Nadir toprak endüstrisi teknolojisine giriş
·Nadir dünya benS metalik bir unsur değil, 15 nadir toprak unsuru için kolektif bir terim veitriyumVeskandiyum. Bu nedenle, 17 nadir toprak elemanı ve çeşitli bileşikleri,% 46 saflıklı klorürlerden tek nadir toprak oksitlere kadar çeşitli kullanımlara sahiptir veNadir toprak metalleri%99.9999 saflığı ile. İlgili bileşiklerin ve karışımların eklenmesiyle, sayısız nadir toprak ürünü vardır. Bu yüzden,nadir toprakTeknoloji aynı zamanda bu 17 unsurun farklılıklarına dayanarak çeşitlidir. Bununla birlikte, nadir toprak elemanlarının seruma bölünmesi gerçeği veitriyumNadir toprak minerallerinin mineral özelliklerine, madencilik, eritme ve ayırma süreçlerine dayanan gruplar da nispeten birleştirilir. İlk cevher madenciliğinden başlayarak, ayırma yöntemleri, eritme işlemleri, ekstraksiyon yöntemleri ve nadir toprakların saflaştırma süreçleri tek tek tanıtılacaktır.
Nadir toprakların mineral işlenmesi
· Mineral işleme, cevheri oluşturan çeşitli mineraller arasındaki fiziksel ve kimyasal özelliklerdeki farklılıkları kullanan, cevherdeki faydalı mineralleri zenginleştirmek, zararlı safsızlıkları çıkarmak ve bunları gang minerallerinden ayıran mekanik bir işleme işlemidir.
·nadir toprakdünya çapında çıkarılan cevherler, içeriğiNadir toprak oksitlerisadece yüzde birkaç, bazıları daha da düşük. Eritmenin üretim gereksinimlerini karşılamak için,nadir toprakMineraller, nadir toprak oksitlerin içeriğini arttırmak ve nadir toprak metalurjisi gereksinimlerini karşılayabilecek nadir toprak konsantreleri elde etmek için, eritmeden önce faydalanma yoluyla gang minerallerinden ve diğer yararlı minerallerden ayrılır. Nadir toprak cevherlerinin faydalanması, genellikle bir faydalıleşme işlemi akışı oluşturmak için genellikle çoklu yerçekimi ve manyetik ayrım kombinasyonları ile desteklenen flotasyon yöntemini benimser.
.nadir toprakİç Moğolistan'daki Baiyunebo madeninde biriktirin, esas olarak demir cevherinde nadir toprak minerallerinden oluşan demir dolomitin bir karbonat kaya tipi birikintisidir (florokarbon ceryum cevheri ve monazite ek olarak, birkaç tane de vardır.niyobyumVenadir toprakmineraller).
Ekstrakte edilen cevher yaklaşık% 30 demir ve yaklaşık% 5 nadir toprak oksitler içerir. Madde büyük cevheri ezdikten sonra, trenle Baotou Demir ve Çelik Grubu Şirketi'nin yararlanma tesisine taşınır. Yararlanma tesisinin görevi artmaktırFe2o3% 33'ten% 55'in üzerine, ilk olarak konik bir bilyalı değirmen üzerinde öğütme ve derecelendirme ve daha sonra% 62-65 Fe2O3 birincil demir konsantresi seçerek (demir oksit) silindirik bir manyetik ayırıcı kullanarak. Kazıklar,% 45'ten fazla içeren ikincil bir demir konsantresi elde etmek için flotasyon ve manyetik ayırmaya geçmeye devam ediyorFe2o3(demir oksit). Nadir toprak,%10-15 dereceli flotasyon köpüğünde zenginleştirilir. Konsantre,%30'luk bir REO içeriğine sahip kaba bir konsantre üretmek için bir çalkalama tablosu kullanılarak seçilebilir. Yararlanma ekipmanı ile yeniden işlendikten sonra,% 60'tan fazla bir REO içeriğine sahip nadir bir toprak konsantresi elde edilebilir.
Nadir toprak konsantresinin ayrışma yöntemi
·Nadir toprakKonsantrelerdeki elemanlar genellikle çözünmeyen karbonatlar, florürler, fosfatlar, oksitler veya silikatlar şeklinde bulunur. Nadir toprak elemanları, çeşitli kimyasal değişiklikler yoluyla su veya inorganik asitlerde çözünür bileşiklere dönüştürülmeli ve daha sonra çeşitli karışık karışık ürünler üretmek için çözünme, ayırma, saflaştırma, konsantrasyon veya kalsifikasyon gibi işlemlere tabi tutulmalıdır.nadir toprakTek nadir toprak elemanlarını ayırmak için ürün veya hammadde olarak kullanılabilen karışık nadir toprak klorürler gibi bileşikler. Bu sürece denirnadir toprakÖn işlem olarak da bilinen konsantre ayrışma.
