Introducció a la tecnologia de la indústria rara de la Terra
·Terra rara ino és un element metàl·lic, sinó un terme col·lectiu per a 15 elements de terra rara iyttriumiescandi. Per tant, els 17 elements de la Terra Rarmetalls de terra raraamb una puresa del 99.9999%. Amb l’addició de compostos i barreges relacionades, hi ha infinitat de productes de terra rara. Així,terra raraLa tecnologia també és diversa basada en les diferències d’aquests 17 elements. No obstant això, a causa del fet que els elements de la Terra Rare es poden dividir en Cerium iyttriumEls grups basats en les característiques minerals, els processos de mineria, fosa i separació dels minerals de terres rares també estan relativament unificats. A partir de la mineria inicial de mineral, els mètodes de separació, els processos de fosa, els mètodes d’extracció i els processos de purificació de les terres rares s’introduiran un per un.
Processament mineral de terres rares
· El processament de minerals és un procés de processament mecànic que utilitza les diferències en les propietats físiques i químiques entre diversos minerals que formen el mineral, utilitza diferents mètodes, processos i equips de beneficiar per enriquir minerals útils al mineral, eliminar les impureses nocives i separar -los dels minerals de la ganga.
· En elterra raraminerals extrets a tot el món, el contingut deòxids de terra raraés només un poc per cent, i alguns encara més baixos. Per tal de complir els requisits de producció de fosa,terra raraEls minerals es separen dels minerals de la banda i d’altres minerals útils mitjançant la beneficiació abans de la fosa, per tal d’augmentar el contingut d’òxids de terres rares i obtenir concentrats de terres rares que puguin complir els requisits de la metal·lúrgia de la Terra Rara. La benefici dels minerals de terres rares generalment adopta un mètode de flotació, sovint complementat per múltiples combinacions de gravetat i separació magnètica per formar un flux de procés de beneficència.
Elterra raraEl dipòsit a la mina Baiyunebo de Mongòlia interior és un dipòsit de roca de carbonat de dolomita de ferro, principalment compost per minerals de terra rarniobiumiterra raraMinerals).
El mineral extret conté aproximadament un 30% de ferro i aproximadament un 5% d'òxids de terra rara. Després de aixafar el gran mineral de la mina, es transporta en tren a la planta de beneficiar de Baotou Iron and Steel Group Company. La tasca de la planta de beneficència és augmentarFe2o3Del 33% al més del 55%, primer trituració i classificació en un molí de boles còniques i, a continuació, seleccionant un concentrat primari de ferro de 62-65% Fe2O3 (òxid de ferro) utilitzant un separador magnètic cilíndric. Els desemmotllaments continuen patint flotació i separació magnètica per obtenir un concentrat de ferro secundari que conté més del 45%Fe2o3(òxid de ferro). La terra rara s’enriqueix en escuma de flotació, amb un grau del 10-15%. El concentrat es pot seleccionar mitjançant una taula de sacsejades per produir un concentrat gruixut amb un contingut de REO del 30%. Després de ser reprocessat per equips de beneficència, es pot obtenir un concentrat de terra rara amb un contingut de REO superior al 60%.
Mètode de descomposició del concentrat de la terra rara
·Terra raraElements en concentrats existeixen generalment en forma de carbonats insolubles, fluorurs, fosfats, òxids o silicats. Els elements de terra rara s’han de convertir en compostos solubles en aigua o àcids inorgànics mitjançant diversos canvis químics, i després sotmetre’s a processos com la dissolució, la separació, la purificació, la concentració o la calcinació per produir diversos mixtesterra raraCompostos com els clorurs de terres rares mixtes, que es poden utilitzar com a productes o matèries primeres per separar elements de terra rara. Aquest procés es diuterra raraConcentrar la descomposició, també coneguda com a pre-tractament.
