Ievads retzemju nozares tehnoloģijā
·Retzemju is nevis metālisks elements, bet kolektīvs termins 15 retzemju elementiem unyttriumunskandijsApvidū Tāpēc 17 retzemju elementiem un to dažādajiem savienojumiem ir dažādi lietojumi, sākot no hlorīdiem ar tīrību 46% līdz atsevišķām retzemju oksīdiem unretzemju metāliar tīrību 99,9999%. Pievienojot saistītos savienojumus un maisījumus, ir neskaitāmi retzemju produkti. TātadretzemeTehnoloģija ir arī dažāda, pamatojoties uz šo 17 elementu atšķirībām. Tomēr sakarā ar to, ka retzemju elementus var iedalīt cerumā unyttriumRetu Zemes minerālu kalnrūpniecības, kausēšanas un atdalīšanas procesu ieguves, kausēšanas un atdalīšanas procesi ir arī retu zemes minerālu ieguves, kausēšanas un atdalīšanas procesi. Sākot no sākotnējās rūdas ieguves, retzemju retzemju iegūšanas metodes, kausēšanas procesi, ekstrakcijas metodes un attīrīšanas procesi tiks ieviesti pa vienam.
Retzemju minerālu pārstrāde
· Minerālu apstrāde ir mehāniska apstrādes process, kurā tiek izmantotas atšķirības fizikālajās un ķīmiskajās īpašībās starp dažādiem minerāliem, kas veido rūdu, tiek izmantotas dažādas labvēlības metodes, procesi un aprīkojums, lai bagātinātu noderīgus minerālus rūdā, noņemtu kaitīgus impurācijas un atdalītu tos no Gjū minerāliem.
·retzemerūdas, kas iegūtas visā pasaulē, satursretzemju oksīdiir tikai daži procenti, un daži pat zemāki. Lai izpildītu ražošanas prasības, kas saistītas ar kausēšanu,retzemeMinerāli ir atdalīti no Gangue minerāliem un citiem noderīgiem minerāliem, izmantojot labumu pirms kausēšanas, lai palielinātu retzemju oksīdu saturu un iegūtu retzemju koncentrātus, kas var atbilst retzemju metalurģijas prasībām. Retu zemes rūdu labums parasti izmanto flotācijas metodi, ko bieži papildina ar vairākām smaguma un magnētiskās atdalīšanas kombinācijām, veidojot labuma procesa plūsmu.
LīdzretzemeDepozīts Baiyunebo raktuvē iekšējā Mongolijā ir dzelzs dolomīta karbonāta iežu tipa nogulsne, kas galvenokārt sastāv no retu zemes minerālvielu pavadīšanas dzelzsrūdā (papildus fluorogļūdeņraža cerium rūdai un monazītam ir arī vairāki, ir arī vairāki, ir arī vairāki, ir arī vairāki, ir arī vairāki, ir arī vairāki, ir arī vairāki, ir arī vairāki, ir arī vairāki, ir arī vairāki, ir arī vairāki, ir arī vairāki, ir arī vairāki, ir arī vairāki, ir arī vairāki, ir arī vairāki, ir arī vairāki, ir arī vairāki, ir arī vairāki, ir arī vairākasniobijsunretzememinerāli).
Ekstrahētajā rūdā ir apmēram 30% dzelzs un apmēram 5% retzemju oksīdu. Pēc lielās rūdas saspiešanas raktuvē to transportē ar vilcienu uz Baotou dzelzs un tērauda grupas uzņēmuma labvēlības rūpnīcu. Labvēlības iekārtas uzdevums ir palielinātFe2O3No 33% līdz vairāk nekā 55%, vispirms slīpējot un šķirojot uz koniskās lodīšu dzirnavām, un pēc tam izvēloties primāro dzelzs koncentrātu 62–65% Fe2O3 (dzelzs oksīds) Izmantojot cilindrisku magnētisko separatoru. Atklāsti turpina veikt flotāciju un magnētisko atdalīšanu, lai iegūtu sekundāru dzelzs koncentrātu, kas satur vairāk nekā 45%Fe2O3(Dzelzs oksīds). Retzeme ir bagātināta ar flotācijas putām ar atzīmi 10–15%. Koncentrātu var izvēlēties, izmantojot kratīšanas galdu, lai iegūtu rupju koncentrātu ar REO saturu 30%. Pēc atkārtotas apstrādes ar labvēlības aprīkojumu var iegūt retzemju koncentrātu ar REO saturu virs 60%.
