Introduksjon til sjelden jordbransjeteknologi
·Sjelden jord ier ikke et metallisk element, men et kollektivt begrep for 15 sjeldne jordelementer ogYttriumogScandium. Derfor har de 17 sjeldne jordelementene og deres forskjellige forbindelser forskjellige bruksområder, alt fra klorider med en renhet på 46% til enkelt sjeldne jordoksider ogSjeldne jordmetallermed en renhet på 99.9999%. Med tilsetning av relaterte forbindelser og blandinger er det utallige sjeldne jordprodukter. Så,sjelden jordTeknologi er også mangfoldig basert på forskjellene i disse 17 elementene. På grunn av det faktum at sjeldne jordelementer kan deles inn i cerium ogYttriumGrupper basert på mineralegenskaper, gruvedrift, smelte og separasjonsprosesser av sjeldne jordmineraler er også relativt enhetlige. Med utgangspunkt i den innledende malmgruvedriften, vil separasjonsmetodene, smelteprosesser, ekstraksjonsmetoder og rensingsprosesser av sjeldne jordarter bli introdusert en etter en.
Mineralbehandling av sjeldne jordarter
· Mineralbehandling er en mekanisk prosesseringsprosess som benytter forskjellene i fysiske og kjemiske egenskaper mellom forskjellige mineraler som utgjør malmen, bruker forskjellige fordelingsmetoder, prosesser og utstyr for å berike nyttige mineraler i malmen, fjerne skadelige urenheter og skille dem fra gangue -mineraler.
· Isjelden jordmalmer som er utvunnet over hele verden, innholdet iSjeldne jordoksiderer bare noen få prosent, og noen enda lavere. For å oppfylle produksjonskravene til smelte,sjelden jordMineraler skilles fra gangue -mineraler og andre nyttige mineraler gjennom fordel før smelting, for å øke innholdet av sjeldne jordoksider og oppnå sjeldne jordkonsentrater som kan oppfylle kravene til sjeldne jordmetallurgi. Bistannelsen av sjeldne jordmalm vedtar generelt flotasjonsmetode, ofte supplert med flere kombinasjoner av tyngdekraft og magnetisk separasjon for å danne en gevinstprosessstrøm.
Desjelden jordInnskudd i Baiyunebo -gruven i indre Mongolia er en avsetning av karbonatbergarter av jerndolomitt, hovedsakelig sammensatt av tilhørende sjeldne jordmineraler i jernmalm (i tillegg til fluorokarbon ceriummalm og monazitt, er det også flereNiobiumogsjelden jordmineraler).
Den ekstraherte malmen inneholder omtrent 30% jern og omtrent 5% sjeldne jordoksider. Etter å ha knust den store malmen i gruven, blir den transportert med tog til fordelingsanlegget til Baotou Iron and Steel Group Company. Oppgaven til fordelingsanlegget er å økeFe2O3fra 33% til over 55%, først sliping og gradering på en konisk kulefabrikk, og deretter velge et primært jernkonsentrat på 62-65% FE2O3 (jernoksid) ved hjelp av en sylindrisk magnetisk separator. Avskjæringen fortsetter å gjennomgå flotasjon og magnetisk separasjon for å oppnå et sekundært jernkonsentrat som inneholder mer enn 45%Fe2O3(jernoksid). Sjelden jord er beriket i flotasjonsskum, med en karakter på 10-15%. Konsentratet kan velges ved hjelp av et ristebord for å produsere et grovt konsentrat med et REO -innhold på 30%. Etter å ha blitt opparbeidet av fordelingsutstyr, kan det oppnås et sjeldent jordkonsentrat med et REO -innhold på over 60%.
Nedbrytningsmetode for sjelden jordkonsentrat
·Sjelden jordElementer i konsentrater eksisterer vanligvis i form av uoppløselige karbonater, fluorider, fosfater, oksider eller silikater. Sjeldne jordelementer må omdannes til forbindelser som er oppløselige i vann eller uorganiske syrer gjennom forskjellige kjemiske forandringer, og deretter gjennomgå prosesser som oppløsning, separasjon, rensing, konsentrasjon eller kalsinering for å produsere forskjellige blandedesjelden jordForbindelser som blandede sjeldne jordklorider, som kan brukes som produkter eller råvarer for å skille enkelt sjeldne jordelementer. Denne prosessen kallessjelden jordKonsentrat nedbrytning, også kjent som forbehandling.
