Introduzzjoni għat-Teknoloġija ta' l-Industrija Rare Earth
·Art rari is mhux element metalliku, imma terminu kollettiv għal 15-il element ta ' l-art rari uittrijuuskandju.Għalhekk, is-17-il element tad-dinja rari u l-komposti varji tagħhom għandhom diversi użi, li jvarjaw minn kloruri b'purità ta '46% għal ossidi ta' art rari singoli umetalli rari tad-dinjab'purità ta '99.9999%.Biż-żieda ta 'komposti u taħlitiet relatati, hemm għadd ta' prodotti ta 'art rari.Allura,art rariit-teknoloġija hija wkoll diversa bbażata fuq id-differenzi ta 'dawn is-17-il element.Madankollu, minħabba l-fatt li l-elementi tad-dinja rari jistgħu jinqasmu f'ċerju uittrijugruppi bbażati fuq karatteristiċi minerali, il-minjieri, tidwib u proċessi ta 'separazzjoni ta' minerali rari huma wkoll relattivament unifikati.Jibda mill-minjieri tal-minerali inizjali, il-metodi ta 'separazzjoni, proċessi ta' tidwib, metodi ta 'estrazzjoni, u proċessi ta' purifikazzjoni ta 'artijiet rari se jiġu introdotti wieħed wieħed.
Ipproċessar minerali ta 'artijiet rari
·L-ipproċessar tal-minerali huwa proċess ta 'proċessar mekkaniku li jutilizza d-differenzi fil-proprjetajiet fiżiċi u kimiċi bejn diversi minerali li jiffurmaw il-minerali, juża metodi, proċessi u tagħmir differenti ta' benefiċċju biex jarrikkixxi minerali utli fil-mineral, neħħi impuritajiet ta 'ħsara, u jifredhom. minn minerali gangue.
·Ġolart rariminerali estratti madwar id-dinja, il-kontenut taossidi rari tad-dinjahuwa biss ftit fil-mija, u xi wħud saħansitra inqas.Sabiex tissodisfa r-rekwiżiti tal-produzzjoni tat-tidwib,art rariminerali huma separati minn minerali gangue u minerali utli oħra permezz ta 'benefiċjarju qabel it-tidwib, sabiex jiżdied il-kontenut ta' ossidi ta 'art rari u jiksbu konċentrati ta' art rari li jistgħu jissodisfaw ir-rekwiżiti tal-metallurġija ta 'art rari.Il-benefiċjazzjoni ta 'minerali ta' l-art rari ġeneralment tadotta metodu ta 'flotazzjoni, ħafna drabi supplimentat b'kombinazzjonijiet multipli ta' gravità u separazzjoni manjetika biex jiffurmaw fluss ta 'proċess ta' benefiċċju.
Il-art raridepożitu fil-Minjiera Baiyunebo fil-Mongolja ta 'ġewwa huwa depożitu tat-tip ta' blat karbonat ta 'dolomit tal-ħadid, magħmul prinċipalment minn minerali ta' art rari li jakkumpanjaw fil-mineral tal-ħadid (minbarra minerali taċ-ċerju fluorokarboniku u monazite, hemm ukoll diversinijobjuuart rariminerali).
Il-mineral estratt fih madwar 30% ħadid u madwar 5% ossidi tad-dinja rari. Wara li tfarrak il-mineral kbir fil-minjiera, jiġi ttrasportat bil-ferrovija lejn l-impjant ta 'benefiċċju ta' Baotou Iron and Steel Group Company.Il-kompitu tal-impjant ta 'benefiċċju huwa li jiżdiedFe2O3minn 33% għal aktar minn 55%, l-ewwel tħin u gradazzjoni fuq mitħna tal-ballun konikali, u mbagħad tagħżel konċentrat primarju tal-ħadid ta '62-65% Fe2O3 (ossidu tal-ħadid) bl-użu ta' separatur manjetiku ċilindriku.It-tailings ikomplu jgħaddu minn flotazzjoni u separazzjoni manjetika biex jinkiseb konċentrat tal-ħadid sekondarju li jkun fih aktar minn 45%Fe2O3(ossidu tal-ħadid).L-art rari hija arrikkita fil-fowm tal-flotazzjoni, bi grad ta '10-15%.Il-konċentrat jista' jintgħażel billi tuża mejda li tħawwad biex tipproduċi konċentrat oħxon b'kontenut ta' REO ta' 30%.Wara li jiġi pproċessat mill-ġdid minn tagħmir ta 'benefiċċju, jista' jinkiseb konċentrat ta 'art rari b'kontenut ta' REO ta 'aktar minn 60%.