Retzemju koncentrāta sadalīšanās metode
·RetzemeKoncentrātu elementi parasti pastāv nešķīstošu karbonātu, fluorīdu, fosfātu, oksīdu vai silikātu veidā. Retzemju elementi jāpārveido savienojumos, kas šķīst ūdenī vai neorganiskos skābēs, izmantojot dažādas ķīmiskas izmaiņas, un pēc tam jāveic tādi procesi kā izšķīšana, atdalīšana, attīrīšana, koncentrācija vai kalcinēšana, lai iegūtu dažādas sajauktasretzemeSavienojumi, piemēram, jaukti retzemju hlorīdi, kurus var izmantot kā produktus vai izejvielas atsevišķu retzemju elementu atdalīšanai. Šis process tiek sauktsretzemeKoncentrāta sadalīšanās, pazīstama arī kā priekšapstrāde.
· Ir daudz sadalīšanās metožuretzemeKoncentrāti, kurus parasti var iedalīt trīs kategorijās: skābes metode, sārmu metode un hlorēšanas sadalīšanās. Skābes sadalīšanos var vēl vairāk iedalīt sālsskābes sadalījumā, sērskābes sadalīšanā un hidrofluoric skābes sadalīšanā. Sārmu sadalīšanos var vēl vairāk iedalīt nātrija hidroksīda sadalīšanās, nātrija hidroksīda kušanas vai sodas grauzdēšanas metodēs. Atbilstošo procesa plūsmu parasti izvēlas, pamatojoties uz koncentrāta veida principiem, pakāpes īpašībām, produktu plānu, ērtībām, kas nav retu zemes elementu atgūšana un visaptveroša izmantošana, labums darbaspēka higiēnai un vides aizsardzībai un ekonomiskajai racionalitātei.
· Lai arī ir atklāti gandrīz 200 retu un izkliedētu elementu minerāli, tie nav bagātināti ar neatkarīgām atradnēm ar rūpniecisko ieguvi to retuma dēļ. Pagaidām tikai reti neatkarīgigermānija, selēns, untelurijsIr atklāti noguldījumi, bet noguldījumu mērogs nav ļoti liels.
Retzemju kausēšana
· Ir divas metodesretzemeKausēšana, hidrometalurģija un pirometalurģija.
· Viss retzemju hidrometalurģijas un metāla ķīmiskās metalurģijas process lielākoties ir šķīdumā un šķīdinātājā, piemēram, retzemju koncentrāta sadalīšanās, atdalīšana un ekstrakcijaretzemju oksīdi, savienojumi un atsevišķi retzemju metāli, kuros tiek izmantoti ķīmiskās atdalīšanas procesi, piemēram, nokrišņi, kristalizācija, oksidācijas samazināšana, šķīdinātāja ekstrakcija un jonu apmaiņa. Visbiežāk izmantotā metode ir organiska šķīdinātāja ekstrakcija, kas ir universāls process, lai rūpnieciski atdalītu augstas tīrības pakāpes retzemju elementus. Hidrometalurģijas process ir sarežģīts, un produkta tīrība ir augsta. Šai metodei ir plašs lietojumu klāsts gatavo produktu ražošanā.
