Kynning á tækni í sjaldgæfum jörðum iðnaðar
·Sjaldgæf jörð is ekki málm frumefni, en samheiti fyrir 15 sjaldgæf jörð frumefni ogyttríumoghneyksli.Þess vegna hafa hin 17 sjaldgæfu jörð frumefni og hin ýmsu efnasambönd þeirra margvíslega notkun, allt frá klóríðum með 46% hreinleika til einstakra sjaldgæfra jarðar oxíða ogsjaldgæfir jarðmálmarmeð hreinleika 99,9999%.Með því að bæta við skyldum efnasamböndum og blöndum eru til óteljandi sjaldgæfar jarðvörur.Svo,sjaldgæf jörðtæknin er líka fjölbreytt út frá muninum á þessum 17 þáttum.Hins vegar, vegna þess að sjaldgæf jörð frumefni má skipta í cerium ogyttríumhópar sem byggjast á steinefnaeiginleikum, námuvinnslu, bræðslu og aðskilnaðarferla sjaldgæfra jarðefna steinefna eru einnig tiltölulega sameinuð.Frá upphafi málmgrýtisvinnslu verða aðskilnaðaraðferðir, bræðsluferli, vinnsluaðferðir og hreinsunaraðferðir sjaldgæfra jarðvegs kynntar hvert af öðru.
Steinefnavinnsla sjaldgæfra jarðefna
· Steinefnavinnsla er vélrænt vinnsluferli sem nýtir muninn á eðlis- og efnafræðilegum eiginleikum milli ýmissa steinefna sem mynda málmgrýtið, notar mismunandi nýtingaraðferðir, ferla og búnað til að auðga nytsamleg steinefni í málmgrýti, fjarlægja skaðleg óhreinindi og aðskilja þau. úr göngusteinefnum.
·Ísjaldgæf jörðmálmgrýti sem unnið er um allan heim, innihaldið afsjaldgæf jörð oxíðer aðeins nokkur prósent, og sum jafnvel lægri.Til að uppfylla framleiðslukröfur bræðslu,sjaldgæf jörðsteinefni eru aðskilin frá gangsteinum og öðrum nytsamlegum steinefnum með nýtingu fyrir bræðslu, til að auka innihald sjaldgæfra jarðefnaoxíða og fá sjaldgæft jarðefnaþykkni sem getur uppfyllt kröfur sjaldgæfra jarðefnamálmvinnslu.Nýting sjaldgæfra jarðvegsgrýti notar almennt flotaðferð, oft bætt við margvíslegum samsetningum af þyngdarafl og segulmagnaðir aðskilnað til að mynda bataferlisflæði.
Thesjaldgæf jörðútfelling í Baiyunebo námunni í Innri Mongólíu er karbónatbergtegund úr járndólómít, aðallega samsett úr meðfylgjandi sjaldgæfum jarðefnum í járngrýti (auk flúorkolefnis cerium málmgrýti og mónasít eru einnig nokkurníóbíumogsjaldgæf jörðsteinefni).
Útdrátturinn inniheldur um 30% járn og um 5% sjaldgæf jarðefnaoxíð. Eftir að stóra málmgrýti hefur verið mulið í námunni er það flutt með lest til nýtingarverksmiðju Baotou Iron and Steel Group Company.Verkefni styrktarstöðvarinnar er að aukaFe2O3frá 33% í yfir 55%, fyrst mala og flokka á keilulaga kúlumylla og síðan valið aðaljárnþykkni 62-65% Fe2O3 (járnoxíð) með því að nota sívalur segulskilju.Afgangurinn heldur áfram að gangast undir flot og segulskilnað til að fá aukajárnþykkni sem inniheldur meira en 45%Fe2O3(járnoxíð).Sjaldgæf jörð er auðguð með flotfroðu, með einkunnina 10-15%.Hægt er að velja þykknið með því að nota hristingarborð til að framleiða gróft þykkni með 30% REO innihaldi.Eftir að hafa verið endurunnið með nýtingarbúnaði er hægt að fá sjaldgæft jarðþykkni með REO innihald yfir 60%.
