Įvadas į retųjų žemės pramonės technologijas
·Retas žemė is ne metalinis elementas, o kolektyvinis terminas, skirtas 15 retųjų žemės elementų iryttriumirSkandis. Todėl 17 retų žemės elementų ir įvairių jų junginių naudojami įvairūs, pradedant chloridais, kurių grynumas yra 46% iki pavienių retų žemės oksidų irRetos žemės metalaisu grynumu 99,9999%. Pridėjus susijusių junginių ir mišinių, yra daugybė retųjų žemės produktų. TaigiRetas žemėTechnologija taip pat yra įvairi, remiantis šių 17 elementų skirtumais. Tačiau dėl to, kad reto žemės elementus galima suskirstyti į cerį iryttriumGrupės, pagrįstos mineralinių charakteristikomis, retųjų žemių mineralų kasybos, lydymosi ir atskyrimo procesais, taip pat yra gana vieningos. Pradedant nuo pradinės rūdos kasybos, atskyrimo metodai, lydymosi procesai, ekstrahavimo metodai ir retųjų žemių gryninimo procesai bus įvesti po vieną.
Mineralinis retųjų žemių apdorojimas
· Mineralų apdorojimas yra mechaninio apdorojimo procesas, kuriame naudojami įvairių mineralų, kurie sudaro rūdą, fizinių ir cheminių savybių skirtumus, naudoja skirtingus naudos metodus, procesus ir įrangą, kad pasinaudotų naudingų mineralų rūda, pašalina kenksmingas priemaišas ir atskirkite juos nuo Gangue mineralų.
·Retas žemėrūdos buvo iškastos visame pasaulyje, turinysRetos žemės oksidaiyra tik keli procentai, o kai kurie dar mažesni. Siekiant patenkinti lydymo gamybos reikalavimus,Retas žemėMineralai yra atskirti nuo Gangue mineralų ir kitų naudingų mineralų, naudojant naudą prieš pradedant plyšimą, siekiant padidinti retųjų žemės oksidų kiekį ir gauti retųjų žemės koncentratų, kurie gali atitikti retos žemės metalurgijos reikalavimus. Retųjų Žemės rūdų nauda paprastai naudoja flotacijos metodą, dažnai papildytą keliais sunkio ir magnetinio atskyrimo deriniais, kad sudarytų naudos proceso srautą.
Retas žemėIndėlis į Baiyunebo kasyklą Vidinėje Mongolijoje yra geležies dolomito karbonato uolienų telkinys, kurį daugiausia sudaro lydintys retos žemės mineralai geležies rūdoje (be fluorokarboninės cerio rūdos ir monazito, taip pat yra keletas.niobiumirRetas žemėmineralai).
Ištrauktoje rūdoje yra apie 30% geležies ir apie 5% retųjų žemės oksidų. Po to, kai kasykloje ji sutraiškė didelę rūdą, traukiniu gabenama į Baotou geležies ir plieno grupių naudos gamyklą. Naudos gavybos užduotis yra padidintiFe2O3Nuo 33% iki daugiau nei 55%, pirmiausia šlifuojant ir klasifikuojant ant kūgio rutulinio malūno, o tada pasirenkant pirminį geležies koncentratą 62–65% Fe2O3 (()).Geležies oksidas) Naudojant cilindrinį magnetinį separatorių. Užduotys ir toliau vyksta flotacijos ir magnetinio atskyrimo, kad būtų gautas antrinis geležies koncentratas, kuriame yra daugiau kaip 45%Fe2O3(geležies oksidas). Retoji žemė praturtinta flotavimo putomis, kurių laipsnis yra 10–15%. Koncentratą galima pasirinkti naudojant drebėjimo lentelę, kad būtų sukurtas šiurkštus koncentratas, kurio REO kiekis yra 30%. Po naudos gavybos įrangos perdirbimo, galima gauti retos žemės koncentratą su daugiau kaip 60% REO kiekiu.
Retosios žemės koncentrato skilimo metodas
·Retas žemėElementai koncentratuose paprastai būna netirpių karbonatų, fluoridų, fosfatų, oksidų ar silikatų pavidalu. Retųjų žemės elementai turi būti paversti junginiais, tirpiais vandenyje arba neorganinės rūgštys, atliekant įvairius cheminius pokyčius, o po to atliekant tokius procesus kaip tirpimas, atskyrimas, apsivalymas, koncentracija ar kalcinavimas, kad būtų galima gauti įvairių sumaišytųRetas žemėJunginiai, tokie kaip mišrios retos žemės chloridai, kurie gali būti naudojami kaip produktai ar žaliavos, skirtos atskirti pavienius retos žemės elementus. Šis procesas vadinamasRetas žemėkoncentrato skilimas, dar žinomas kaip išankstinis gydymas.