Pyrometalurģiskais process ir vienkāršs, un tam ir augsta produktivitāte.Retzemepirometalurģija galvenokārt ietver ražošanuretzemju sakausējumiar silikotermiskās reducēšanas metodi, retzemju metālu vai sakausējumu ražošanu ar izkausētu sāls elektrolīzes metodi un ražošanuretzemju sakausējumiar metāla termiskās samazināšanas metodi utt.
Pirometalurģijas kopējā īpašība ir ražošana augstas temperatūras apstākļos.
Retzemju ražošanas process
·Retzemekarbonāts unretzemju hlorīdsir divi galvenie primārie produktiretzemerūpniecība. Vispārīgi runājot, šobrīd ir divi galvenie procesi šo divu produktu ražošanai. Viens process ir koncentrēts sērskābes grauzdēšanas process, bet otru procesu sauc par kaustisko sodas procesu, kas saīsināts kā kaustiskā soda procesa.
· Papildus tam, ka atrodas dažādos retzemju minerālos, ievērojama daļaretzemju elementiDabā pastāv līdzās ar apatītu un fosfātu iežu minerāliem. Kopējās pasaules fosfāta rūdas rezerves ir aptuveni 100 miljardi tonnu ar vidējoretzeme0,5 ‰ saturs. Tiek lēsts, ka kopējais daudzumsretzemeAr fosfātu rūdu, kas saistīta ar fosfātu rūdu pasaulē, ir 50 miljoni tonnu. Reaģējot uz zemo īpašībāmretzemeSaturs un īpašs rašanās statuss raktuvēs ir pētīti dažādi atkopšanas procesi gan vietējā, gan starptautiskā mērogā, kurus var iedalīt mitrā un termiskā metodē. Mitrās metodēs tos var iedalīt slāpekļskābes metodē, sālsskābes metodē un sērskābes metodē atbilstoši dažādām sadalīšanās skābēm. Ir dažādi veidi, kā atgūt retzemes no fosfora ķīmiskajiem procesiem, kas visi ir cieši saistīti ar fosfātu rūdas apstrādes metodēm. Termiskās ražošanas procesa laikā,retzemeAtkopšanas līmenis var sasniegt 60%.
Nepārtraukti izmantojot fosfātu iežu resursus un pāreju uz zemas kvalitātes fosfāta iežu attīstību, sērskābes mitrās process fosforskābes process ir kļuvis par galveno metodi fosfātu ķīmiskajā rūpniecībā un atjaunošanāsretzemju elementiSērskābes mitrā procesā fosforskābe ir kļuvusi par pētījumu. Sērskābes mitrā procesa fosforskābes ražošanas procesā retu zemes bagātināšanas kontroles process fosforskābē un pēc tam organiskā šķīdinātāja ekstrakcijas izmantošana retu zemes iegūšanai ir vairāk priekšrocību nekā agrīni attīstītās metodes.
Retzemju ieguves process
Sērskābes šķīdība
Kērijsgrupa (nešķīst sulfātu kompleksu sāļos) -lantāns, Cerium, prazeodīms, neodīms, un prometijs;
Terbijsgrupa (nedaudz šķīst sulfātu kompleksu sāļos) -samārijs, eiropija, gadolīnijs, terbijs, disprozums, unholmijs;
Yttriumgrupa (šķīst sulfātu kompleksu sāļos) -yttrium, erbium, thulium, ytterbium,lutetium, unskandijs.
Ekstrakcijas atdalīšana
Gaismaretzeme(P204 vāja skābuma ekstrakcija) -lantānsVerdzībaCerium, prazeodīmsVerdzībaneodīms, un prometijs;
Vidējā retzeme (P204 zema skābuma ekstrakcija)-samārijsVerdzībaeiropijaVerdzībagadolīnijsVerdzībaterbijsVerdzībadisprozums;
Ievads ieguves procesā
Atdalīšanas procesāretzemju elementi,Sakarā ar ārkārtīgi līdzīgajām 17 elementiem līdzīgajām fizikālajām un ķīmiskajām īpašībāmretzemju elementi, ekstrakcijas process ir salīdzinoši sarežģīts un parasti tiek izmantots.