· Det er mange metoder for nedbrytningsjelden jordKonsentrater, som generelt kan deles inn i tre kategorier: syremetode, alkali -metode og kloreringsutbrytning. Syredekomponering kan videre deles inn i saltsyre -dekomponering, nedbrytning av svovelsyre og nedbrytning av hydrofluorsyre. Alkali -dekomponering kan videre deles inn i natriumhydroksyd dekomponering, natriumhydroksydsmelting eller brusstekemetoder. Den passende prosessstrømmen er vanligvis valgt ut fra prinsippene for konsentrattype, karakteregenskaper, produktplan, bekvemmelighet for utvinning og omfattende utnyttelse av ikke -sjeldne jordelementer, fordel for arbeidshygiene og miljøvern og økonomisk rasjonalitet.
· Selv om nesten 200 sjeldne og spredte elementmineraler er blitt oppdaget, har de ikke blitt beriket til uavhengige forekomster med industriell gruvedrift på grunn av deres sjeldenhet. Så langt, bare sjelden uavhengigGermanium, Selen, ogTelluriumInnskudd er blitt oppdaget, men omfanget av forekomstene er ikke veldig stor.
Smelte av sjeldne jordarter
· Det er to metoder forsjelden jordSmelting, hydrometallurgi og pyrometallurgi.
· Hele prosessen med sjelden jordhydrometallurgi og metallkjemisk metallurgi er stort sett i løsning og løsningsmiddel, for eksempel nedbrytning av sjeldent jordkonsentrat, separasjon og ekstraksjon avSjeldne jordoksiderForbindelser og enkelt sjeldne jordmetaller, som bruker kjemiske separasjonsprosesser som nedbør, krystallisering, oksidasjonsreduksjon, løsningsmiddelekstraksjon og ionebytte. Den mest brukte metoden er organisk løsningsmiddelekstraksjon, som er en universell prosess for industriell separasjon av høye renhets-sjeldne jordelementer. Hydrometallurgi -prosessen er kompleks og produktens renhet er høy. Denne metoden har et bredt spekter av applikasjoner for å produsere ferdige produkter.
Den pyrometallurgiske prosessen er enkel og har høy produktivitet.Sjelden jordPyrometallurgi inkluderer hovedsakelig produksjon avSjeldne jordlegeringerved silikoterm reduksjonsmetode, produksjon av sjeldne jordmetaller eller legeringer ved smeltet saltelektrolysemetode, og produksjon avSjeldne jordlegeringerved metall termisk reduksjonsmetode osv.
Det vanlige kjennetegn ved pyrometallurgi er produksjon under høye temperaturforhold.
Sjelden jordproduksjonsprosess
·Sjelden jordkarbonat ogSjelden jordklorider de to viktigste primære produktene isjelden jordindustri. Generelt sett er det for øyeblikket to hovedprosesser for å produsere disse to produktene. Den ene prosessen er den konsentrerte svovelsyrestekingsprosessen, og den andre prosessen kalles den kaustiske brusprosessen, forkortet som den kaustiske brusprosessen.
· I tillegg til å være til stede i forskjellige sjeldne jordmineraler, en betydelig del avSjeldne jordelementeri naturen eksisterer sameksister med apatitt- og fosfatbergmineraler. De totale reserver av verdens fosfatmalm er omtrent 100 milliarder tonn, med et gjennomsnittsjelden jordInnhold på 0,5 ‰. Det anslås at den totale mengden avsjelden jordTilknyttet fosfatmalm i verden er 50 millioner tonn. Som svar på egenskapene til lavtsjelden jordInnhold og spesiell forekomststatus i gruver, forskjellige utvinningsprosesser har blitt studert både innenlands og internasjonalt, som kan deles inn i våte og termiske metoder. I våte metoder kan de deles inn i salpetersyremetode, saltsyremetode og svovelsyremetode i henhold til de forskjellige nedbrytningssyrene. Det er forskjellige måter å gjenvinne sjeldne jordarter fra fosforkjemiske prosesser, som alle er nært knyttet til prosesseringsmetodene for fosfatmalm. Under den termiske produksjonsprosessen,sjelden jordGjenopprettingsgraden kan nå 60%.