Niðurbrotsaðferð sjaldgæfra jarðefnaþykkni
·Sjaldgæf jörðfrumefni í þykkni eru almennt til í formi óleysanlegra karbónata, flúoríða, fosfata, oxíða eða silíkata.Sjaldgæfum jarðefnum verður að breyta í efnasambönd sem eru leysanleg í vatni eða ólífrænum sýrum með ýmsum efnafræðilegum breytingum og fara síðan í gegnum ferli eins og upplausn, aðskilnað, hreinsun, þéttingu eða brennslu til að framleiða ýmis blönduð efni.sjaldgæf jörðefnasambönd eins og blönduð sjaldgæf jörð klóríð, sem hægt er að nota sem vörur eða hráefni til að aðskilja einstaka sjaldgæfa jörð frumefni.Þetta ferli er kallaðsjaldgæf jörðþykkni niðurbrot, einnig þekkt sem formeðferð.
·Það eru margar aðferðir við niðurbrotsjaldgæf jörðþykkni, sem almennt má skipta í þrjá flokka: sýruaðferð, basaaðferð og klórunarniðurbrot.Sýrurbrot má frekar skipta í saltsýru niðurbrot, brennisteinssýru niðurbrot og flúorsýru niðurbrot.Niðurbroti basa má frekar skipta í niðurbrot natríumhýdroxíðs, natríumhýdroxíðbræðslu eða gosbrennsluaðferðir.Viðeigandi vinnsluflæði er almennt valið á grundvelli meginreglna um þykkni gerð, einkunnareiginleika, vöruáætlun, þægindi fyrir endurheimt og alhliða nýtingu ósjaldan jarðefnaþátta, ávinning fyrir vinnuhollustu og umhverfisvernd og efnahagslega skynsemi.
·Þrátt fyrir að nærri 200 sjaldgæf og dreifð steinefni hafi fundist, hafa þau ekki verið auðguð í sjálfstæðar innstæður með iðnaðarnámu vegna þess að þær eru sjaldgæfar.Enn sem komið er, aðeins sjaldgæft sjálfstæðgermaníum, selen, ogtellúrútfellingar hafa fundist, en umfang þeirra er ekki mjög mikið.
Bræðsla sjaldgæfra jarðefna
·Tvær aðferðir eru tilsjaldgæf jörðbræðslu, vatnsmálmvinnslu og brunamálmvinnslu.
· Allt ferlið sjaldgæfra jarðvegs vatnsmálmvinnslu og málmefnafræðilegrar málmvinnslu er að mestu í lausn og leysi, svo sem niðurbrot sjaldgæfra jarðefnaþykkni, aðskilnað og útdráttursjaldgæf jörð oxíð, efnasambönd og stakir sjaldgæfir jarðmálmar, sem nota efnafræðilega aðskilnaðarferla eins og útfellingu, kristöllun, oxunar-afoxun, útdrátt leysiefna og jónaskipti.Algengasta aðferðin er útdráttur úr lífrænum leysiefnum, sem er alhliða ferli til að aðgreina mjög hreina einstaka sjaldgæfa jörð frumefni í iðnaði.Vatnsmálmvinnsluferlið er flókið og hreinleiki vörunnar er mikill.Þessi aðferð hefur fjölbreytt úrval af forritum til að framleiða fullunnar vörur.
Pyrometallurgical ferlið er einfalt og hefur mikla framleiðni.Sjaldgæf jörðpyrometallurgy felur aðallega í sér framleiðslu ásjaldgæft jarðmálmblöndurmeð kísilhitaafoxunaraðferð, framleiðsla sjaldgæfra jarðmálma eða málmblöndur með rafgreiningaraðferð fyrir bráðið salt og framleiðsla ásjaldgæft jarðmálmblöndurmeð hitauppstreymi úr málmi osfrv.
