Ознайомлення з технологіями рідкісної землі
·Рідкісна Земля Is не металевий елемент, а колективний термін для 15 рідкісних елементів землі таітріуміскандію. Тому 17 рідкісних земельних елементів та їх різних сполук мають різне використання, починаючи від хлоридів з чистотою 46% до одноразових оксидів землі таРідкісні земні метализ чистотою 99,9999%. З додаванням споріднених сполук та сумішей існує незліченна кількість рідкісних продуктів. Отже,Рідкісна земляТехнологія також різноманітна на основі відмінностей цих 17 елементів. Однак через те, що рідкісні елементи землі можна розділити на церій іітріумГрупи, засновані на мінеральних характеристиках, процеси видобутку, виплавки та розділення рідкісних мінералів Землі також відносно уніфіковані. Починаючи з початкового видобутку руди, методи поділу, процеси виплавки, методи вилучення та процеси очищення рідкісних земель будуть введені по черзі.
Мінеральна переробка рідкісних земель
· Мінеральна обробка - це механічний процес обробки, який використовує відмінності у фізичних та хімічних властивостях між різними мінералами, що складають руду, використовують різні методи корисної допомоги, процеси та обладнання для збагачення корисних мінералів у руді, видалення шкідливих домішок та відокремлення їх від мінералів банди.
· УРідкісна земляруда видобуті у всьому світі, змістрідкісні оксиди землілише кілька відсотків, а деякі ще нижчі. Для того, щоб задовольнити виробничі вимоги плавання,Рідкісна земляМінерали відокремлюються від мінералів банди та інших корисних мінералів через користь перед виплавкою, щоб збільшити вміст рідкісних оксидів землі та отримати рідкісні концентрати землі, які можуть відповідати вимогам рідкісної металургії землі. Використання рідкісних руд, як правило, застосовує метод флотації, часто доповнений множинними комбінаціями сили тяжіння та магнітного поділу, щоб утворити потік процесу корисного рівня.
ЗРідкісна земляДепозит у шахті Баянебо у внутрішній Монголії - це родовище карбонатного породи заліза доломіту, в основному, що складається з супроводжуючих рідкісних мінералів землі в залізній руді (крім фторуглецевої церерій та моназиту, є також кільканіобійіРідкісна землямінерали).
Екстрактна руда містить близько 30% заліза і близько 5% рідкісних оксидів землі. Після того, як розбиваючи велику руду в шахті, вона транспортується поїздом до корисної установки компанії Baotou Iron and Steel Company. Завдання заводу корисної допомоги - збільшитиFe2O3від 33% до понад 55%, спочатку шліфування та класифікація на конічному кульовому млині, а потім вибирають первинний концентрат заліза 62-65% Fe2O3 (оксид заліза) за допомогою циліндричного магнітного сепаратора. Хвости продовжують зазнавати флотації та магнітного поділу, щоб отримати вторинний концентрат заліза, що містить понад 45%Fe2O3(оксид заліза). Рідкісна Земля збагачується піною флотації, з класом 10-15%. Концентрат можна вибрати за допомогою тремтячої таблиці для отримання грубого концентрату з вмістом REO 30%. Після переробки за допомогою корисного обладнання можна отримати рідкісну земну концентрат із вмістом Reo понад 60%.
Метод розкладання рідкоземельної концентрату
·Рідкісна земляЕлементи в концентратах зазвичай існують у вигляді нерозчинних карбонатів, фторів, фосфатів, оксидів або силікатів. Рідкісні земляні елементи повинні бути перетворені в сполуки, розчинені у воді або неорганічній кислоті за допомогою різних хімічних змін, а потім проходять такі процеси, як розчинення, поділ, очищення, концентрація або прожарювання для отримання різних змішанихРідкісна земляЗ'єднання, такі як змішані рідкісні хлориди Землі, які можна використовувати як продукти або сировина для розділення одиночних рідкісних елементів Землі. Цей процес називаєтьсяРідкісна земляКонцентрат розкладання, також відоме як попередня обробка.
· Існує багато методів розкладанняРідкісна земляКонцентрати, які, як правило, можна розділити на три категорії: метод кислоти, метод лугу та розкладання хлорування. Розкладання кислоти можна додатково розділити на розкладання соляної кислоти, розкладання сірчаної кислоти та розкладання вуглеводної кислоти. Розкладання лугу можна додатково розділити на розкладання гідроксиду натрію, плавлення гідроксиду натрію або методи смаження соди. Відповідний потік процесу, як правило, вибирається на основі принципів типу концентрату, характеристик класу, плану продукту, зручності для відновлення та всебічного використання не рідкісних елементів Землі, користь для гігієни праці та захисту навколишнього середовища та економічної раціональності.
· Хоча виявлено майже 200 рідкісних та дисперсних мінералів елементів, вони не були збагачені в незалежні родовища з промисловим видобутком через їх рідкість. Поки що лише рідкісні незалежнігерманій, селенітелурДепозити були виявлені, але масштаб депозитів не дуже великий.
Виплавки рідкісних земель
· Існує два методи дляРідкісна земляПлавання, гідрометалургія та пірометаллургія.