Metodu ta 'dekompożizzjoni ta' konċentrat ta 'art rari
·Art rarielementi fil-konċentrati ġeneralment jeżistu fil-forma ta 'karbonati, fluworidi, fosfati, ossidi, jew silikati li ma jinħallux.Elementi ta 'art rari għandhom jiġu kkonvertiti f'komposti li jinħallu fl-ilma jew aċidi inorganiċi permezz ta' diversi bidliet kimiċi, u mbagħad jgħaddu minn proċessi bħal xoljiment, separazzjoni, purifikazzjoni, konċentrazzjoni jew kalċinazzjoni biex jipproduċu diversi mħallta.art rarikomposti bħal kloruri ta 'art rari mħallta, li jistgħu jintużaw bħala prodotti jew materja prima għas-separazzjoni ta' elementi ta 'art rari singoli.Dan il-proċess jissejjaħart raridekompożizzjoni tal-konċentrat, magħrufa wkoll bħala trattament minn qabel.
·Hemm ħafna metodi għad-dekompożizzjoniart rarikonċentrati, li ġeneralment jistgħu jinqasmu fi tliet kategoriji: metodu ta 'aċidu, metodu alkali, u dekompożizzjoni tal-klorinazzjoni.Id-dekompożizzjoni tal-aċidu tista 'tinqasam aktar f'dekompożizzjoni tal-aċidu idrokloriku, dekompożizzjoni tal-aċidu sulfuriku u dekompożizzjoni tal-aċidu idrofluworiku.Id-dekompożizzjoni tal-alkali tista 'tinqasam aktar f'dekompożizzjoni tal-idrossidu tas-sodju, tidwib tal-idrossidu tas-sodju, jew metodi ta' inkaljar tas-soda.Il-fluss tal-proċess xieraq ġeneralment jintgħażel abbażi tal-prinċipji tat-tip ta 'konċentrat, il-karatteristiċi tal-grad, il-pjan tal-prodott, il-konvenjenza għall-irkupru u l-użu komprensiv ta' elementi mhux rari tad-dinja, il-benefiċċju għall-iġjene tax-xogħol u l-protezzjoni ambjentali, u r-razzjonalità ekonomika.
·Għalkemm ġew skoperti kważi 200 minerali rari u mxerrda, dawn ma ġewx arrikkit f'depożiti indipendenti b'minjieri industrijali minħabba r-rarità tagħhom.S'issa, biss rari indipendentiġermanju, selenju, utellurjudepożiti ġew skoperti, iżda l-iskala tad-depożiti mhix kbira ħafna.
Tidwib ta 'artijiet rari
·Hemm żewġ metodi għalart raritidwib, idrometallurġija u pirometallurġija.
·Il-proċess kollu ta 'l-idrometallurġija tad-dinja rari u l-metallurġija kimika tal-metall huwa l-aktar f'soluzzjoni u solvent, bħad-dekompożizzjoni ta' konċentrat ta 'art rari, separazzjoni u estrazzjoni ta'ossidi rari tad-dinja, komposti, u metalli terrestri rari singoli, li jużaw proċessi ta 'separazzjoni kimiċi bħal preċipitazzjoni, kristallizzazzjoni, ossidazzjoni-tnaqqis, estrazzjoni tas-solvent u skambju joniku.L-iktar metodu użat huwa l-estrazzjoni tas-solvent organiku, li huwa proċess universali għas-separazzjoni industrijali ta 'elementi ta' terrestri rari uniċi ta 'purità għolja.Il-proċess tal-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 prinċipalment tinkludi l-produzzjoni ta 'ligi tad-dinja raribil-metodu ta 'tnaqqis silikotermiku, il-produzzjoni ta' metalli jew ligi rari tal-art bil-metodu tal-elettroliżi tal-melħ imdewweb, u l-produzzjoni ta 'ligi tad-dinja raribil-metodu ta 'tnaqqis termali tal-metall eċċ.
Il-karatteristika komuni tal-pirometallurġija hija l-produzzjoni taħt kundizzjonijiet ta 'temperatura għolja.
