Introduzzjoni għat-Teknoloġija tal-Industrija tad-Dinja Rari
·Art rari iMhux element metalliku, iżda terminu kollettiv għal 15-il element rari tad-dinja uyttriumuSkandju- Għalhekk, is-17-il element rari tad-dinja u l-komposti varji tagħhom għandhom użi varji, li jvarjaw minn kloruri b'purità ta '46% għal ossidi ta' art rari singoli uMetalli tad-Dinja rarib'purità ta '99 .9999%. Biż-żieda ta 'komposti u taħlitiet relatati, hemm għadd ta' prodotti tad-dinja rari. Allura,art rariIt-teknoloġija hija wkoll diversa abbażi tad-differenzi ta 'dawn is-17-il element. Madankollu, minħabba l-fatt li elementi tad-dinja rari jistgħu jinqasmu f'ċerju uyttriumGruppi bbażati fuq il-karatteristiċi minerali, il-proċessi tal-minjieri, it-tidwib, u s-separazzjoni ta 'minerali tad-dinja rari huma wkoll relattivament unifikati. Tibda mill-minjieri inizjali tal-minerali, il-metodi ta 'separazzjoni, il-proċessi ta' tidwib, metodi ta 'estrazzjoni, u proċessi ta' purifikazzjoni ta 'art rari se jiġu introdotti wieħed wieħed.
Ipproċessar minerali ta 'art rari
· L-ipproċessar tal-minerali huwa proċess ta 'proċessar mekkaniku li juża d-differenzi fil-proprjetajiet fiżiċi u kimiċi bejn diversi minerali li jiffurmaw il-minerali, juża metodi, proċessi, u tagħmir ta' benefiċjar differenti biex jarrikkixxi minerali utli fil-minerali, ineħħi l-impuritajiet ta 'ħsara, u jisseparahom mill-minerali tal-gangue.
· Fil-art rariminerali mminat mad-dinja kollha, il - kontenut ta 'Ossidi rari tad-dinjahuwa biss ftit fil-mija, u xi wħud saħansitra aktar baxxi. Sabiex tissodisfa r-rekwiżiti tal-produzzjoni tat-tidwib,art rariIl-minerali huma separati mill-minerali tal-gangue u minerali utli oħra permezz tal-benefiċjarja qabel it-tidwib, sabiex jiżdied il-kontenut ta 'ossidi tad-dinja rari u jiksbu konċentrati rari tad-Dinja li jistgħu jissodisfaw ir-rekwiżiti tal-metallurġija rari tad-Dinja. Il-benefiċjarju ta 'minerali tad-dinja rari ġeneralment jadotta metodu ta' flotazzjoni, ħafna drabi supplimentat minn kombinazzjonijiet multipli ta 'gravità u separazzjoni manjetika biex jifforma fluss ta' proċess ta 'benefiċjarju.
Ilart rariId-depożitu fil-minjiera ta 'Baiyunebo fil-Mongolja ta' ġewwa huwa depożitu tat-tip tal-blat tal-karbonat ta 'dolomit tal-ħadid, magħmul prinċipalment minn minerali tad-dinja rari fil-minerali tal-ħadid (minbarra l-minerali taċ-ċerju tal-fluworokarbon u l-monazite, hemm ukoll diversiNiobiumuart rariminerali).
Il-mineral estratt fih madwar 30% ħadid u madwar 5% ossidi rari tad-dinja. Wara li tfarrak il-minerali l-kbira fil-minjiera, din tiġi ttrasportata bil-ferrovija lejn l-impjant ta 'benefiċjarju tal-Kumpanija tal-Ħadid u l-Azzar tal-Baotou. Il-kompitu tal-impjant tal-benefiċjarji huwa li tiżdiedFe2O3Minn 33% għal aktar minn 55%, l-ewwel tħin u gradazzjoni fuq mitħna tal-ballun koniku, u mbagħad tagħżel konċentrat tal-ħadid primarju ta '62 -65% Fe2O3 (ossidu tal-ħadid) Uża separatur manjetiku ċilindriku. It-tailings ikomplu jgħaddu minn flotazzjoni u separazzjoni manjetika biex jinkiseb konċentrat sekondarju tal-ħadid li fih aktar minn 45%Fe2O3(ossidu tal-ħadid). Dinja rari hija arrikkita fir-ragħwa tal-flotazzjoni, bi grad ta '10 -15%. Il-konċentrat jista 'jintgħażel bl-użu ta' tabella li tħawwad biex tipproduċi konċentrat oħxon b'kontenut ta 'REO ta' 30%. Wara li jkun ipproċessat mill-ġdid minn tagħmir ta 'benefiċjarju, jista' jinkiseb konċentrat ta 'art rari b'kontenut ta' REO ta 'aktar minn 60%.