· Hi ha molts mètodes per descomposar -seterra raraConcentrats, que es poden dividir generalment en tres categories: mètode àcid, mètode alcalí i descomposició de cloració. La descomposició àcida es pot dividir encara més en descomposició d’àcid clorhídric, descomposició d’àcid sulfúric i descomposició d’àcid hidrofluòric. La descomposició alcalí es pot dividir encara més en descomposició d’hidròxid de sodi, fusió d’hidròxid de sodi o mètodes de rostida de soda. El flux de processos adequat es selecciona generalment en funció dels principis del tipus de concentrat, les característiques de grau, el pla de producte, la comoditat per a la recuperació i la utilització integral d’elements no rares de la Terra, el benefici per a la higiene laboral i la protecció del medi ambient i la racionalitat econòmica.
· Tot i que s’han descobert prop de 200 minerals d’elements rars i dispersos, no s’han enriquit en dipòsits independents amb mineria industrial a causa de la seva raresa. Fins ara, només és rar independentgermanium, seleni, iTelluriumS'han descobert dipòsits, però l'escala dels dipòsits no és gaire gran.
Fosa de terres rares
· Hi ha dos mètodes perterra raraFosa, hidrometal·lúrgia i pirometal·lúrgia.
· Tot el procés d’hidrometal·lúrgia de la Terra Rara i la metal·lúrgia química metàl·lica es troba principalment en solució i dissolvent, com la descomposició del concentrat de la terra rara, la separació i l’extracció deòxids de terra rara, compostos i metalls de terra rara única, que utilitzen processos de separació química com ara precipitació, cristal·lització, reducció de l’oxidació, extracció de dissolvents i intercanvi d’ions. El mètode més utilitzat és l’extracció de dissolvents orgànics, que és un procés universal per a la separació industrial d’elements de terra rara d’alta puresa. El procés d’hidrometal·lúrgia és complex i la puresa del producte és alta. Aquest mètode té una àmplia gamma d'aplicacions per produir productes acabats.
El procés pirometal·lúrgic és senzill i té una alta productivitat.Terra raraLa pirometal·lúrgia inclou principalment la producció deAliatges de la Terra Raraper mètode de reducció silicotèrmica, la producció de metalls o aliatges de terra rara mitjançant mètode d’electròlisi de sal fos i la producció deAliatges de la Terra RaraMètode de reducció tèrmica metàl·lica, etc.
La característica comuna de la pirometal·lúrgia és la producció en condicions d’alta temperatura.
Procés de producció de terres rares
·Terra raracarbonat iclorur de terra rarasón els dos principals productes principals delterra raraindústria. En general, actualment hi ha dos processos principals per produir aquests dos productes. Un procés és el procés concentrat de rostit d’àcids sulfúric i l’altre procés s’anomena procés de soda càustic, abreujat com el procés de soda càustic.
· A més d'estar presents en diversos minerals de terres rares, una part important deElements de la Terra RaraA la natura conviuen amb minerals de roca apatita i fosfat. Les reserves totals de mineral de fosfat mundials són aproximadament de 100 mil milions de tones, amb una mitjanaterra raracontingut de 0,5 ‰. Es calcula que la quantitat total deterra raraAssociat amb el mineral de fosfat al món és de 50 milions de tones. En resposta a les característiques del baixterra raraContingut i estat d’ocurrència especial a les mines, s’han estudiat diversos processos de recuperació tant a nivell nacional com internacional, que es poden dividir en mètodes mullats i tèrmics. En mètodes humits, es poden dividir en mètode d’àcid nítric, mètode d’àcid clorhídric i mètode d’àcid sulfúric segons els diferents àcids de descomposició. Hi ha diverses maneres de recuperar terres rares dels processos químics de fòsfor, que estan estretament relacionats amb els mètodes de processament del mineral de fosfat. Durant el procés de producció tèrmica, elterra raraLa taxa de recuperació pot arribar al 60%.