Proċess ta 'produzzjoni ta' art rari
·Art rarikarbonat uklorur tad-dinja rarihuma 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 tal-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 jkunu preżenti f'diversi minerali rari tad-dinja, porzjon sinifikanti ta 'elementi tad-dinja rarifin-natura jeżistu flimkien ma 'minerali tal-blat apatite u fosfat.Ir-riżervi totali tal-mineral tal-fosfat dinji huma madwar 100 biljun tunnellata, b'medjaart rarikontenut ta '0.5 ‰.Huwa stmat li l-ammont totali taart rariassoċjati mal-mineral 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 mxarrba 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 biex jiġu rkuprati l-artijiet rari minn proċessi kimiċi tal-fosfru, li kollha huma relatati mill-qrib mal-metodi tal-ipproċessar tal-mineral tal-fosfat.Matul il-proċess ta 'produzzjoni termali, il-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 tal-fosfat ta' kwalità baxxa, il-proċess tal-aċidu fosforiku tal-proċess imxarrab tal-aċidu sulfuriku sar il-metodu mainstream fl-industrija kimika tal-fosfat, u l-irkupru ta 'elementi tad-dinja rarifl-aċidu sulfuriku proċess imxarrab aċidu fosforiku sar hotspot ta 'riċerka.Fil-proċess ta 'produzzjoni ta' aċidu sulfuriku proċess imxarrab aċidu fosforiku, il-proċess ta 'kontroll ta' l-arrikkiment ta 'artijiet rari fl-aċidu fosforiku u mbagħad bl-użu ta' estrazzjoni ta 'solvent organiku biex jiġu estratti artijiet rari għandu aktar vantaġġi minn metodi żviluppati bikrin.
Proċess ta 'estrazzjoni ta' art rari
Solubilità ta 'aċidu sulfuriku
Ċerjugrupp (li ma jinħallx f'melħ kumpless tas-sulfat) -lantanu, ċerju, praseodimju, neodimju, u prometju;
Terbjugrupp (kemmxejn solubbli f'melħ kumpless tas-sulfat) -samarju, ewropju, gadolinju, terbju, disprożju, uolmju;
Ittrijugrupp (solubbli f'melħ kumpless tas-sulfat) -ittriju, erbju, tulju, itterbju,lutetium, uskandju.
Separazzjoni ta 'estrazzjoni
Dawlart rari(P204 estrazzjoni ta' aċidità dgħajfa) -lantanu,ċerju, praseodimju,neodimju, u prometju;
Dinja rari tan-nofs (estrazzjoni ta 'aċidità baxxa P204) -samarju,ewropju,gadolinju,terbju,disprożju;
Introduzzjoni għall-Proċess ta' Estrazzjoni
Fil-proċess tas-separazzjonielementi tad-dinja rari,minħabba l-proprjetajiet fiżiċi u kimiċi estremament simili ta '17-il element, kif ukoll l-abbundanza ta' impuritajiet li jakkumpanjawhom fielementi tad-dinja rari, il-proċess ta 'estrazzjoni huwa relattivament kumpless u użat komunement.
Hemm tliet tipi ta 'proċessi ta' estrazzjoni: metodu pass pass, skambju joniku, u estrazzjoni tas-solvent.
Metodu pass pass
Il-metodu ta 'separazzjoni u purifikazzjoni bl-użu tad-differenza fis-solubilità tal-komposti fis-solventi jissejjaħ il-metodu pass pass.Minnittriju(Y) salutetium(Lu), separazzjoni waħda bejn dawk kollha li jseħħu b'mod naturalielementi tad-dinja rari, inkluż ir-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 waħda tal-elementi kollha tad-dinja rari ħadet aktar minn 100 sena, b'separazzjoni waħda u operazzjoni ripetuta laħqet 20000 darba.Għall-ħaddiema kimiċi, ix-xogħol tagħhom
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 joniku
Ix-xogħol ta 'riċerka fuq elementi rari tad-dinja ġie mxekkel mill-inabbiltà li tipproduċi waħdaelement tad-dinja rarifi kwantitajiet kbar permezz ta’ metodi pass pass.Sabiex tanalizza l-elementi tad-dinja rarili jinsabu fi prodotti ta 'fissjoni nukleari u neħħi l-elementi tad-dinja rari mill-uranju u t-torju, il-kromatografija ta' skambju joniku (kromatografija ta 'skambju joniku) ġiet studjata b'suċċess, li mbagħad intużat għas-separazzjoni ta'element tad-dinja raris.Il-vantaġġ tal-metodu ta 'skambju joniku 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' artijiet rari ġie rtirat mill-metodu ta 'separazzjoni mainstream u mibdul b'metodu ta' estrazzjoni tas-solvent.Madankollu, minħabba l-karatteristiċi pendenti tal-kromatografija ta 'skambju joniku fil-kisba ta' prodotti ta 'art rari uniċi ta' purità għolja, bħalissa, sabiex jiġu prodotti prodotti uniċi ta 'purità ultra-għolja u jiġu separati xi elementi ta' skambju joniku tqal, huwa wkoll meħtieġ li tuża kromatografija ta 'skambju ta' joni. biex tissepara u tipproduċi prodott ta 'art rari.