Metodu ta 'dekompożizzjoni ta' konċentrat rari tad-dinja
·Art rariElementi fil-konċentrati ġeneralment jeżistu fil-forma ta 'karbonati li ma jinħallux, fluworidi, fosfati, ossidi, jew silikati. Elementi rari tad-Dinja għandhom jiġu kkonvertiti f'komposti li jinħallu fl-ilma jew aċidi inorganiċi permezz ta 'diversi bidliet kimiċi, u mbagħad jgħaddu minn proċessi bħal dissoluzzjoni, separazzjoni, purifikazzjoni, konċentrazzjoni, jew kalċinazzjoni biex jipproduċu diversi mħalltaart rariKomposti bħal kloruri tad-dinja rari mħallta, li jistgħu jintużaw bħala prodotti jew materja prima għas-separazzjoni ta 'elementi ta' art rari waħda. Dan il-proċess jissejjaħart rariKonċentrat dekompożizzjoni, magħrufa wkoll bħala trattament minn qabel.
· Hemm ħafna metodi għad-dekompożizzjoniart rarikonċentrati, li jistgħu ġeneralment jinqasmu fi tliet kategoriji: metodu aċidu, metodu alkali, u dekompożizzjoni tal-klorinazzjoni. Id-dekompożizzjoni tal-aċidu tista 'tinqasam aktar f'dekompożizzjoni ta' aċidu idrokloriku, dekompożizzjoni ta 'aċidu sulfuriku, u dekompożizzjoni ta' aċidu idrofluworiku. Id-dekompożizzjoni tal-alkali tista 'tinqasam aktar f'dekompożizzjoni ta' idrossidu tas-sodju, tidwib ta 'idrossidu tas-sodju, jew metodi ta' inkaljar tas-soda. Il-fluss tal-proċess xieraq huwa ġeneralment magħżul abbażi tal-prinċipji tat-tip konċentrat, il-karatteristiċi tal-grad, il-pjan tal-prodott, il-konvenjenza għall-irkupru u l-użu komprensiv ta 'elementi tad-dinja mhux rari, benefiċċju għall-iġjene tax-xogħol u l-protezzjoni ambjentali, u r-razzjonalità ekonomika.
· Għalkemm kważi 200 minerali ta 'element rari u mxerrda ġew skoperti, ma ġewx arrikkiti f'depożiti indipendenti ma' minjieri industrijali minħabba r-rarità tagħhom. S’issa, indipendenti biss rariĠermanja, Selenju, uTelluriumId-depożiti ġew skoperti, iżda l-iskala tad-depożiti mhix kbira ħafna.
Tidwib ta 'art rari
· Hemm żewġ metodi għalart raritidwib, idrometallurġija u pirometallurġija.
· Il-proċess kollu ta 'idrometallurġija rari tad-dinja u metallurġija kimika tal-metall huwa l-aktar f'soluzzjoni u solvent, bħad-dekompożizzjoni ta' konċentrat rari tad-Dinja, separazzjoni u estrazzjoni ta 'Ossidi rari tad-dinja, komposti, u metalli rari tad-dinja singoli, li jużaw proċessi ta 'separazzjoni kimika bħal preċipitazzjoni, kristallizzazzjoni, tnaqqis ta' ossidazzjoni, estrazzjoni tas-solvent, u skambju ta 'joni. L-iktar metodu użat komunement huwa l-estrazzjoni tas-solvent organiku, li huwa proċess universali għas-separazzjoni industrijali ta 'elementi tad-Dinja rari ta' purità għolja. Il-proċess ta 'idrometallurġija huwa kumpless u l-purità tal-prodott hija għolja. Dan il-metodu għandu firxa wiesgħa ta 'applikazzjonijiet fil-produzzjoni ta' prodotti lesti.
Il-proċess pirometallurġiku huwa sempliċi u għandu produttività għolja.Art rariPirometallurġija tinkludi prinċipalment il-produzzjoni ta 'Ligi tad-Dinja raripermezz ta 'metodu ta' tnaqqis tas-silikotermiku, il-produzzjoni ta 'metalli tad-dinja rari jew ligi permezz ta' metodu ta 'elettrolisi tal-melħ imdewweb, u l-produzzjoni ta'Ligi tad-Dinja rariPermezz tal-metodu ta 'tnaqqis termali tal-metall eċċ.