· Yra daugybė suyrymo būdųRetas žemėKoncentratai, kuriuos paprastai galima suskirstyti į tris kategorijas: rūgšties metodas, šarminio metodo ir chlorinimo skilimas. Rūgščių skilimą galima dar labiau suskirstyti į druskos rūgšties skilimą, sieros rūgšties skilimą ir hidrofluoro rūgšties skilimą. Šarmų skilimą galima toliau suskirstyti į natrio hidroksido skilimą, natrio hidroksido lydymosi ar sodos skrudinimo metodus. Tinkamas proceso srautas paprastai pasirenkamas remiantis koncentrato tipo, pažymių charakteristikų, produkto plano, patogumo atkūrimui ir visapusiškam ne retųjų Žemės elementų naudojimui, nauda darbo higienai ir aplinkos apsaugai bei ekonominiam racionalumui.
· Nors buvo nustatyta beveik 200 retų ir išsklaidytų elementų mineralų, jie nebuvo praturtinti nepriklausomais indėliais su pramonine kasyba dėl jų retenybės. Iki šiol tik retas nepriklausomasgermanis, selenas, irTelluriumNustatytos nuosėdos, tačiau telkinių skalė nėra labai didelė.
Retųjų žemių lydymas
· Yra du metodaiRetas žemėlydymas, hidrometalurgija ir pirometalurgija.
· Visas retos žemės hidrometalurgijos ir metalo cheminės metalurgijos procesas dažniausiai yra tirpale ir tirpiklyje, pavyzdžiui, retos žemės koncentrato, atskyrimo ir ekstrahavimo skilimo, atskyrimas ir ekstrahavimasRetos žemės oksidai, junginiai ir pavieniai retųjų žemės metalai, kuriuose naudojami cheminio atskyrimo procesai, tokie kaip krituliai, kristalizacija, oksidacijos mažinimas, tirpiklio ekstrahavimas ir jonų mainai. Dažniausiai naudojamas metodas yra organinis tirpiklio ekstrahavimas, kuris yra universalus procesas, skirtas pramoniniam aukšto gryno vienkartinio retųjų žemės elementų atskyrimui. Hidrometalurgijos procesas yra sudėtingas, o produkto grynumas yra didelis. Šis metodas turi platų programų spektrą gaminant gatavus produktus.
Pirometalurginis procesas yra paprastas ir turi aukštą produktyvumą.Retas žemėPirometalurgija daugiausia apima gamybąRetos žemės lydiniaiTaikant silikoterminio redukcijos metodą, retųjų žemių metalų arba lydinių gamybą išlydytos druskos elektrolizės metodu ir gamybai gaminti ir gamintiRetos žemės lydiniaimetalo šiluminio redukcijos metodu ir kt.
Bendra pirometalurgijos savybė yra gamyba aukštos temperatūros sąlygomis.
Retas žemės gamybos procesas
·Retas žemėkarbonatas irRetas žemės chloridasyra du pagrindiniai pagrindiniai produktaiRetas žemėpramonė. Apskritai, šiuo metu yra du pagrindiniai šių dviejų produktų gamybos procesai. Vienas procesas yra koncentruotos sieros rūgšties skrudinimo procesas, o kitas procesas vadinamas kaustinės sodos procesu, sutrumpintu kaip kaustinės sodos procesas.
· Be toRetos žemės elementaiGamtoje egzistuoja kartu su apatitu ir fosfato uolienų mineralais. Bendros pasaulio fosfato rūdos atsargos yra maždaug 100 milijardų tonų, o vidutinis - vidutiniškaiRetas žemė0,5 ‰ kiekis. Manoma, kad bendra sumaRetas žemėSusijusi su fosfato rūda pasaulyje yra 50 milijonų tonų. Reaguodamas į žemos savybesRetas žemėTurinys ir speciali įvykio būklė minose buvo tiriami įvairūs atkūrimo procesai tiek vidaus, tiek tarptautiniu mastu, kuriuos galima suskirstyti į šlapius ir šiluminius metodus. Drėgnais metodais juos galima suskirstyti į azoto rūgšties metodą, druskos rūgšties metodą ir sieros rūgšties metodą pagal skirtingas skilimo rūgštis. Yra įvairių būdų, kaip iš fosforo cheminių procesų atkurti retą žemę, kurios visi yra glaudžiai susiję su fosfato rūdos apdorojimo metodais. Šilumos gamybos proceso metuRetas žemėAtkūrimo procentas gali pasiekti 60%.
