Введение в технологии редкоземельной промышленности
·Редко -земля iS не металлический элемент, а коллективный термин для 15 редкоземельных элементов ииттрийискандийПолем Следовательно, 17 редкоземельных элементов и их различные соединения имеют различные применения, начиная от хлоридов с чистотой 46% до одиночных редкоземельных оксидов иредкоземельные металлыс чистотой 99,9999%. С добавлением связанных соединений и смесей существует бесчисленное множество редкоземельных продуктов. Так,Редко -земляТехнология также разнообразна, основываясь на различиях этих 17 элементов. Однако из -за того, что редкоземельные элементы могут быть разделены на Cerium ииттрийГруппы, основанные на минеральных характеристиках, процессах добычи, плавки и разделения редкоземельных минералов, также являются относительно объединенными. Начиная с начальной рудной добычи, методы разделения, процессы плавки, методы извлечения и процессы очистки редкоземельных элементов будут введены один за другим.
Минеральная обработка редкоземель
· Минеральная обработка - это процесс механической обработки, который использует различия в физических и химических свойствах между различными минералами, которые составляют руду, используют различные методы обеспечения, процессы и оборудование для обогащения полезных минералов в руде, удалять вредные примеси и отделить их от минералов.
· ВРедко -земляруды добываются во всем мире, содержаниередкоземельные оксидывсего несколько процентов, а некоторые еще ниже. Чтобы удовлетворить производственные требования плавки,Редко -земляМинералы отделяются от минералов Gangue и других полезных полезных ископаемых посредством обеспечения выплавления, чтобы увеличить содержание оксидов редкоземелью и получить редкоземельные концентраты, которые могут соответствовать требованиям редкоземельной металлургии. Преобладание редкоземельных руд, как правило, принимает метод флотации, часто дополненный множественными комбинациями гравитационного и магнитного разделения, чтобы сформировать поток процесса погашения.
АРедко -земляНанесите на руднику Baiyunebo во внутренней Монголии нанесение карбонатной породы доломита железа, в основном сопутствующим редкоземельными минералами в железной руде (в дополнение к фторглеродному цехеру и монациту, есть также несколькониобийиРедко -земляминералы).
Извлеченная руда содержит около 30% железа и около 5% оксидов редкоземельных элементов. После раздавливания большой руды в шахте она транспортируется на поезде на завод по обеспечению ухода из батоу и стальной группы Baotou. Задача завода по набору - увеличитьFe2O3от 33% до более 55%, сначала шлифование и оценка на конической шаровой мельнице, а затем выбирая первичный концентрат железа 62-65% Fe2O3 (оксид железа) с использованием цилиндрического магнитного сепаратора. Хвосты продолжают подвергаться флотации и магнитному разделению, чтобы получить вторичный концентрат железа, содержащий более 45%Fe2O3(оксид железа). Редко-земля обогащена флотационной пеной, со степенью 10-15%. Концентрат можно выбрать с использованием встряхивающего таблицы для получения грубого концентрата с содержанием REO 30%. После переиздания с помощью оборудования для обеспечения выгоды можно получить редкоземельный концентрат с содержанием REO более 60%.
Метод разложения редкоземельного концентрата
·Редко -земляЭлементы в концентратах обычно существуют в виде нерастворимых карбонатов, фторидов, фосфатов, оксидов или силикатов. Редко -земные элементы должны быть преобразованы в соединения, растворимые в воде или неорганических кислотах, посредством различных химических изменений, а затем подвергаются таким процессам, как растворение, разделение, очистка, концентрация или продуцирование для получения различных смешанныхРедко -земляСоединения, такие как смешанные хлориды редкоземельной земли, которые можно использовать в качестве продуктов или сырья для разделения единичных редкоземельных элементов. Этот процесс называетсяРедко -земляконцентрат разложения, также известный как предварительная обработка.
· Есть много методов разложенияРедко -земляКонцентраты, которые обычно могут быть разделены на три категории: кислотный метод, щелочный метод и разложение хлорирования. Кислотное разложение может быть дополнительно разделено на разложение соляной кислоты, разложение серной кислоты и разложение гидрофлуорической кислоты. Декомпозиция щелочи может быть дополнительно разделено на разложение гидроксида натрия, плавление гидроксида натрия или методы обжарки содовой. Соответствующий поток процесса обычно выбирается на основе принципов типа концентрата, характеристик оценки, плана продукта, удобства для восстановления и всестороннего использования не редкоземельных элементов, пользы гигиены труда и защиты окружающей среды и экономической рациональности.
· Несмотря на то, что было обнаружено почти 200 редких и рассеянных элементов минералов, они не были обогащены независимыми месторождениями с промышленной добычей из -за их редкости. Пока что только редкий независимыйГермания, селен, ителлурДепозиты были обнаружены, но масштаб депозитов не очень велик.
Крышка редкоземель
· Есть два метода дляРедко -земляСыль, гидрометаллургия и пирометаллургия.