Med kontinuerlig utnyttelse av fosfatrockressurser og skiftet mot utvikling av fosfatberging av lav kvalitet, har svovelsyre våtprosess fosforsyreprosess blitt mainstream-metoden i fosfatkjemisk industri, og utvinning avSjeldne jordelementerI svovelsyre våtprosess har fosforsyre blitt en hotspot for forskning. I produksjonsprosessen med svovelsyre våt prosess fosforsyre, har prosessen med å kontrollere berikelsen av sjeldne jordarter i fosforsyre og deretter bruke organisk løsningsmiddelekstraksjon for å trekke ut sjeldne jordarter mer fordeler enn tidlige utviklede metoder.
Sjelden jordutvinningsprosess
Svovelsyres oppløselighet
Ceriumgruppe (uoppløselig i sulfatkomplekssalter) -Lantanum, cerium, Praseodymium, neodym, og prometium;
Terbiumgruppe (litt løselig i sulfatkomplekssalter) -Samarium, Europium, Gadolinium, terbium, dysprosium, ogHolmium;
Yttriumgruppe (løselig i sulfatkomplekssalter) -Yttrium, Erbium, Thulium, Ytterbium,Lutetium, ogScandium.
Ekstraksjonsseparasjon
Lyssjelden jord(P204 Svak surhetsekstraksjon) -Lantanum,cerium, Praseodymium,neodym, og prometium;
Middle Rare Earth (P204 Ekstraksjon med lav surhet)-Samarium,Europium,Gadolinium,terbium,dysprosium;
Tungsjelden jordelementer(Surhetsutvinning i P204) -Holmium,
Introduksjon til utvinningsprosess
I prosessen med å skillesjeldne jordelementer,På grunn av de ekstremt like fysiske og kjemiske egenskapene til 17 elementer, samt overflod av tilhørende urenheter iSjeldne jordelementerEkstraksjonsprosessen er relativt kompleks og ofte brukt.
Det er tre typer ekstraksjonsprosesser: trinn-for-trinn-metode, ionebytte og løsningsmiddelekstraksjon.
Trinn-for-trinn-metode
Metoden for separasjon og rensing ved bruk av forskjellen i løselighet av forbindelser i løsningsmidler kalles trinn-for-trinn-metoden. FraYttrium(Y) tilLutetium(Lu), en enkelt separasjon mellom alle naturlig forekommerSjeldne jordelementer, inkludert radium oppdaget av Curie -paret,
De er alle atskilt ved hjelp av denne metoden. Driftsprosedyren for denne metoden er relativt kompleks, og enkeltparasjonen av alle sjeldne jordelementer tok over 100 år, med en separasjon og gjentatt operasjon som nådde 20000 ganger. For kjemiske arbeidere, deres arbeid
Styrken er relativt høy og prosessen er relativt kompleks. Derfor kan bruk av denne metoden ikke produsere en eneste sjelden jord i store mengder.
Ionutveksling
Forskningsarbeidet på sjeldne jordelementer har blitt hindret av manglende evne til å produsere en enkeltsjeldent jordelementi store mengder gjennom trinn-for-trinn-metoder. For å analysereSjeldne jordelementerInneholdt i kjernefysiske fisjoneringsprodukter og fjerne de sjeldne jordelementene fra uran og thorium, ble ionutvekslingskromatografi (ionutvekslingskromatografi) vellykket studert, som deretter ble brukt for separasjon avsjeldent jordelements. Fordelen med ionutvekslingsmetode er at flere elementer kan skilles i en operasjon. Og det kan også få høye renhetsprodukter. Ulempen er imidlertid at den ikke kan behandles kontinuerlig, med en lang driftssyklus og høye kostnader for harpiksregenerering og utveksling. Derfor har denne en gang hovedmetoden for å skille store mengder sjeldne jordarter blitt trukket tilbake fra mainstream separasjonsmetoden og erstattet av løsningsmiddelekstraksjonsmetode. På grunn av de enestående egenskapene til ionebyttekromatografi for å oppnå høye renhets-sjeldne jordarter, er det foreløpig for å produsere ultrahøy renhet enkeltprodukter og skille noen tunge sjeldne jordelementer, det er også nødvendig å bruke ionutvekslingskromatografi for å skille og produsere et sjeldent jordprodukt.