Amb la utilització contínua dels recursos de roca fosfat i el canvi cap al desenvolupament de la roca fosfat de baixa qualitat, el procés d’àcid fosfòric de procés d’àcid sulfúric s’ha convertit en el mètode principal de la indústria química fosfat i la recuperació deElements de la Terra RaraEn l’àcid sulfúric Procés humit àcid fosfòric s’ha convertit en un punt de recerca de recerca. En el procés de producció d’àcid humit d’àcid sulfúric àcid fosfòric, el procés de control de l’enriquiment de les terres rares en l’àcid fosfòric i després d’utilitzar l’extracció de dissolvents orgànics per extreure terres rares té més avantatges que els mètodes desenvolupats precoçment.
Procés d’extracció de terra rara
Solubilitat d’àcid sulfúric
Ceriumgrup (insoluble en sals complexes de sulfat) -lanthanum, cerium, praseodimi, neodimi, i Prometium;
Terbiumgrup (lleugerament soluble en sals complexes de sulfat) - -samari, europiu, gadolinium, terbium, disprosium, iholmi;
Yttriumgrup (soluble en sals complexes de sulfat) -yttrium, erbium, Thulium, ytterbium,luteti, iescandi.
Separació d’extracció
Llumterra rara(P204 Extracció d’acidesa feble) -lanthanum,cerium, praseodimi,neodimi, i Prometium;
Terra rara mitjana (extracció de baixa acidesa p204)-samari,europiu,gadolinium,terbium,disprosium;
Pesadaterra raraelements(Extracció d’acidesa en p204) -holmi,
Introducció al procés d’extracció
En el procés de separacióelements de terra rara,A causa de les propietats físiques i químiques extremadament similars de 17 elements, així com l’abundància d’impureses que l’acompanyenElements de la Terra Rara, el procés d’extracció és relativament complex i s’utilitza habitualment.
Hi ha tres tipus de processos d’extracció: mètode pas a pas, intercanvi d’ions i extracció de dissolvents.
Mètode pas a pas
El mètode de separació i purificació mitjançant la diferència de solubilitat dels compostos en dissolvents s’anomena mètode pas a pas. Des deyttrium(Y) aluteti(Lu), una sola separació entre tots els que es produeixen de manera naturalElements de la Terra Rara, inclòs el radi descobert per la parella Curie,
Tots estan separats mitjançant aquest mètode. El procediment operatiu d’aquest mètode és relativament complex, i la separació única de tots els elements de la Terra Rara va trigar més de 100 anys, amb una separació i una operació repetida que arriba a 20000 vegades. Per als treballadors químics, el seu treball
La força és relativament alta i el procés és relativament complex. Per tant, l'ús d'aquest mètode no pot produir una sola terra rara en grans quantitats.
Intercanvi d’ions
El treball de recerca sobre elements de la Terra RarElement de la Terra RaraEn grans quantitats mitjançant mètodes pas a pas. Per tal d’analitzar elElements de la Terra RaraContingut en productes de fissió nuclear i elimina els elements de la terra rarElement de la Terra Raras. L’avantatge del mètode d’intercanvi d’ions és que es poden separar diversos elements en una sola operació. I també pot obtenir productes d’alta puresa. Tanmateix, l’inconvenient és que no es pot processar contínuament, amb un llarg cicle operatiu i costos elevats per a la regeneració i l’intercanvi de resina. Per tant, un cop el mètode principal per separar grans quantitats de terres rares s'ha retirat del mètode de separació principal i substituït per mètode d'extracció de dissolvents. No obstant això, a causa de les característiques destacades de la cromatografia d’intercanvi d’ions en l’obtenció de productes de terra rara d’alta puresa, actualment, per produir productes únics de puresa d’alta puresa i separar alguns elements pesats de terres rares, també cal utilitzar cromatografia d’intercanvi d’ions per separar i produir un producte de terra rara.