· Весь процесс гидрометаллургии редкоземельной земли и химическая металлургия металлов в основном в растворе и растворителе, таких как разложение редкоземельного концентрата, разделение и экстракцияредкоземельные оксиды, соединения и отдельные металлы с редкоземельными, которые используют процессы химического разделения, такие как осаждение, кристаллизация, уменьшение окисления, экстракция растворителя и ионный обмен. Наиболее часто используемым методом является экстракция органического растворителя, которая является универсальным процессом для промышленного разделения однолетних элементов отдельных редкоземельных элементов. Процесс гидрометаллургии сложный, а чистота продукта высока. Этот метод имеет широкий спектр приложений для производства готовой продукции.
Пирометаллургический процесс прост и обладает высокой продуктивностью.Редко -земляпирометаллургия в основном включает в себя производстворедкоземельные сплавыС помощью метода силикотермического восстановления, производства металлов или сплавов редкоземельредкоземельные сплавыметодом термического восстановления металла и т. Д.
Общей характеристикой пирометаллургии является производство в условиях высокой температуры.
Процесс производства редкоземелью
·Редко -землякарбонат иРедко -земля хлориддва основных основных продукта вРедко -земляпромышленность Вообще говоря, в настоящее время существует два основных процесса для производства этих двух продуктов. Одним из процессов является процесс обжарки концентрированной серной кислоты, а другой процесс называется процессом едкой соды, сокращенным как процесс едкой соды.
· Помимо присутствия в различных редкоземельных минералах, значительная частьредкоземельные элементыВ природе сосуществуют с минералами апатитов и фосфатной породы. Общие запасы мировой фосфатной руды составляют приблизительно 100 миллиардов тонн, со среднимРедко -земляСодержание 0,5 ‰. Подсчитано, что общая суммаРедко -земляСвязано с фосфатной рудой в мире составляет 50 миллионов тонн. В ответ на характеристики низкогоРедко -земляСодержание и статус особого появления В шахтах различные процессы восстановления изучались как внутри страны, так и на международном уровне, которые можно разделить на влажные и тепловые методы. В влажных методах их можно разделить на метод азотной кислоты, метод соляной кислоты и метод серной кислоты в соответствии с различными кислотами разложения. Существуют различные способы восстановления редкоземелей из химических процессов фосфора, все из которых тесно связаны с методами обработки фосфатной руды. Во время процесса теплового производстваРедко -земляКоэффициент восстановления может достигать 60%.
С непрерывным использованием ресурсов фосфатной породы и сдвигом в направлении развития низкокачественной фосфатной породы процесс фосфорной кислоты серой кислоты стал основным методом в химической промышленности фосфатной химии и восстановленияредкоземельные элементыВ серной кислоте влажная процесс фосфорной кислоты стала исследовательской точкой. В процессе производства фосфорной кислоты с мокрой процессом серной кислоты процесс контроля обогащения редкоземель в фосфорной кислоте и затем использование органического растворителя для извлечения редкоземельных элементов имеет больше преимуществ, чем ранние разработанные методы.
Процесс извлечения редкоземель
Растворимость серной кислоты
CeriumГруппа (нерастворим в соли сульфатных комплекса) -лантан, cerium, Празедимиум, неодими Прометия;
ТербийГруппа (слегка растворим в соли сульфатных комплекса) -самарий, Европий, Гадолиний, тербий, Диспрозиум, иХолмий;
ИттрийГруппа (растворимая в солях в сульфатных комплексах) -иттрий, эрбий, тулий, иттербий,лютеций, искандий.
Разделение добычи
СветРедко -земля(P204 слабая извлечение кислотности) -лантанВcerium, ПразедимиумВнеодими Прометия;
Средняя редкоземельная земля (P204 Низкая кислотность)-самарийВЕвропийВГадолинийВтербийВДиспрозиум;
ТяжелыйРедко -земляэлементы(извлечение кислотности в P204) -ХолмийВ
Введение в процесс извлечения
В процессе разделенияредкоземельные элементы,Из -за чрезвычайно похожих физических и химических свойств 17 элементов, а также изобилия сопровождающих примесей вредкоземельные элементы, процесс извлечения относительно сложный и обычно используется.
Существует три типа процессов извлечения: пошаговый метод, ионообмену и извлечение растворителя.
Пошаговый метод
Метод разделения и очистки с использованием разницы в растворимости соединений в растворителях называется пошаговым методом. Отиттрий(Y) клютеций(Lu), единственное разделение между всеми природнымиредкоземельные элементы, в том числе радий, обнаруженный парой Кюри,
Все они разделены с использованием этого метода. Операционная процедура этого метода является относительно сложной, а единственное разделение всех редкоземельных элементов заняло более 100 лет, при этом одна разделение и повторная операция достигла 20000 раз. Для химических работников их работа
Сила относительно высока, а процесс относительно сложный. Следовательно, использование этого метода не может производить ни одного редкоземеля в больших количествах.