Sameiginlegt einkenni pyrometallurgy er framleiðsla við háhitaskilyrði.
Framleiðsluferli sjaldgæfra jarðvegs
·Sjaldgæf jörðkarbónat ogsjaldgæft jarðefni klóríðeru tvær helstu aðal vörurnar ísjaldgæf jörðiðnaði.Almennt séð eru nú tvær meginferli til að framleiða þessar tvær vörur.Eitt ferlið er brennisteinssýrubrennsluferlið og hitt ferlið er kallað ætandi gosferlið, skammstafað sem ætandi gosferlið.
·Auk þess að vera til staðar í ýmsum sjaldgæfum jarðefnum, er umtalsverður hluti afsjaldgæf jörð frumefnií náttúrunni lifa saman við apatit og fosfat steinefni.Heildarbirgðir fosfatgrýtis í heiminum eru um 100 milljarðar tonna að meðaltalisjaldgæf jörðinnihald 0,5 ‰.Áætlað er að heildarupphæð krsjaldgæf jörðí tengslum við fosfat málmgrýti í heiminum er 50 milljónir tonna.Til að bregðast við einkennum lágssjaldgæf jörðinnihald og stöðu sérstakra atvika í námum hafa margvísleg endurheimtarferli verið rannsökuð bæði innanlands og erlendis sem má skipta í blautar og varmaaðferðir.Í blautum aðferðum er hægt að skipta þeim í saltpéturssýruaðferð, saltsýruaðferð og brennisteinssýruaðferð í samræmi við mismunandi niðurbrotssýrur.Það eru ýmsar leiðir til að endurheimta sjaldgæfar jarðefni úr fosfórefnaferlum sem allar eru nátengdar vinnsluaðferðum fosfatgrýtis.Meðan á varmaframleiðsluferlinu stendur, ersjaldgæf jörðendurheimtarhlutfall getur náð 60%.
Með stöðugri nýtingu fosfatbergsauðlinda og breytingunni í átt að þróun lággæða fosfatbergs hefur brennisteinssýru blautferlið fosfórsýruferlið orðið almenn aðferð í fosfatefnaiðnaði og endurheimtsjaldgæf jörð frumefnií brennisteinssýru blautu ferli hefur fosfórsýra orðið að rannsóknarheitum.Í framleiðsluferli brennisteinssýru blautferlis fosfórsýru hefur ferlið við að stjórna auðgun sjaldgæfra jarðvegs í fosfórsýru og síðan að nota lífrænt leysiefni til að vinna sjaldgæft jarðefni fleiri kosti en snemma þróaðar aðferðir.
Vinnsluferli sjaldgæf jarðar
Brennisteinssýruleysni
Seríumhópur (óleysanlegt í súlfatsöltum) -lanthanum, cerium, praseodymium, neodymiumog prómetíum;
Terbiumhópur (lítið leysanlegt í súlfatsöltum) -samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, oghólmi;
Yttriumhópur (leysanlegt í súlfat flóknum söltum) -yttríum, erbíum, þulium, ytterbíum,lútetíum, oghneyksli.
Útdráttur aðskilnaður
Ljóssjaldgæf jörð(P204 útdráttur veikt sýrustig) -lanthanum,cerium, praseodymium,neodymiumog prómetíum;
Miðja sjaldgæf jörð (P204 útdráttur með lágt sýrustig)-samarium,europium,gadolinium,terbium,dysprosium;
Þungtsjaldgæf jörðþættir(sýruútdráttur í P204) -hólmi,
Kynning á útdráttarferli
Í því ferli að skiljasjaldgæf jörð frumefni,vegna ákaflega svipaðra eðlis- og efnafræðilegra eiginleika 17 frumefna, sem og gnægðs óhreininda ísjaldgæf jörð frumefni, útdráttarferlið er tiltölulega flókið og almennt notað.