· Ayrıştırma için birçok yöntem vardırnadir toprakGenellikle üç kategoriye ayrılabilen konsantreler: asit yöntemi, alkali yöntemi ve klorlama ayrışması. Asit ayrışması ayrıca hidroklorik asit ayrışması, sülfürik asit ayrışması ve hidroflorik asit ayrışmasına bölünebilir. Alkali ayrışması ayrıca sodyum hidroksit ayrışması, sodyum hidroksit eritme veya soda kavurma yöntemlerine bölünebilir. Uygun süreç akışı genellikle konsantre tipi, sınıf özellikleri, ürün planı, nadir olmayan toprak unsurlarının geri kazanılması ve kapsamlı kullanımı için kolaylık, emek hijyeni ve çevre koruması için fayda ve ekonomik rasyonalite ilkelerine göre seçilir.
· Yaklaşık 200 nadir ve dağınık eleman mineralleri keşfedilmiş olsa da, nadiren endüstriyel madenciliğe sahip bağımsız mevduatlara zenginleştirilmemiştir. Şimdiye kadar, sadece nadir bağımsızgermanyum, selenyum, VetellürMevduatlar keşfedildi, ancak yatakların ölçeği çok büyük değil.
Nadir toprakların eritmesi
· İçin iki yöntem vardırnadir toprakEritme, hidrometalurji ve pirometalurji.
· Nadir toprak hidrometalurjisi ve metal kimyasal metalurjisinin tüm süreci çoğunlukla nadir toprak konsantresinin ayrışması, ayrılması ve çıkarılması gibi çözelti ve çözücüdedir.Nadir toprak oksitleri, çökeltme, kristalizasyon, oksidasyon azaltma, çözücü ekstraksiyonu ve iyon değişimi gibi kimyasal ayırma işlemlerini kullanan bileşikler ve tek nadir toprak metalleri. En sık kullanılan yöntem, yüksek saflıkta tek nadir toprak elemanlarının endüstriyel ayrılması için evrensel bir süreç olan organik çözücü ekstraksiyonudur. Hidrometalurji işlemi karmaşıktır ve ürün saflığı yüksektir. Bu yöntem, bitmiş ürünlerin üretilmesinde çok çeşitli uygulamalara sahiptir.
Pyrometalurjik süreç basittir ve yüksek verimliliğe sahiptir.Nadir toprakPyrometalurji esas olarak üretimini içerir.Nadir toprak alaşımlarıSilikotermik indirgeme yöntemi, erimiş tuz elektroliz yöntemi ile nadir toprak metalleri veya alaşımlarının üretimi veNadir toprak alaşımlarıMetal termal indirgeme yöntemi vb. ile
Pirometalurjinin ortak özelliği yüksek sıcaklık koşulları altında üretimdir.
Nadir toprak üretim süreci
·Nadir toprakkarbonat veNadir toprak klorüriki ana ürünnadir topraksanayi. Genel olarak, şu anda bu iki ürünü üretmek için iki ana süreç vardır. Bir işlem konsantre sülfürik asit kavurma işlemidir ve diğer işleme kostik soda işlemi olarak kısaltılmış kostik soda işlemi denir.
· Çeşitli nadir toprak minerallerinde bulunmanın yanı sıra, önemli bir kısmıNadir toprak unsurlarıDoğada apatit ve fosfat kaya mineralleri ile bir arada bulunur. Dünya fosfat cevherinin toplam rezervleri yaklaşık 100 milyar ton, ortalamanadir toprak0,5 ‰ içerik. Toplam miktarınınnadir toprakDünyada fosfat cevheri ile ilişkili 50 milyon ton. Düşük özelliklerine yanıt olaraknadir toprakİçerik ve Özel Oluşum Durumu Madenlerde, hem yurt içinde hem de uluslararası alanda çeşitli kurtarma süreçleri incelenmiştir, bu da ıslak ve termal yöntemlere ayrılabilir. Islak yöntemlerde, farklı ayrışma asitlerine göre nitrik asit yöntemine, hidroklorik asit yöntemine ve sülfürik asit yöntemine bölünebilirler. Nadir toprakları fosfor kimyasal süreçlerinden kurtarmanın çeşitli yolları vardır, bunların hepsi fosfat cevherinin işleme yöntemleriyle yakından ilişkilidir. Termal üretim sürecindenadir toprakİyileşme oranı%60'a ulaşabilir.
