овие метали и низок парен притисок наметал лантанс.Оксидите на овие четириретки земјисе мешаат со фрагменти одметал лантанs и компресирана во блокови, и намалена во вакуумска печка.Лантане поактивен, додекасамариум,европиум,,тулиум,итербиумсе сведуваат на злато солантани се собира на кондензација, што го олеснува одвојувањето од згура.
Време на објавување: Ноември-07-2023 година