Ионовый обмен
Исследовательской работе по редкоземельным элементам была затруднена неспособность произвести однуредкоземельный элементв больших количествах посредством пошаговых методов. Чтобы проанализироватьредкоземельные элементысодержался в продуктах ядерного деления и удалял редкоземельные элементы из урана и тория, ионообменной хроматографии (ионообменная хроматография) была успешно изучена, которая затем использовалась для разделенияредкоземельный элементс Преимущество метода ионного обмена состоит в том, что несколько элементов могут быть разделены в одной операции. И это также может получить продукты с высокой точкой. Тем не менее, недостаток заключается в том, что его нельзя обрабатывать непрерывно, с длительным рабочим циклом и высокими затратами на регенерацию смолы и обмен. Следовательно, этот некогда основной метод разделения большого количества редкоземельных элементов был вышел на пенсию из метода основного разделения и заменен методом извлечения растворителя. Тем не менее, из-за выдающихся характеристик ионной обменной хроматографии при получении однолетних продуктов с использованием одной чистоты, в настоящее время, для производства однократных чистоты чистоты и разделения некоторых тяжелых редкоземельных элементов, также необходимо использовать ионообменную хроматографию для разделения и производства редкоземельного продукта.
Извлечение растворителя
Метод использования органических растворителей для экстракции и отделения экстрагированного вещества от несмешиваемого водного раствора называется экстракцией жидкости органического растворителя, сокращающегося в качестве экстракции растворителя. Это процесс массопереноса, который переносит вещества от одной жидкой фазы в другую. Метод экстракции растворителя был применен ранее в нефтехимической, органической химии, фармацевтической химии и аналитической химии. Однако в прошлые сорок лет из -за развития атомной энергетической науки и технологий, а также необходимости производства ультрапировых веществ и редких элементов, добыча растворителя добилась значительного прогресса в таких отраслях, как индустрия ядерного топлива и редкая металлургия. Китай достиг высокого уровня исследований в теории экстракции, синтеза и применения новых экстрагентов и процесса извлечения редкоземельных элементов. По сравнению с методами разделения, такими как градуированные осадки, градуированная кристаллизация и ионный обмен, экстракция растворителя имеет ряд преимуществ, таких как хороший эффект разделения, большие производственные мощности, удобство для быстрого и непрерывного производства и простые в достижении автоматического контроля. Следовательно, он постепенно стал основным методом разделения больших количествРедко -земляs.
Редко -земное очищение
Производственное сырье
Редкоземельные металлыобычно делятся на смешанные редкоземельные металлы и одинокиередкоземельные металлыПолем Композиция смешанногоредкоземельные металлыпохож на исходную редкоземельную композицию в руде, а один металл - это металл, отделенный и утонченный от каждой редкоземельной земли. Трудно уменьшитьредкоземельный оксидS (кроме оксидовсамарийВЕвропий,, тулийВиттербий) в один металл с использованием общих металлургических методов, из -за высокой тепла, и высокой стабильности. Следовательно, обычно используемое сырье для производстваредкоземельные металлыВ настоящее время их хлориды и фториды.
Расплавленная соль электролиз
Массовое производство смешанногоредкоземельные металлыВ промышленности обычно используется метод электролиза расплавленной соли. Существует два метода электролиза: хлоридный электролиз и электролиз оксида. Метод подготовки одногоредкоземельные металлыварьируется в зависимости от элемента.самарийВЕвропий,,тулийВиттербийне подходят для электролитического препарата из -за их высокого давления паров, а вместо этого готовится с использованием метода восстановления дистилляции. Другие элементы могут быть подготовлены с помощью электролиза или метода термического восстановления металла.
Хлоридный электролиз является наиболее распространенным методом для производства металлов, особенно для смешанных редкоземельных металлов. Процесс простой, экономичный и требует минимальных инвестиций. Тем не менее, самым большим недостатком является выпуск хлора, который загрязняет окружающую среду. Электролиз оксида не выделяет вредных газов, но стоимость немного выше. Как правило, дорогостоящий синглРедко -Землитакой какнеодимиПразедимиумобразуются с использованием оксидного электролиза.
Метод электролиза с уменьшением вакуума может только подготовить общий промышленный сортредкоземельные металлыПолем Подготовитьредкоземельные металлыПри низких примесях и высокой чистоте обычно используется метод вакуумного теплового восстановления. Этот метод может создавать все одноразовые металлы, носамарийВЕвропий,,тулийВиттербийне может быть произведен с помощью этого метода. Окислительно -восстановительный потенциалсамарийВЕвропий,,тулийВиттербийи кальций только частично уменьшаетсяРедко -земляфторид. Как правило, приготовление этих металлов основано на принципах высокого давления паров этих металлов и низкого давления паровLanthanum Metalс Оксиды этих четырехРедко -Землисмешиваются с фрагментамиLanthanum MetalS и сжимается в блоки и уменьшается в вакуумной печи.Лантанболее активно, покасамарийВЕвропий,,тулийВиттербийсводятся к золотулантани собрано на конденсации, что позволяет легко отделить от шлака.
Время сообщения: ноябрь-07-2023