Fosfat kaya kaynaklarının sürekli kullanımı ve düşük kaliteli fosfat kaya gelişimine doğru kayma ile sülfürik asit ıslak işlemi fosforik asit işlemi, fosfat kimya endüstrisinde ana akım yöntem haline gelmiştir veNadir toprak unsurlarıSülfürik asitte ıslak işlem fosforik asit bir araştırma sıcak noktası haline gelmiştir. Sülfürik asit ıslak işlemi fosforik asidin üretim sürecinde, nadir toprakların fosforik asitte zenginleştirilmesini kontrol etme ve daha sonra nadir toprakları çıkarmak için organik solvent ekstraksiyonunun kullanılması işleminin erken gelişmiş yöntemlerden daha fazla avantajları vardır.
Nadir toprak çıkarma işlemi
Sülfürik asit çözünürlüğü
Seryumgrup (sülfat kompleks tuzlarında çözünmez) -lantan, Seryum, prasodymiyum, neodimyumve promethium;
Terbiyumgrup (sülfat kompleks tuzlarında biraz çözünür) -samaryum, Europyum, gadolinyum, terbiyum, disporsiyum, Veholmiyum;
İtriyumgrup (sülfat kompleks tuzlarında çözünür) -itriyum, Erbium, tülyum, iterbiyum,lutetyum, Veskandiyum.
Ekstraksiyon ayrımı
Işıknadir toprak(P204 Zayıf Asitlik Ekstraksiyonu) -lantan-Seryum, prasodymiyum-neodimyumve promethium;
Orta Nadir Toprak (P204 Düşük Asitlik Ekstraksiyonu)-samaryum-Europyum-gadolinyum-terbiyum-disporsiyum;
Ağırnadir toprakunsurlar(P204'te asitlik ekstraksiyonu) -holmiyum-
Çıkarma işlemine giriş
Ayrılma sürecindenadir toprak unsurları,17 elementin son derece benzer fiziksel ve kimyasal özellikleri ve aynı zamanda eşlik eden safsızlıkların bolluğu nedeniyleNadir toprak unsurları, ekstraksiyon işlemi nispeten karmaşıktır ve yaygın olarak kullanılır.
Üç tip ekstraksiyon işlemi vardır: adım adım yöntem, iyon değişimi ve çözücü ekstraksiyonu.
Adım adım yöntemi
Çözücülerdeki bileşiklerin çözünürlüğündeki farkı kullanılarak ayırma ve saflaştırma yöntemine adım adım yöntem denir. İtibarenitriyum(Y)lutetyum(Lu), doğal olarak oluşan tüm arasında tek bir ayrımNadir toprak unsurları, curie çifti tarafından keşfedilen radyum dahil,
Hepsi bu yöntem kullanılarak ayrılır. Bu yöntemin çalışma prosedürü nispeten karmaşıktır ve tüm nadir toprak elemanlarının tek ayrımı 100 yıldan fazla sürdü, bir ayırma ve tekrarlanan işlem 20000 kez ulaştı. Kimyasal işçiler için işleri
Güç nispeten yüksektir ve süreç nispeten karmaşıktır. Bu nedenle, bu yöntemi kullanmak büyük miktarlarda tek bir nadir toprak üretemez.
İyon Değişim
Nadir toprak unsurları üzerindeki araştırma çalışmaları, tek bir üretememe ile engellendi.Nadir toprak elemanıAdım adım yöntemlerle büyük miktarlarda. Analiz etmek içinNadir toprak unsurlarıNükleer fisyon ürünlerinde ve nadir toprak elemanlarını uranyum ve toryumdan uzaklaştıran iyon değişim kromatografisi (iyon değişim kromatografisi) başarıyla incelendi, bu da daha sonra ayrılması için kullanıldıNadir toprak elemanıS. İyon değişim yönteminin avantajı, bir işlemde birden fazla elemanın ayrılabilmesidir. Ayrıca yüksek saflıkta ürünler elde edebilir. Bununla birlikte, dezavantaj, uzun bir çalışma döngüsü ve reçine rejenerasyonu ve değişim için yüksek maliyetlerle sürekli olarak işlenememesidir. Bu nedenle, büyük miktarlarda nadir toprakları ayırmak için ana yöntem, ana akım ayırma yönteminden emekliye ayrıldıktan ve yerini çözücü ekstraksiyon yöntemi ile değiştirdi. Bununla birlikte, şu anda ultra yüksek saflıkta tek ürünler üretmek ve bazı ağır nadir toprak elemanlarını ayırmak için, yüksek saflıkta tek nadir toprak ürünlerinin elde edilmesinde iyon değişim kromatografisinin olağanüstü özellikleri nedeniyle, nadir bir toprak ürünü ayırmak ve üretmek için iyon değişim kromatografisini kullanmak da gereklidir.