Il-karatteristika komuni tal-pirometallurġija hija l-produzzjoni f'kundizzjonijiet ta 'temperatura għolja.
Proċess ta 'Produzzjoni ta' Dinja Rari
·Art rarikarbonat uKloridu rari tad-Dinjahuma ż-żewġ prodotti primarji ewlenin fil -art rariindustrija. B'mod ġenerali, bħalissa hemm żewġ proċessi ewlenin għall-produzzjoni ta 'dawn iż-żewġ prodotti. Proċess wieħed huwa l-proċess ta 'inkaljar tal-aċidu sulfuriku kkonċentrat, u l-proċess l-ieħor jissejjaħ il-proċess tas-soda kawstika, imqassar bħala l-proċess tas-soda kawstika.
· Minbarra li huwa preżenti f'diversi minerali rari tad-dinja, porzjon sinifikanti ta 'Elementi rari tad-DinjaFin-natura tikkoeżisti mal-minerali tal-blat apatite u tal-fosfat. Ir-riservi totali tal-minerali tal-fosfat tad-dinja huma madwar 100 biljun tunnellata, b'medjaart rariKontenut ta '0.5 ‰. Huwa stmat li l - ammont totali ta 'art rariAssoċjat ma 'minerali tal-fosfat fid-dinja huwa 50 miljun tunnellata. Bi tweġiba għall-karatteristiċi ta 'baxxart rariKontenut u status ta 'okkorrenza speċjali fil-minjieri, diversi proċessi ta' rkupru ġew studjati kemm domestikament kif ukoll internazzjonalment, li jistgħu jinqasmu f'metodi mxarrbin u termali. F'metodi mxarrba, jistgħu jinqasmu f'metodu ta 'aċidu nitriku, metodu ta' aċidu idrokloriku, u metodu ta 'aċidu sulfuriku skond l-aċidi ta' dekompożizzjoni differenti. Hemm diversi modi kif tirkupra art rari minn proċessi kimiċi tal-fosfru, li kollha huma relatati mill-qrib mal-metodi ta 'proċessar ta' minerali tal-fosfat. Matul il - proċess ta 'produzzjoni termali,art rariIr-rata ta 'rkupru tista' tilħaq 60%.
Bl-użu kontinwu tar-riżorsi tal-blat tal-fosfat u l-bidla lejn l-iżvilupp ta 'blat fosfat ta' kwalità baxxa, il-proċess tal-aċidu fosforiku tal-aċidu sulfuriku sar il-metodu mainstream fl-industrija kimika tal-fosfat, u l-irkupru ta 'Elementi rari tad-DinjaFl-aċidu sulfuriku tal-proċess imxarrab l-aċidu fosforiku sar hotspot ta 'riċerka. Fil-proċess ta 'produzzjoni ta' proċess ta 'aċidu sulfuriku mxarrab mill-aċidu fosforiku, il-proċess ta' kontroll tal-arrikkiment ta 'art rari fl-aċidu fosforiku u mbagħad bl-użu ta' estrazzjoni ta 'solvent organiku biex jiġi estratt art rari għandu aktar vantaġġi minn metodi żviluppati kmieni.
Proċess ta 'Estrazzjoni ta' Dinja Rari
Solubilità tal-aċidu sulfuriku
CeriumGrupp (li ma jinħallx fl-imluħa kumplessi tas-sulfat) -Lanthanum, cerium, Praseodymium, Neodymium, u Promethium;
TerbijuGrupp (kemmxejn solubbli fl-imluħa kumplessi tas-sulfat) -Samarium, Europium, gadolinium, terbiju, disprosju, uHolmium;
YttriumGrupp (Solubbli fil-Melħ Kumpless tas-Sulfat) -yttrium, erbium, thulium, ytterbium,Lutetium, uSkandju.
Separazzjoni ta 'estrazzjoni
Dawlart rari(P204 Estrazzjoni ta 'Aċidità Dgħajfa) -Lanthanum,cerium, Praseodymium,Neodymium, u Promethium;
Dinja rari tan-nofs (p204 estrazzjoni baxxa ta 'aċidità) -Samarium,Europium,gadolinium,terbiju,disprosju;
Introduzzjoni għall-proċess ta 'estrazzjoni
Fil-proċess tas-separazzjonielementi rari tad-dinja,minħabba l-proprjetajiet fiżiċi u kimiċi estremament simili ta '17 -il element, kif ukoll l-abbundanza ta 'impuritajiet li jakkumpanjawElementi rari tad-Dinja, il-proċess ta 'estrazzjoni huwa relattivament kumpless u użat komunement.