Pastāv trīs ekstrakcijas procesu veidi: pakāpeniska metode, jonu apmaiņa un ekstrakcija ar šķīdinātāju.
Soli pa solim
Atdalīšanas un attīrīšanas metodi, izmantojot savienojumu šķīdības atšķirības šķīdinātājus, sauc par soli pa solim. Noyttrium(Y) uzlutetium(Lu), viena atdalīšana starp visiem dabiski sastopamajiemretzemju elementi, ieskaitot rādiju, ko atklājusi Curie pāris,
Viņi visi ir atdalīti, izmantojot šo metodi. Šīs metodes darbības procedūra ir salīdzinoši sarežģīta, un visu retzemju elementu vienreizējs atdalīšana ilga vairāk nekā 100 gadus, ar vienu atdalīšanu un atkārtotu operāciju sasniedzot 20000 reizes. Ķīmiskajiem darbiniekiem viņu darbs
Stiprums ir salīdzinoši augsts, un process ir salīdzinoši sarežģīts. Tāpēc šīs metodes izmantošana lielos daudzumos nevar radīt vienu retu zemi.
Jonu apmaiņa
Pētniecības darbu ar retzemju elementiem ir kavēta nespēja radīt vienuretzemju elementslielos daudzumos, izmantojot pakāpeniskas metodes. Lai analizēturetzemju elementiIekārtas kodolizplatīšanas produktos un noņemiet retzemju elementus no urāna un torija, jonu apmaiņas hromatogrāfija (jonu apmaiņas hromatogrāfija) tika veiksmīgi pētītaretzemju elementss. Jonu apmaiņas metodes priekšrocība ir tā, ka vienā operācijā var atdalīt vairākus elementus. Un tas var arī iegūt augstas tīrības produktus. Tomēr trūkums ir tāds, ka to nevar pārstrādāt nepārtraukti, ar ilgu darbības ciklu un augstām izmaksām sveķu atjaunošanai un apmaiņai. Tāpēc šī kādreiz galvenā metode lielu daudzumu retzemju atdalīšanai ir aizgājusi no galvenās atdalīšanas metodes un aizstāta ar šķīdinātāja ekstrakcijas metodi. Tomēr, ņemot vērā izcilās jonu apmaiņas hromatogrāfijas īpašības, iegūstot augstas tīrības pakāpes vienas retzemju produktus, pašlaik, lai ražotu īpaši augstas tīrības līmeņa atsevišķus produktus un atdalītu dažus smagas retzemju elementus, ir jāizmanto arī jonu apmaiņas hromatogrāfija, lai atdalītu un ražotu retu zemes produktu.
Šķīdinātāja ekstrakcija
Organisko šķīdinātāju izmantošanas metodi ekstrahētās vielas ekstrakcijai un atdalīšanai no nesajaukta ūdens šķīduma sauc par organisko šķīdinātāja šķidruma šķidruma ekstrakciju, kas saīsināta kā šķīdinātāja ekstrakcija. Tas ir masas pārnešanas process, kas pārnes vielas no vienas šķidruma fāzes uz otru. Šķīdinātāju ekstrakcijas metode jau agrāk tika izmantota naftas ķīmijas, organiskās ķīmijas, farmaceitiskās ķīmijas un analītiskās ķīmijas gadījumā. Tomēr pēdējos četrdesmit gados, sakarā ar atomu enerģijas zinātnes un tehnoloģijas attīstību, kā arī nepieciešamību ražot ulapurīgas vielas un retus elementus, šķīdinātāju ekstrakcija ir guvusi lielu progresu tādās nozarēs kā kodoldegvielas nozare un reta metalurģija. Ķīna ir sasniegusi augstu ekstrakcijas teorijas pētījumu līmeni, jaunu ekstraktu sintēzi un pielietojumu, kā arī retzemju elementu atdalīšanas ekstrakcijas procesu. Salīdzinot ar atdalīšanas metodēm, piemēram, nokrišņu pakāpi, gradētu kristalizāciju un jonu apmaiņu, šķīdinātāja ekstrakcijai ir virkne priekšrocību, piemēram, laba atdalīšanas efekta, liela ražošanas spēja, ērtība ātrai un nepārtrauktai ražošanai, kā arī viegli sasniegt automātisku kontroli. Tāpēc tā pakāpeniski ir kļuvusi par galveno metodi, lai nodalītu lielu daudzumuretzemes.