Nuolatiniam fosfato uolienų išteklių panaudojimui ir pereinant prie žemos kokybės fosfato uolienų vystymosi, sieros rūgšties drėgno proceso fosforo rūgšties procesas tapo pagrindiniu fosfato chemijos pramonės metodu, o atkūrimas-atgaivinimasRetos žemės elementaiSieros rūgšties šlapio proceso fosforo rūgštis tapo tyrimų tašku. Sieros rūgšties drėgno proceso fosforo rūgšties gamybos procese, retųjų žemių praturtinimo fosforo rūgšties praturtinimo procesas, o po to naudojant organinį tirpiklio ekstrahavimą retoms žemėms išgauti turi daugiau privalumų nei ankstyvojo išsivysčiusių metodų.
Retas Žemės gavybos procesas
Sieros rūgšties tirpumas
CerisGrupė (netirpi sulfatų komplekso druskose) -Lanthanum, ceris, Praseodimium, neodimis, ir prometėjas;
TerbiumGrupė (šiek tiek tirpsta sulfato sudėtingose druskose) - -Samariumas, Europium, Gadolinium, terbium, disprozė, irHolmis;
YttriumGrupė (tirpi sulfato komplekso druskose) - -yttrium, Erbium, Thulium, ytterbium,liuteum, irSkandis.
Ekstrahavimo atskyrimas
LengvasRetas žemė(P204 silpnas rūgštingumo ekstrahavimas) -LanthanumArceris, PraseodimiumArneodimis, ir prometėjas;
Vidurinė reta žemė (p204 mažo rūgštingumo ekstrahavimas)-SamariumasArEuropiumArGadoliniumArterbiumArdisprozė;
SunkusRetas žemėelementai(rūgštingumo ekstrahavimas p204) -HolmisAr
Įvadas į gavybos procesą
Atskyrimo proceseretųjų žemės elementai,Dėl ypač panašių 17 elementų fizinių ir cheminių savybių, taip pat ir lydinčių priemaišų gausosRetos žemės elementai, ekstrahavimo procesas yra gana sudėtingas ir dažniausiai naudojamas.
Yra trys ekstrahavimo procesų tipai: žingsnis po žingsnio metodas, jonų mainų ir tirpiklių ekstrahavimas.
Žingsnis po žingsnio metodas
Atskyrimo ir gryninimo metodas naudojant junginių tirpumo skirtumą tirpikliuose yra vadinamas žingsnis po žingsnio metodu. Nuoyttrium(Y) įliuteum(Lu), vienas atskirtis tarp visų natūraliai atsirandančiųRetos žemės elementai, įskaitant radiją, kurią atrado „Curie“ pora,
Jie visi yra atskirti naudojant šį metodą. Šio metodo darbo procedūra yra gana sudėtinga, o visų retųjų žemės elementų atskyrimas užtruko daugiau nei 100 metų, o vienas atskyrimas ir pakartotinis operacija buvo 20000 kartų. Chemijos darbuotojams jų darbas
Stiprumas yra palyginti didelis, o procesas yra gana sudėtingas. Todėl naudojant šį metodą dideliais kiekiais negali būti pagaminta viena reta žemė.
Jonų mainai
Tyrimo darbus su retųjų žemių elementais kliudė nesugebėjimas gaminti vienoRetas žemės elementasDideliais kiekiais naudojant žingsnis po žingsnio metodus. Norėdami išanalizuotiRetos žemės elementaiNutrauktas branduolio dalijimosi produktuose ir pašalinkite retųjų žemės elementus iš urano ir torio, buvo sėkmingai ištirtas jonų mainų chromatografija (jonų mainų chromatografija), kuri vėliau buvo naudojama atskirti atskyrimąRetas žemės elementass. Jonų mainų metodo pranašumas yra tas, kad vienoje operacijoje galima atskirti kelis elementus. Tai taip pat gali gauti didelio grynumo produktus. Tačiau trūkumas yra tas, kad jo negalima nuolat apdoroti, turint ilgą veiklos ciklą ir dideles dervos regeneracijos ir mainų išlaidas. Todėl šis, kai pagrindinis būdas atskirti didelius retųjų žemių kiekius buvo atskiriamas nuo pagrindinio atskyrimo metodo, ir pakeistas tirpiklio ekstrahavimo metodu. Tačiau dėl išskirtinių jonų mainų chromatografijos charakteristikų, gaunant aukšto grynumo pavienius retųjų žemės produktus, šiuo metu, kad būtų pagamintas ypač aukšto grynumo pavieniai produktai ir atskirti keletą sunkių retų žemės elementų, taip pat reikia naudoti jonų mainų chromatografiją, kad būtų galima atskirti ir gaminti retą žemės produktą.