Hemm tliet tipi ta 'proċessi ta' estrazzjoni: metodu pass pass, skambju ta 'joni, u estrazzjoni tas-solvent.
Metodu pass pass
Il-metodu ta 'separazzjoni u purifikazzjoni bl-użu tad-differenza fis-solubilità ta' komposti f'solventi jissejjaħ il-metodu pass pass. Minnyttrium(Y) saLutetium(Lu), separazzjoni waħda bejn kollha li jseħħu b'mod naturaliElementi rari tad-Dinja, inkluż radju skopert mill-koppja Curie,
Dawn huma kollha separati bl-użu ta 'dan il-metodu. Il-proċedura operattiva ta 'dan il-metodu hija relattivament kumplessa, u s-separazzjoni unika ta' l-elementi tad-Dinja rari ħadet aktar minn 100 sena, b'separazzjoni waħda u tħaddim ripetut li tilħaq 20000 darba. Għal ħaddiema kimiċi, xogħolhom
Is-saħħa hija relattivament għolja u l-proċess huwa relattivament kumpless. Għalhekk, l-użu ta 'dan il-metodu ma jistax jipproduċi art rari waħda fi kwantitajiet kbar.
Skambju tal-joni
Ix-xogħol ta 'riċerka fuq elementi ta' art rari ġie mfixkel mill-inkapaċità li tipproduċi waħdaelement tad-dinja rariFi kwantitajiet kbar permezz ta 'metodi pass b'pass. Sabiex tanalizzaElementi rari tad-Dinjali tinsab fi prodotti ta 'fissjoni nukleari u neħħi l-elementi tad-dinja rari mill-uranju u t-torju tat-torografija tal-iskambju tal-joni (kromatografija tal-iskambju tal-joni) ġiet studjata b'suċċess, li mbagħad intużat għas-separazzjoni ta'element tad-dinja raris Il-vantaġġ tal-metodu ta 'skambju ta' joni huwa li elementi multipli jistgħu jiġu separati f'operazzjoni waħda. U jista 'wkoll jikseb prodotti ta' purità għolja. Madankollu, l-iżvantaġġ huwa li ma jistax jiġi pproċessat kontinwament, b'ċiklu operattiv twil u spejjeż għoljin għar-riġenerazzjoni u l-iskambju tar-reżina. Għalhekk, dan ladarba l-metodu ewlieni għas-separazzjoni ta 'ammonti kbar ta' art rari ġie rtirat mill-metodu ta 'separazzjoni mainstream u mibdul bil-metodu ta' estrazzjoni tas-solvent. Madankollu, minħabba l-karatteristiċi pendenti tal-kromatografija tal-iskambju tal-joni fil-kisba ta 'prodotti tad-Dinja rari ta' purità għolja, bħalissa, sabiex jipproduċu prodotti singoli ta 'purità ultra-għolja u jisseparaw xi elementi ta' art rari tqal, huwa wkoll meħtieġ li tuża kromatografija ta 'skambju ta' joni biex tissepara u tipproduċi prodott rari tad-Dinja.
Estrazzjoni tas-solvent
Il-metodu ta 'l-użu ta' solventi organiċi biex jiġi estratt u separati s-sustanza estratta minn soluzzjoni milwiema li ma titqaxxarx tissejjaħ estrazzjoni ta 'likwidu likwidu tas-solvent organiku, imqassar bħala estrazzjoni tas-solvent. Huwa proċess ta 'trasferiment tal-massa li jittrasferixxi sustanzi minn fażi likwida għal oħra. Il-metodu ta 'estrazzjoni tas-solvent ġie applikat aktar kmieni fil-kimika petrokimika, organika, kimika farmaċewtika, u kimika analitika. Madankollu, fl-aħħar erbgħin sena, minħabba l-iżvilupp tax-xjenza u t-teknoloġija tal-enerġija atomika, kif ukoll il-ħtieġa għall-produzzjoni ta 'sustanzi ultrapure u elementi rari, l-estrazzjoni tas-solvent għamlet progress kbir f'industriji bħall-industrija tal-fjuwil nukleari u metallurġija rari. Iċ-Ċina kisbet livell għoli ta 'riċerka fit-teorija tal-estrazzjoni, is-sinteżi u l-applikazzjoni ta' estrattanti ġodda, u l-proċess ta 'estrazzjoni għas-separazzjoni tal-elementi tad-dinja rari. Meta mqabbel ma 'metodi ta' separazzjoni bħal preċipitazzjoni gradata, kristallizzazzjoni gradata, u skambju ta 'joni, l-estrazzjoni tas-solvent għandha serje ta' vantaġġi bħal effett ta 'separazzjoni tajjeb, kapaċità kbira ta' produzzjoni, konvenjenza għal produzzjoni rapida u kontinwa, u faċli biex jinkiseb kontroll awtomatiku. Għalhekk, gradwalment sar il-metodu ewlieni għas-separazzjoni ta 'ammonti kbar ta'art raris.