Çözücü ekstraksiyonu
Ekstrakte edilen maddeyi karışılmaz sulu bir çözeltiden çıkarmak ve ayırmak için organik çözücüler kullanma yöntemine, çözücü ekstraksiyonu olarak kısaltılan organik çözücü sıvı-sıvı ekstraksiyonu denir. Maddeleri bir sıvı fazdan diğerine aktaran bir kütle transfer işlemidir. Solvent ekstraksiyon yöntemi daha önce petrokimyasal, organik kimya, farmasötik kimya ve analitik kimyada uygulanmıştır. Bununla birlikte, son kırk yılda, atom enerji bilimi ve teknolojisinin geliştirilmesi ve ultra örgü maddelerin ve nadir unsurların üretimi gereksinimi nedeniyle, çözücü ekstraksiyonu nükleer yakıt endüstrisi ve nadir metalurji gibi endüstrilerde büyük ilerleme kaydetmiştir. Çin, ekstraksiyon teorisi, yeni ekstraktların sentezi ve uygulanması ve nadir toprak elemanı ayrımı için ekstraksiyon sürecinde yüksek düzeyde bir araştırma gerçekleştirmiştir. Dereceli yağış, kademeli kristalizasyon ve iyon değişimi gibi ayırma yöntemleriyle karşılaştırıldığında, solvent ekstraksiyonu iyi ayırma etkisi, büyük üretim kapasitesi, hızlı ve sürekli üretim için kolaylık ve otomatik kontrol elde edilmesi gibi bir dizi avantaja sahiptir. Bu nedenle, büyük miktarlarda ayrılmak için yavaş yavaş ana yöntem haline geldi.nadir topraks.
Nadir toprak saflaştırması
Üretim hammaddeleri
Nadir toprak metallerigenellikle karışık nadir toprak metallerine bölünür veNadir toprak metalleri. Karışık bileşimNadir toprak metallericevherdeki orijinal nadir toprak bileşimine benzer ve tek bir metal, her nadir topraktan ayrılmış ve rafine edilmiş bir metaldir. Azaltmak zorNadir toprak oksits (oksitler hariçsamaryum-Europyum,, tülyum-iterbiyum) yüksek oluşum ısısı ve yüksek stabilite nedeniyle genel metalurjik yöntemler kullanılarak tek bir metale dönüşür. Bu nedenle, üretimi için yaygın olarak kullanılan hammaddelerNadir toprak metalleriGünümüzde klorürleri ve florürleri.
Erimiş tuz elektrolizi
Karışık karışık üretimNadir toprak metalleriEndüstride genellikle erimiş tuz elektroliz yöntemini kullanır. İki elektroliz yöntemi vardır: klorür elektrolizi ve oksit elektroliz. Tek bir kişinin hazırlık yöntemiNadir toprak metalleriöğeye bağlı olarak değişir.samaryum-Europyum,,tülyum-iterbiyumyüksek buhar basıncı nedeniyle elektrolitik preparat için uygun değildir ve bunun yerine indirgeme damıtma yöntemi kullanılarak hazırlanır. Diğer elemanlar elektroliz veya metal termal indirgeme yöntemi ile hazırlanabilir.
Klorür elektrolizi, özellikle karışık nadir toprak metalleri için metaller üretmek için en yaygın yöntemdir. Süreç basit, uygun maliyetlidir ve minimum yatırım gerektirir. Bununla birlikte, en büyük dezavantaj, çevreyi kirleten klor gazının salınmasıdır. Oksit elektrolizi zararlı gazlar serbest bırakmaz, ancak maliyet biraz daha yüksektir. Genel olarak, yüksek fiyatlı teknadir topraklarörneğinneodimyumVeprasodymiyumoksit elektroliz kullanılarak üretilir.
Vakum azaltma elektroliz yöntemi sadece genel endüstriyel sınıf hazırlayabilirNadir toprak metalleri. Hazırlamak içinNadir toprak metalleriDüşük safsızlıklar ve yüksek saflıkta, vakum termal indirgeme yöntemi genellikle kullanılır. Bu yöntem tüm tek nadir toprak metallerini üretebilir, ancaksamaryum-Europyum,,tülyum-iterbiyumBu yöntem kullanılarak üretilemez. Redoks potansiyelisamaryum-Europyum,,tülyum-iterbiyumve kalsiyum sadece kısmen azalırnadir toprakFlorür. Genel olarak, bu metallerin hazırlanması, bu metallerin yüksek buhar basıncı ve düşük buhar basıncı prensiplerine dayanmaktadır.Lantan MetalS. Bu dördünün oksitlerinadir topraklarparçaları ile karıştırılırLantan Metals ve bloklara sıkıştırılmış ve bir vakum fırında azaltılmıştır.Lantandaha aktif olurkensamaryum-Europyum,,tülyum-iterbiyumAltına düşürüldülantanve yoğuşmada toplanmış, cüruftan ayrılmayı kolaylaştırır.
Gönderme Zamanı: Kasım-07-2023