· Весь процес рідкісної земної гідрометалургії та хімічної металургії металів здебільшого знаходиться в розчині та розчиннику, наприклад, розкладання рідкісного концентрату Землі, поділу та екстракціїрідкісні оксиди землі, сполуки та одиночні рідкісні метали Землі, які використовують процеси хімічного поділу, такі як осадження, кристалізація, окислювальне зниження, вилучення розчинника та обмін іонами. Найпоширеніший метод-це видобуток органічного розчинника, що є універсальним процесом для промислового поділу одиночних рідкісних елементів Землі з високою чистотою. Процес гідрометалургії є складним, а чистота продукту - висока. Цей метод має широкий спектр застосувань у виробництві готової продукції.
Пірометалургійний процес простий і має високу продуктивність.Рідкісна земляПірометаллургія в основному включає виробництворідкісні землі сплавиЗа методом силікотермічного відновлення, виробництво рідкісних металів або сплавів методом розплавленої солі та виробленням виробництварідкісні землі сплавиметодом термічного відновлення металу тощо.
Загальною характеристикою пірометаллургії є виробництво в умовах високої температури.
Рідкісний процес виробництва землі
·Рідкісна землякарбонат ірідкісний хлорид земліє двома основними основними продуктами вРідкісна земляпромисловість. Взагалі кажучи, в даний час існує два основні процеси для виробництва цих двох продуктів. Один із процесів - це концентрований процес обсмажування сірчаної кислоти, а інший процес називається їдким содовим процесом, скороченим як їдкий процес соди.
· Окрім того, що присутній у різних рідкісних мінералах землі, значна частинаРідкісні елементи ЗемліУ природі співіснують з мінералами апатиту та фосфатних порід. Загальні запаси світової фосфатної руди становлять приблизно 100 мільярдів тонн, із середнімРідкісна земляВміст 0,5 ‰. За оцінками, загальна кількістьРідкісна земляПов’язаний з фосфатною рудою у світі становить 50 мільйонів тонн. У відповідь на характеристики низькихРідкісна земляЗміст та статус спеціального виникнення в мінах, були вивчені різні процеси відновлення як на внутрішньому, так і на міжнародному рівні, які можна розділити на вологі та теплові методи. У вологих методах їх можна розділити на метод азотної кислоти, метод соляної кислоти та метод сірчаної кислоти відповідно до різних кислот розкладання. Існують різні способи відновлення рідкісних земель з хімічних процесів фосфору, всі вони тісно пов'язані з методами обробки фосфатної руди. Під час процесу теплового виробництва,Рідкісна земляКоефіцієнт відновлення може досягти 60%.
З безперервним використанням фосфатних порід та переходом до розвитку фосфатної породи низькоякісної мокрої кислоти процес фосфорної кислоти сірчаної кислоти став основним методом у фосфатній хімічній промисловості та відновленнямРідкісні елементи ЗемліУ сірчаній кислоті фосфорна кислота стала дослідницькою точкою. У процесі виробництва фосфорної кислоти мокрого процесу сірчаної кислоти процес боротьби з збагаченням рідкісних земель у фосфорну кислоту, а потім використання органічного екстракції розчинника для вилучення рідкісних земель має більше переваг, ніж рано розвинені методи.
Процес вилучення рідкісної землі
Розчинність сірчаної кислоти
Тербійгрупа (трохи розчинна в сульфатних складних солях) -самарій, Європіум, гадоліній, тербій, диспрозійіголмій;
Ітріумгрупа (розчинна в сульфатних складних солях) -ітріум, Ербій, тюліум, іттербій,лютетійіскандію.
Відокремлення вилучення
СвітлийРідкісна земля(P204 Слабка екстракція кислотності) -лантан,Церій, праземім,неодим, і Promethium;
Середня рідкісна земля (P204 Вилучення низької кислотності)-самарій,Європіум,гадоліній,тербій,диспрозій;
ВажкийРідкісна земляелементи(Вилучення кислотності в P204) -голмій,
Вступ до процесу вилучення
В процесі розділеннярідкісні елементи Землі,Через надзвичайно схожі фізичні та хімічні властивості 17 елементів, а також велику кількість супровідних домішок уРідкісні елементи Землі, процес вилучення відносно складний і зазвичай використовується.
Існує три типи процесів вилучення: покроковий метод, іонний обмін та видобуток розчинника.
Покроковий метод
Метод розділення та очищення з використанням різниці у розчинності сполук у розчинниках називається крок за кроком. Зітріум(Y) долютетій(Lu), єдине розділення між усіма природнимиРідкісні елементи Землі, включаючи радій, виявлений парою Кюрі,
Всі вони відокремлені за допомогою цього методу. Процедура експлуатації цього методу є відносно складною, і єдине розділення всіх рідкісних елементів Землі зайняло понад 100 років, при цьому один розділення та повторна операція досягла 20000 разів. Для хімічних працівників, їх робота
Сила відносно висока, а процес відносно складний. Тому використання цього методу не може створити єдину рідкісну землю у великих кількостях.