Extracció de dissolvents
El mètode d’utilitzar dissolvents orgànics per extreure i separar la substància extreta d’una solució aquosa immiscible s’anomena extracció de líquids líquids de dissolvent orgànic, abreviada com a extracció de dissolvents. És un procés de transferència de massa que transfereix substàncies d’una fase líquida a una altra. El mètode d’extracció de dissolvents s’ha aplicat anteriorment en química petroquímica, orgànica, química farmacèutica i química analítica. No obstant això, en els darrers quaranta anys, a causa del desenvolupament de la ciència i la tecnologia de l’energia atòmica, així com la necessitat de la producció de substàncies ultrapures i elements rars, l’extracció de dissolvents ha avançat en indústries com la indústria del combustible nuclear i la rara metal·lúrgia. La Xina ha aconseguit un alt nivell de recerca en la teoria de l’extracció, la síntesi i l’aplicació de nous extractants i el procés d’extracció per a la separació d’elements de la Terra Rara. En comparació amb mètodes de separació com ara la precipitació classificada, la cristal·lització classificada i l’intercanvi d’ions, l’extracció de dissolvents té una sèrie d’avantatges com ara un bon efecte de separació, gran capacitat de producció, comoditat per a una producció ràpida i contínua i fàcil d’assolir un control automàtic. Per tant, s'ha convertit gradualment en el mètode principal per separar grans quantitats deterra raras.
Purificació de la Terra Rara
Producció de matèries primeres
Metalls de terra rarageneralment es divideixen en metalls mixtes de terra rara i soltersmetalls de terra rara. La composició de mixtmetalls de terra raraés similar a la composició original de terra rara del mineral, i un sol metall és un metall separat i refinat de cada terra rara. És difícil de reduirL’òxid de terra raras (tret dels òxids desamari,europiu,, Thulium,ytterbium) en un sol metall mitjançant mètodes metal·lúrgics generals, a causa de la seva gran calor de formació i alta estabilitat. Per tant, les matèries primeres utilitzades habitualment per a la producció demetalls de terra raraAvui en dia són els seus clorurs i fluorurs.
Electròlisi de sal fos
La producció massiva de mixtmetalls de terra raraA la indústria s’utilitza generalment el mètode d’electròlisi de sal fos. Hi ha dos mètodes d’electròlisi: electròlisi de clorur i electròlisi d’òxid. El mètode de preparació d’un solmetalls de terra raravaria segons l’element.samari,europiu,,Thulium,ytterbiumno són adequats per a la preparació electrolítica a causa de la seva alta pressió de vapor i, en canvi, es preparen mitjançant el mètode de destil·lació de reducció. Es poden preparar altres elements mitjançant electròlisi o mètode de reducció tèrmica metàl·lica.
L’electròlisi de clorur és el mètode més comú per produir metalls, especialment per a metalls de terra rara mixta. El procés és senzill, rendible i requereix una inversió mínima. Tot i això, l’inconvenient més gran és l’alliberament de gas clor, que contamina el medi ambient. L’electròlisi d’òxid no allibera gasos nocius, però el cost és lleugerament més elevat. Generalment, a un preu altterres rarescomneodimiipraseodimies produeixen mitjançant electròlisi d'òxid.
El mètode d’electròlisi de reducció de buit només pot preparar el grau industrial generalmetalls de terra rara. Per prepararmetalls de terra raraAmb baixes impureses i alta puresa, s’utilitza generalment un mètode de reducció tèrmica al buit. Aquest mètode pot produir tots els metalls de terra rara, peròsamari,europiu,,Thulium,ytterbiumNo es pot produir mitjançant aquest mètode. El potencial redox desamari,europiu,,Thulium,ytterbiumi el calci només es redueix parcialmentterra rarafluor. Generalment, la preparació d’aquests metalls es basa en els principis d’alta pressió de vapor d’aquests metalls i baixa pressió de vapor deMetall Lanthanums. Els òxids d’aquests quatreterres rareses barregen amb fragments deMetall LanthanumS i comprimit en blocs i reduït en un forn de buit.Lanthanumés més actiu, mentre quesamari,europiu,,Thulium,ytterbiumes redueixen a l’or perlanthanumi recollit en condensació, facilitant la separació de l'escòria.
Post Horari: 07 de novembre de 2013