Retzemju attīrīšana
Ražošanas izejvielas
Retzemju metāliparasti ir sadalīti jauktos retzemju metālos un vientuļosretzemju metāliApvidū Jauktā sastāvsretzemju metāliir līdzīgs oriģinālajam retzemju sastāvam rūdā, un viens metāls ir metāls, kas atdalīts un rafinēts no katras retas zemes. To ir grūti samazinātretzemju oksīdss (izņemot oksīdussamārijsVerdzībaeiropija,, thuliumVerdzībaytterbium) vienā metālā, izmantojot vispārīgas metalurģiskas metodes, pateicoties to lielajam veidošanās karstumam un augstajai stabilitātei. Tāpēc parasti izmantotās izejvielas ražošanairetzemju metāliMūsdienās ir viņu hlorīdi un fluorīdi.
Izkausēta sāls elektrolīze
Masveida sajaukšanas ražošanaretzemju metāliRūpniecībā parasti tiek izmantota izkausētā sāls elektrolīzes metode. Ir divas elektrolīzes metodes: hlorīda elektrolīze un oksīda elektrolīze. Viena sagatavošanas metoderetzemju metālimainās atkarībā no elementa.samārijsVerdzībaeiropija,thuliumVerdzībaytterbiumnav piemēroti elektrolītiskai preparātam to augstā tvaika spiediena dēļ, un tā vietā tiek sagatavoti, izmantojot reducēšanas destilācijas metodi. Citus elementus var sagatavot, izmantojot elektrolīzi vai metāla termiskās samazināšanas metodi.
Hlorīda elektrolīze ir visizplatītākā metāla metode, īpaši jauktiem retzemju metāliem. Process ir vienkāršs, rentabls un prasa minimālus ieguldījumus. Tomēr lielākais trūkums ir hlora gāzes izdalīšanās, kas piesārņo vidi. Oksīda elektrolīze neizdalās kaitīgas gāzes, bet izmaksas ir nedaudz augstākas. Parasti vientuļš augstas cenasretzemjupiemēramneodīmsunprazeodīmstiek ražoti, izmantojot oksīda elektrolīzi.
Vakuuma samazināšanas elektrolīzes metode var tikai sagatavot vispārējo rūpniecības pakāpiretzemju metāliApvidū Lai sagatavotosretzemju metāliAr zemiem piemaisījumiem un augstu tīrību parasti izmanto vakuuma termiskās samazināšanas metodi. Šī metode var radīt visus atsevišķos retzemju metālus, betsamārijsVerdzībaeiropija,thuliumVerdzībaytterbiumnevar ražot, izmantojot šo metodi. Redoksa potenciālssamārijsVerdzībaeiropija,thuliumVerdzībaytterbiumun tikai daļēji samazinās kalcijsretzemeFluorīds. Parasti šo metālu sagatavošana ir balstīta uz šo metālu augsta tvaika spiediena principiem un zemu tvaika spiedienulantāna metālss. Šo četru oksīdiretzemjutiek sajaukti ar fragmentiemlantāna metālss un saspiesti blokos un samazināti vakuuma krāsnī.Lantānsir aktīvāks, kamērsamārijsVerdzībaeiropija,thuliumVerdzībaytterbiumtiek samazināti līdz zeltamlantānsun savākts kondensācijā, padarot to viegli atdalīties no izdedžiem.
Pasta laiks: novembris-07-2023