Estrazzjoni b'solvent
Il-metodu ta 'l-użu ta' solventi organiċi biex tiġi estratta u separata s-sustanza estratta minn soluzzjoni milwiema li ma titħallatx jissejjaħ estrazzjoni likwidu-likwidu b'solvent organiku, imqassra 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-petrokimika, il-kimika organika, il-kimika farmaċewtika u l-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 ultrapuri u elementi rari, l-estrazzjoni tas-solvent għamlet progress kbir f'industriji bħall-industrija tal-fjuwil nukleari u l-metallurġija rari. .Iċ-Ċina kisbet livell għoli ta 'riċerka fit-teorija tal-estrazzjoni, is-sinteżi u l-applikazzjoni ta' estratti ġodda, u l-proċess ta 'estrazzjoni għas-separazzjoni tal-elementi rari tad-dinja.Meta mqabbel ma 'metodi ta' separazzjoni bħal preċipitazzjoni gradata, kristallizzazzjoni gradata, u skambju joniku, l-estrazzjoni tas-solvent għandha serje ta 'vantaġġi bħal effett ta' separazzjoni tajjeb, kapaċità ta 'produzzjoni kbira, 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 ta 'art rari
Materja prima tal-produzzjoni
Metalli terrestri rarihuma ġeneralment maqsuma f'metalli rari mħallta u wieħedmetalli rari tad-dinja.Il-kompożizzjoni ta 'mħalltametalli rari tad-dinjahuwa simili għall-kompożizzjoni oriġinali tad-dinja rari fil-mineral, u metall wieħed huwa metall separat u raffinat minn kull art rari.Huwa diffiċli li tnaqqasossidu tad-dinja raris (ħlief għal ossidi tasamarju,ewropju,, tulju,itterbju) f'metall wieħed bl-użu ta 'metodi metallurġiċi ġenerali, minħabba s-sħana għolja ta' formazzjoni u l-istabbiltà għolja tagħhom.Għalhekk, il-materja prima użata komunement għall-produzzjoni ta 'metalli rari tad-dinjaillum il-ġurnata huma kloruri u fluworidi tagħhom.
Elettroliżi tal-melħ imdewweb
Il-produzzjoni tal-massa ta 'mħalltametalli rari tad-dinjafl-industrija ġeneralment juża l-metodu tal-elettroliżi tal-melħ imdewweb.Hemm żewġ metodi ta 'elettroliżi: elettroliżi tal-klorur u elettroliżi tal-ossidu.Il-metodu ta 'preparazzjoni ta' wieħedmetalli rari tad-dinjatvarja skond l-element.samarju,ewropju,,tulju,itterbjumhumiex 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 permezz ta 'elettroliżi jew metodu ta' tnaqqis termali tal-metall.
L-elettroliżi tal-klorur hija l-aktar metodu komuni għall-produzzjoni tal-metalli, speċjalment għal metalli rari mħallta.Il-proċess huwa sempliċi, kost-effettiv, u jeħtieġ investiment minimu.Madankollu, l-akbar żvantaġġ huwa r-rilaxx tal-gass tal-kloru, li jniġġes l-ambjent.L-elettroliżi tal-ossidu ma tirrilaxxax gassijiet ta 'ħsara, iżda l-ispiża hija kemmxejn ogħla.Ġeneralment, wieħed bi prezz għoliartijiet raribħalneodimjuupraseodimjuhuma prodotti bl-użu ta 'elettroliżi ta' ossidu.
Il-metodu ta 'elettroliżi ta' tnaqqis tal-vakwu jista 'biss jipprepara grad industrijali ġeneralimetalli rari tad-dinja.Biex tippreparametalli rari tad-dinjab'impuritajiet baxxi u purità għolja, ġeneralment jintuża metodu ta 'tnaqqis termali bil-vakwu.Dan il-metodu jista 'jipproduċi l-metalli rari terrestri kollha, iżdasamarju,ewropju,,tulju,itterbjuma jistgħux jiġu prodotti bl-użu ta’ dan il-metodu.Il-potenzjal redox tasamarju,ewropju,,tulju,itterbjuu l-kalċju jnaqqas biss parzjalmentart 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 tal-lantanus.L-ossidi ta 'dawn l-erba'artijiet rarihuma mħallta ma 'frammenti ta'metall tal-lantanus u kkompressat fi blokki, u mnaqqsa f'forn tal-vakwu.Lantanuhuwa aktar attiv, filwaqt lisamarju,ewropju,,tulju,itterbjuhuma mnaqqsa għal deheb minnlantanuu miġbura fuq kondensazzjoni, li jagħmilha faċli biex tissepara mill-gagazza.
Ħin tal-post: Nov-07-2023