Іонний обмін
Дослідницька робота над рідкісними земляними елементами перешкоджала неможливістю створити єдинийРідкісна земляна елементу великих кількостях через покрокові методи. Для аналізуРідкісні елементи ЗемліБули успішно вивчені іонообмінні хроматографії (іонообмінна хроматографія), що міститься в продуктах ядерного поділу та видаляли рідкісні елементи з урану та торію), яку потім використовували для поділуРідкісна земляна елементs. Перевага методу іонообміну полягає в тому, що в одній операції можна розділити кілька елементів. І він також може отримати продукти з високою чистотою. Однак недолік полягає в тому, що його не можна обробляти постійно, з тривалим робочим циклом та високими витратами на регенерацію та обмін смоли. Тому це після того, як основний метод розділення великих кількостей рідкісних земель був звільнений з методу розділення основного потоку та замінено методом вилучення розчинника. Однак, завдяки видатним характеристикам іонообмінної хроматографії у отриманні одноразових продуктів з високою чистотою рідкісних земель, в даний час, щоб виробляти ультрасвисокої чистоти та розділити деякі важкі рідкісні елементи Землі, також необхідно використовувати іонообмінну хроматографію для розділення та виробництва рідкісного продукту Землі.
Видалення розчинника
Метод використання органічних розчинників для вилучення та відокремлення вилученої речовини від не зшвидшного водного розчину називається екстракцією рідини-рідини органічного розчинника, скорочується як екстракція розчинника. Це процес масової передачі, який передає речовини з однієї рідкої фази в іншу. Метод вилучення розчинника застосовувався раніше в нафтохімічній, органічній хімії, фармацевтичній хімії та аналітичній хімії. Однак за останні сорок років, завдяки розвитку атомної енергетичної науки та технології, а також необхідністю виробництва надвиразних речовин та рідкісних елементів, видобуток розчинника досягла великого прогресу в таких галузях, як промисловість ядерного палива та рідкісна металургія. Китай досяг високого рівня досліджень у теорії вилучення, синтезу та застосування нових екстракантів та процес вилучення для рідкісного поділу елементів Землі. Порівняно з методами поділу, такими як класифіковані опади, класифікована кристалізація та іонний обмін, видобуток розчинника має низку переваг, таких як хороший ефект розділення, великі виробничі потужності, зручність для швидкого та безперервного виробництва та простий для досягнення автоматичного контролю. Тому він поступово став основним методом розділення великих кількостейРідкісна земляs.
Рідкісне очищення землі
Виробнича сировина
Рідкісні земні металияк правило, поділяються на змішані рідкісні метали землі та одиночніРідкісні земні метали. Склад змішаногоРідкісні земні металисхожий на первісну рідкісну земну композицію в руді, а один метал - це метал, відокремлений і вдосконалюється з кожної рідкісної землі. Важко зменшитирідкісний оксид ЗемліS (крім оксидівсамарій,Європіум,, тюліум,іттербій) в один метал, що використовує загальні металургійні методи, завдяки їх високій теплі утворення та високої стабільності. Тому часто використовувана сировина для виробництваРідкісні земні металиСьогодні їх хлориди та фториди.
Розплавлений сольовий електроліз
Масове виробництво змішаногоРідкісні земні металиУ промисловості, як правило, використовується метод електролізу розплавленої солі. Існує два методи електролізу: хлоридний електроліз та оксидний електроліз. Метод підготовки одногоРідкісні земні метализмінюється залежно від елемента.самарій,Європіум,,тюліум,іттербійне підходять для електролітичного препарату завдяки високому тиску пари, а натомість готуються за допомогою методу відновлення дистиляції. Інші елементи можна підготувати методом електролізу або металевого термічного відновлення.
Хлоридний електроліз - це найпоширеніший метод вироблення металів, особливо для змішаних рідкісних металів Землі. Процес простий, економічно вигідний і вимагає мінімальних інвестицій. Однак найбільшим недоліком є вивільнення хлорного газу, який забруднює навколишнє середовище. Оксидний електроліз не вивільняє шкідливі гази, але вартість трохи вища. Як правило, самотня цінарідкісні землінаприкладнеодиміпраземімвиробляються за допомогою оксидного електролізу.
Метод електролізу вакууму може лише підготувати загальний промисловий класРідкісні земні метали. ПідготуватисяРідкісні земні металиПри низьких домішках та високій чистоті зазвичай використовується метод термічного відновлення вакууму. Цей метод може створити всі окремі рідкісні метали Землі, алесамарій,Європіум,,тюліум,іттербійНеможливо виробляти за допомогою цього методу. Окислювально -відновлювально потенціалсамарій,Європіум,,тюліум,іттербійі кальцій лише частково зменшуєРідкісна земляфтор. Як правило, підготовка цих металів ґрунтується на принципах високого тиску пари цих металів та низького тиску париЛантанський металs. Оксиди цих чотирьохрідкісні землізмішуються з фрагментамиЛантанський металS і стискається в блоки та зменшується у вакуумній печі.Лантанє більш активним, покисамарій,Європіум,,тюліум,іттербійзменшуються до золоталантані зібраний на конденсації, що полегшує відокремлення від шлаку.
Час посади: листопад-07-2023