Løsningsmiddelekstraksjon
Metoden for bruk av organiske løsningsmidler for å trekke ut og skille det ekstraherte stoffet fra en uønsket vandig løsning kalles organisk løsningsmiddel væske-væskeekstraksjon, forkortet som løsningsmiddelekstraksjon. Det er en masseoverføringsprosess som overfører stoffer fra en flytende fase til en annen. Oppløsningsmiddelmetoden er blitt brukt tidligere i petrokjemisk, organisk kjemi, farmasøytisk kjemi og analytisk kjemi. I løpet av de siste førti årene, på grunn av utvikling av atomenergivitenskap og teknologi, samt behovet for produksjon av ultrapurstoffer og sjeldne elementer, har løsemiddelekstraksjon gjort store fremskritt i næringer som atombrenselindustri og sjelden metallurgi. Kina har oppnådd et høyt forskningsnivå i ekstraksjonsteori, syntese og anvendelse av nye ekstraksjonsmidler og ekstraksjonsprosessen for separasjon av sjeldent jordelement. Sammenlignet med separasjonsmetoder som gradert nedbør, gradert krystallisering og ionebytte, har løsningsmiddelekstraksjon en serie fordeler som god separasjonseffekt, stor produksjonskapasitet, bekvemmelighet for rask og kontinuerlig produksjon og enkel å oppnå automatisk kontroll. Derfor har den gradvis blitt hovedmetoden for å skille store mengder avsjelden jords.
Sjelden jordrensing
Produksjons råvarer
Sjeldne jordmetallerer vanligvis delt inn i blandede sjeldne jordmetaller og enkeltSjeldne jordmetaller. Sammensetningen av blandetSjeldne jordmetallerligner den opprinnelige sjeldne jordkomposisjonen i malmen, og et enkelt metall er et metall separert og raffinert fra hver sjeldne jord. Det er vanskelig å reduseresjelden jordoksids (bortsett fra oksider avSamarium,Europium,, Thulium,Ytterbium) inn i et enkelt metall ved bruk av generelle metallurgiske metoder, på grunn av deres høye formasjonsvarme og høy stabilitet. Derfor de ofte brukte råvarene for produksjon avSjeldne jordmetallerI dag er klorider og fluor.
Smeltet saltelektrolyse
Masseproduksjonen av blandetSjeldne jordmetallerI industrien bruker generelt den smeltede saltelektrolysemetoden. Det er to metoder for elektrolyse: kloridelektrolyse og oksydelektrolyse. Forberedelsesmetoden til en enkeltSjeldne jordmetallervarierer avhengig av elementet.Samarium,Europium,,Thulium,Ytterbiumer ikke egnet for elektrolytisk preparat på grunn av deres høye damptrykk, og blir i stedet fremstilt ved bruk av reduksjonsdestillasjonsmetode. Andre elementer kan fremstilles ved elektrolyse eller metall termisk reduksjonsmetode.
Kloridelektrolyse er den vanligste metoden for å produsere metaller, spesielt for blandede sjeldne jordmetaller. Prosessen er enkel, kostnadseffektiv og krever minimal investering. Imidlertid er den største ulempen frigjøring av klorgass, som forurenser miljøet. Oksidelektrolyse frigjør ikke skadelige gasser, men kostnadene er litt høyere. Generelt høyt priset singelSjeldne jordarterslik somneodymogPraseodymiumproduseres ved bruk av oksydelektrolyse.
Vakuumreduksjonselektrolysemetoden kan bare forberede generell industriell karakterSjeldne jordmetaller. Å forberede segSjeldne jordmetallerMed lave urenheter og høy renhet brukes vanligvis vakuumtermal reduksjonsmetode. Denne metoden kan produsere alle enkelt sjeldne jordmetaller, menSamarium,Europium,,Thulium,Ytterbiumkan ikke produseres ved hjelp av denne metoden. Redokspotensialet tilSamarium,Europium,,Thulium,Ytterbiumog kalsium reduserer bare delvissjelden jordfluor. Generelt er fremstillingen av disse metallene basert på prinsippene for høyt damptrykk av disse metaller og lavt damptrykk avLantanummetalls. Oksydene til disse fireSjeldne jordarterblandes med fragmenter avLantanummetalls og komprimert i blokker, og redusert i en vakuumovn.Lantanumer mer aktiv, mensSamarium,Europium,,Thulium,Ytterbiumreduseres til gull avLantanumog samlet på kondens, noe som gjør det enkelt å skille seg fra slaggen.
Post Time: Nov-07-2023