Það eru þrjár gerðir af útdráttarferlum: skref-fyrir-skref aðferð, jónaskipti og útdráttur leysis.
Skref fyrir skref aðferð
Aðferðin við aðskilnað og hreinsun með því að nota mismuninn á leysni efnasambanda í leysiefnum er kölluð skref-fyrir-skref aðferðin.Fráyttríum(Y) tillútetíum(Lu), ein aðskilnaður á milli allra náttúrulegrasjaldgæf jörð frumefni, þar á meðal radíum sem Curie-hjónin uppgötvaði,
Þau eru öll aðskilin með þessari aðferð.Vinnuaðferð þessarar aðferðar er tiltölulega flókin og einn aðskilnaður allra sjaldgæfra jarðefnaþátta tók yfir 100 ár, þar sem ein aðskilnaður og endurtekin aðgerð náði 20.000 sinnum.Fyrir efnafræðinga, vinnu þeirra
Styrkurinn er tiltölulega hár og ferlið er tiltölulega flókið.Þess vegna getur þessi aðferð ekki framleitt eina sjaldgæfa jörð í miklu magni.
Jónaskipti
Rannsóknarvinnan á sjaldgæfum jörðum frumefnum hefur verið hindrað vegna vanhæfni til að framleiða einnsjaldgæft jarðefnií miklu magni með skref-fyrir-skref aðferðum.Til þess að greinasjaldgæf jörð frumefniinnifalið í kjarnaklofnunarafurðum og fjarlægja sjaldgæfu jarðefnin úr úrani og þóríum, jónaskiptaskiljun (jónaskiptaskiljun) var rannsökuð með góðum árangri, sem síðan var notuð til að aðskiljasjaldgæft jarðefnis.Kosturinn við jónaskiptaaðferð er að hægt er að aðskilja marga þætti í einni aðgerð.Og það getur líka fengið vörur með mikla hreinleika.Hins vegar er ókosturinn sá að ekki er hægt að vinna það stöðugt, með langri rekstrarlotu og miklum kostnaði við endurnýjun og skipti á plastefni.Þess vegna hefur þetta þegar aðalaðferðin til að aðskilja mikið magn af sjaldgæfum jarðefnum hefur verið tekin úr almennu aðskilnaðaraðferðinni og skipt út fyrir leysiútdráttaraðferð.Hins vegar, vegna framúrskarandi eiginleika jónaskiptaskiljunar við að fá mjög hreinar einstakar sjaldgæfar jarðarafurðir, til þess að framleiða einstaka afurðir af miklum hreinleika og aðskilja nokkur þung sjaldgæf jörð frumefni, er einnig nauðsynlegt að nota jónaskiptaskiljun. að aðskilja og framleiða sjaldgæfa jörð vöru.
Útdráttur leysis
Aðferðin við að nota lífræn leysi til að draga út og aðskilja útdregna efnið úr óblandinni vatnslausn er kölluð vökva-vökvaútdráttur úr lífrænum leysi, skammstafað sem leysiútdráttur.Það er massaflutningsferli sem flytur efni frá einum vökvafasa til annars.Leysiútdráttaraðferðinni hefur verið beitt fyrr í jarðolíu, lífrænni efnafræði, lyfjaefnafræði og greiningarefnafræði.Hins vegar, á undanförnum fjörutíu árum, vegna þróunar kjarnorkuvísinda og -tækni, sem og þörf fyrir framleiðslu á ofurhreinum efnum og sjaldgæfum frumefnum, hefur útdráttur leysiefna tekið miklum framförum í atvinnugreinum eins og kjarnorkueldsneytisiðnaði og sjaldgæfum málmvinnslu. .Kína hefur náð háu stigi rannsókna í útdráttarkenningum, myndun og notkun nýrra útdráttarefna og útdráttarferli fyrir aðskilnað sjaldgæfra jarðefnaþátta.Í samanburði við aðskilnaðaraðferðir eins og flokkaða úrkomu, flokkaða kristöllun og jónaskipti, hefur útdráttur leysis ýmsa kosti eins og góð aðskilnaðaráhrif, mikla framleiðslugetu, þægindi fyrir hraða og samfellda framleiðslu og auðvelt að ná sjálfvirkri stjórn.Þess vegna hefur það smám saman orðið aðalaðferðin til að aðskilja mikið magn afsjaldgæf jörðs.