Tirpiklio ekstrahavimas
Organinių tirpiklių naudojimo metodas ekstrahuotai medžiagai išgauti ir atskirti nuo nesimausto vandeninio tirpalo vadinamas organiniu tirpikliu skysčio-skysčio ekstrahavimu, sutrumpintu kaip tirpiklio ekstrakcija. Tai yra masinio perdavimo procesas, perkeliantis medžiagas iš vienos skysčio fazės į kitą. Tirpiklio ekstrahavimo metodas anksčiau buvo naudojamas naftos chemijos, organinės chemijos, farmacijos chemijos ir analitinės chemijos. Tačiau per pastaruosius keturiasdešimt metų dėl atominės energijos mokslo ir technologijos vystymosi, taip pat poreikio gaminti ultrapūruotas medžiagas ir retus elementus, tirpiklio gavyba padarė didelę pažangą tokiose pramonės šakose kaip branduolinių degalų pramonė ir reta metalurgija. Kinija pasiekė aukštą ekstrahavimo teorijos tyrimų lygį, naujų ekstraktų sintezę ir pritaikymą bei ekstrahavimo procesą retųjų Žemės elementų atskyrimui. Palyginti su atskyrimo metodais, tokiais kaip krituliai, kristalizavimas ir jonų mainai, tirpiklio ekstrahavimas turi daugybę pranašumų, tokių kaip geras atskyrimo efektas, didelis gamybos pajėgumas, patogumas greitam ir nepertraukiamam gamybai ir lengvai pasiekiamą automatinę valdymą. Todėl jis pamažu tapo pagrindiniu metodu atskirti didelius kiekiusRetas žemės.
Retas žemės valymas
Gamybos žaliavos
Retos žemės metalaipaprastai yra suskirstyti į mišrius retųjų žemių metalus ir pavieniusRetos žemės metalai. Mišrios kompozicijaRetos žemės metalaiyra panašus į originalią retos žemės kompoziciją rūdoje, o vienas metalas yra metalas, atskirtas ir rafinuotas nuo kiekvienos retos žemės. Sunku sumažintiRetas žemės oksidass (išskyrus oksidusSamariumasArEuropium,, ThuliumArytterbium) į vieną metalą, naudojant bendruosius metalurgijos metodus, dėl didelio susidarymo ir didelio stabilumo. Todėl dažniausiai naudojamos žaliavos gamintiRetos žemės metalaiŠiais laikais yra jų chloridai ir fluoridai.
Išlydyta druskos elektrolizė
Masinė mišrios gamybosRetos žemės metalaiPramonėje paprastai naudojamas išlydytos druskos elektrolizės metodas. Yra du elektrolizės metodai: chlorido elektrolizė ir oksido elektrolizė. Vieno paruošimo metodasRetos žemės metalaikinta priklausomai nuo elemento.SamariumasArEuropium,,ThuliumArytterbiumnėra tinkami elektrolitiniam paruošimui dėl didelio garų slėgio, o vietoj to yra paruošti naudojant redukcijos distiliavimo metodą. Kitus elementus galima paruošti elektrolizės ar metalo šiluminio redukcijos metodu.
Chlorido elektrolizė yra labiausiai paplitęs metalų gamybos būdas, ypač mišriems retųjų žemių metalams. Procesas yra paprastas, ekonomiškas ir reikalauja minimalių investicijų. Tačiau didžiausias trūkumas yra chloro dujų, kurios užteršia aplinką, išsiskyrimas. Oksido elektrolizė neišskiria kenksmingų dujų, tačiau kaina yra šiek tiek didesnė. Paprastai brangiai kainuoja vienišiRetos žemėstokių kaipneodimisirPraseodimiumgaminami naudojant oksido elektrolizę.
Vakuumo redukcijos elektrolizės metodas gali paruošti tik bendrą pramoninį laipsnįRetos žemės metalai. PasiruoštiRetos žemės metalaiEsant mažai priemaišų ir dideliam grynumui, paprastai naudojamas vakuuminio šiluminio redukcijos metodas. Šis metodas gali gaminti visus retųjų žemių metalus, betSamariumasArEuropium,,ThuliumArytterbiumNegalima gaminti šiuo metodu. Redokso potencialasSamariumasArEuropium,,ThuliumArytterbiumir kalcis tik iš dalies sumažinaRetas žemėFluoras. Paprastai šių metalų paruošimas grindžiamas šių metalų didelio garų slėgio principais ir žemu garų slėgiuLanthanum metalass. Šių keturių oksidųRetos žemėsyra sumaišyti su fragmentaisLanthanum metalasS ir suspausta į blokus ir sumažėjo vakuuminėje krosnyje.Lanthanumyra aktyvesnis, oSamariumasArEuropium,,ThuliumArytterbiumyra sumažintos iki auksoLanthanumir surinkta kondensacija, todėl lengvai atskirti nuo šlako.
Pašto laikas: 2012 m. Lapkričio-07 d