Purifikazzjoni rari tad-Dinja
Produzzjoni ta 'materja prima
Metalli tad-Dinja rariġeneralment huma maqsuma f'metalli tad-dinja rari mħallta u waħedhomMetalli tad-Dinja rari- Il-kompożizzjoni ta 'mħalltaMetalli tad-Dinja rarihuwa simili għall-kompożizzjoni oriġinali tad-dinja rari fil-minerali, u metall wieħed huwa metall separat u raffinat minn kull art rari. Huwa diffiċli li titnaqqasOssidu rari tad-dinjas (minbarra ossidi ta 'Samarium,Europium,, thulium,ytterbium) ġo metall wieħed bl-użu ta 'metodi metallurġiċi ġenerali, minħabba s-sħana għolja ta' formazzjoni u stabbiltà għolja tagħhom. Għalhekk, il - materja prima użata b'mod komuni għall-produzzjoni ta 'Metalli tad-Dinja rariIllum il-ġurnata huma l-kloruri u l-fluworidi tagħhom.
Elettrolisi tal-melħ imdewweb
Il-produzzjoni tal-massa ta 'mħalltaMetalli tad-Dinja rariFl-industrija ġeneralment tuża l-metodu tal-elettroliżi tal-melħ imdewweb. Hemm żewġ metodi ta 'elettroliżi: elettroliżi tal-klorur u elettroliżi ta' ossidu. Il-metodu ta 'preparazzjoni ta' wieħedMetalli tad-Dinja raritvarja skont l-element.Samarium,Europium,thulium,ytterbiummhumiex adattati għall-preparazzjoni elettrolitika minħabba l-pressjoni għolja tal-fwar tagħhom, u minflok huma ppreparati bl-użu ta 'metodu ta' distillazzjoni ta 'tnaqqis. Elementi oħra jistgħu jiġu ppreparati bl-elettroliżi jew metodu ta 'tnaqqis termali tal-metall.
L-elettroliżi tal-klorur hija l-iktar metodu komuni għall-produzzjoni ta 'metalli, speċjalment għal metalli rari mħallta tad-dinja. Il-proċess huwa sempliċi, kosteffikaċi, u jeħtieġ investiment minimu. Madankollu, l-akbar żvantaġġ huwa r-rilaxx tal-gass tal-klorin, li jniġġes l-ambjent. L-elettroliżi tal-ossidu ma tirrilaxxax gassijiet ta 'ħsara, iżda l-ispiża hija kemmxejn ogħla. Ġeneralment, wieħed bi prezz għoliart raribħalNeodymiumuPraseodymiumhuma prodotti bl-użu ta 'elettroliżi ta' ossidu.
Il-metodu tal-elettroliżi tat-tnaqqis tal-vakwu jista 'jħejji biss grad industrijali ġeneraliMetalli tad-Dinja rari- Biex tippreparaMetalli tad-Dinja rariB'impuritajiet baxxi u purità għolja, metodu ta 'tnaqqis termali bil-vakwu huwa ġeneralment użat. Dan il-metodu jista 'jipproduċi l-metalli tad-Dinja rari kollha, iżdaSamarium,Europium,thulium,ytterbiumma jistax jiġi prodott bl-użu ta 'dan il-metodu. Il-potenzjal redox ta 'Samarium,Europium,thulium,ytterbiumu l-kalċju jnaqqas parzjalment bissart rarifluworidu. Ġeneralment, il-preparazzjoni ta 'dawn il-metalli hija bbażata fuq il-prinċipji ta' pressjoni għolja tal-fwar ta 'dawn il-metalli u pressjoni baxxa tal-fwar ta'Metall lantanums L-ossidi ta 'dawn l-erbgħaart rarihuma mħallta ma 'frammenti ta'Metall lantanumi u kkompressati fi blokki, u mnaqqsa f'forn tal-vakwu.Lanthanumhuwa aktar attiv, waqtSamarium,Europium,thulium,ytterbiumhuma mnaqqsa għal deheb minnLanthanumu miġbur fuq il-kondensazzjoni, li jagħmilha faċli biex tissepara mill-gagazza.
Ħin ta 'wara: Nov-07-2023