Hreinsun á sjaldgæfum jörðum
Framleiðsla hráefnis
Sjaldgæfir jarðmálmarer almennt skipt í blandaða sjaldgæfa jarðmálma og stakasjaldgæfir jarðmálmar.Samsetning blandaðssjaldgæfir jarðmálmarer svipað og upprunalega samsetning sjaldgæfra jarðar í málmgrýti og einn málmur er málmur aðskilinn og hreinsaður frá hverri sjaldgæfu jörð.Það er erfitt að minnkasjaldgæft jarðefnaoxíðs (nema oxíð afsamarium,europium,, þulium,ytterbíum) í einn málm með almennum málmvinnsluaðferðum, vegna mikils myndunarhita þeirra og mikils stöðugleika.Þess vegna er algengt hráefni til framleiðslu ásjaldgæfir jarðmálmarnú á dögum eru klóríð þeirra og flúoríð.
Rafgreining á bráðnu salti
Fjöldaframleiðsla á blönduðusjaldgæfir jarðmálmarí iðnaði notar almennt bráðna salt rafgreiningaraðferðina.Það eru tvær aðferðir við rafgreiningu: klóríð rafgreining og oxíð rafgreining.Undirbúningsaðferð einnsjaldgæfir jarðmálmarer mismunandi eftir frumefni.samarium,europium,,þulium,ytterbíumeru ekki hentugar fyrir rafgreiningu vegna hás gufuþrýstings þeirra og eru þess í stað unnin með afoxunareimingaraðferð.Hægt er að útbúa aðra þætti með rafgreiningu eða hitauppstreymi úr málmi.
Klór rafgreining er algengasta aðferðin til að framleiða málma, sérstaklega fyrir blandaða sjaldgæfa jarðmálma.Ferlið er einfalt, hagkvæmt og krefst lágmarks fjárfestingar.Stærsti gallinn er þó losun klórgass sem mengar umhverfið.Oxíð rafgreining losar ekki skaðlegar lofttegundir, en kostnaðurinn er aðeins hærri.Almennt hátt verð einnsjaldgæfar jarðireins ogneodymiumogpraseodymiumeru framleidd með oxíð rafgreiningu.
Rafgreiningaraðferðin með tómarúmslækkun getur aðeins undirbúið almenna iðnaðargráðusjaldgæfir jarðmálmar.Að undirbúasjaldgæfir jarðmálmarmeð litlum óhreinindum og miklum hreinleika, er almennt notuð lofttæmi hitauppstreymi.Þessi aðferð getur framleitt alla einstaka sjaldgæfa jarðmálma, ensamarium,europium,,þulium,ytterbíumekki hægt að framleiða með þessari aðferð.Enduroxunarmöguleikarsamarium,europium,,þulium,ytterbíumog kalk minnkar aðeins að hlutasjaldgæf jörðflúoríð.Almennt er undirbúningur þessara málma byggður á meginreglunum um háan gufuþrýsting þessara málma og lágan gufuþrýstinglanthanum málmis.Oxíð þessara fjögurrasjaldgæfar jarðirer blandað saman við brot aflanthanum málmis og þjappað í blokkir, og minnkað í lofttæmi ofni.Lantaner virkari, á meðansamarium,europium,,þulium,ytterbíumeru lækkuð í gull meðlanthanumog safnað við þéttingu, sem gerir það auðvelt að skilja frá gjall.
Pósttími: Nóv-07-2023