Yntroduksje ta Rare Earth Industry Technology
·Rare earth is net in metallysk elemint, mar in sammele term foar 15 seldsume ierde eleminten enyttriumenscandium.Dêrom hawwe de 17 seldsume ierde-eleminten en har ferskate ferbiningen ferskate gebrûk, fariearjend fan chloriden mei in suverens fan 46% oant inkele seldsume ierde-oksiden enseldsume ierde metalenmei in suverens fan 99,9999%.Mei de tafoeging fan besibbe ferbiningen en mingden binne d'r ûntelbere seldsume ierdeprodukten.Sa,seldsume ierdetechnology is ek ferskaat basearre op de ferskillen fan dizze 17 eleminten.Lykwols, fanwege it feit dat seldsume ierde eleminten kinne wurde ferdield yn cerium enyttriumgroepen basearre op minerale skaaimerken, de mynbou, smelten, en skieding prosessen fan seldsume ierde mineralen binne ek relatyf ferienige.Fanôf de earste ertswinning sille de skiedingsmetoaden, smeltprosessen, ekstraksjemetoaden en suveringsprosessen fan seldsume ierden ien foar ien wurde yntrodusearre.
Minerale ferwurking fan seldsume ierden
· Minerale ferwurking is in meganysk ferwurkingsproses dat de ferskillen yn fysike en gemyske eigenskippen brûkt tusken ferskate mineralen dy't it erts foarmje, brûkt ferskate beneficiaasjemetoaden, prosessen en apparatuer om nuttige mineralen yn 'e erts te ferrykjen, skealike ûnreinheden te ferwiderjen en se te skieden fan gangue mineralen.
·Yn deseldsume ierdeertsen ûntgroeven wrâldwiid, de ynhâld fanseldsume ierdoksidenis mar in pear prosint, en guon noch leger.Om te foldwaan oan de produksjeeasken fan smelten,seldsume ierdemineralen wurde skieden fan gangue mineralen en oare nuttige mineralen troch beneficiation foardat smelten, om te fergrutsjen de ynhâld fan seldsume ierde oxides en krije seldsume ierde konsintraten dy't kinne foldwaan oan de easken fan seldsume ierde metallurgy.De beneficiaasje fan seldsume ierdertsen nimt oer it algemien flotaasjemetoade oan, faak oanfolle troch meardere kombinaasjes fan swiertekrêft en magnetyske skieding om in beneficiaasjeprosesstream te foarmjen.
Deseldsume ierdeDeposit yn 'e Baiyunebo Mine yn Binnen-Mongoalje is in karbonaatrotstype ôfsetting fan izeren dolomite, benammen gearstald út begeliedende seldsume ierdmineralen yn izererts (njonken fluorocarbon ceriumerts en monazit binne d'r ek ferskateniobiumenseldsume ierdemineralen).
De wûne erts befettet sa'n 30% izer en sa'n 5% seldsume ierdeoksiden.De taak fan de beneficiaasjeplant is te fergrutsjenFe2O3fan 33% oant mear as 55%, earst slypjen en sortearjen op in konyske kogelmole, en dan selektearjen fan in primêr izerkonsintraat fan 62-65% Fe2O3 (Izer okside) mei help fan in silindryske magnetyske separator.De tailings bliuwe flotaasje en magnetyske skieding ûndergean om in sekundêr izeren konsintraat te krijen dat mear dan 45% befettetFe2O3(Izer okside).Seldsume ierde is ferrike yn flotaasjefoam, mei in graad fan 10-15%.It konsintraat kin selektearre wurde mei in skoddetafel om in grof konsintraat te meitsjen mei in REO-ynhâld fan 30%.Nei't se opnij ferwurke binne troch beneficiaasjeapparatuer, kin in seldsume ierdekonsintraasje mei in REO-ynhâld fan mear as 60% wurde krigen.
Dekomposysjemetoade fan seldsume ierdekonsintraat
·Seldsume ierdeeleminten yn konsintraten besteane oer it generaal yn 'e foarm fan ûnoplosbere karbonaten, fluoriden, fosfaten, oksides, of silikaten.Seldsume ierde eleminten moatte wurde omset yn ferbiningen oplosber yn wetter of anorganyske soeren troch ferskate gemyske feroarings, en dan ûndergean prosessen lykas ûntbining, skieding, suvering, konsintraasje, of calcination te produsearje ferskate mingdseldsume ierdeferbiningen lykas mingde seldsume ierdechloriden, dy't kinne wurde brûkt as produkten of grûnstoffen foar it skieden fan inkele seldsume ierde eleminten.Dit proses wurdt neamdseldsume ierdekonsintrearje ûntbining, ek bekend as foarbehanneling.
· D'r binne in protte metoaden foar ûntbiningseldsume ierdekonsintraten, dy't oer it algemien kinne wurde ferdield yn trije kategoryen: acid metoade, alkali metoade, en chlorination ûntbining.Soer ûntbining kin fierder wurde ferdield yn hydrochloric acid ûntbining, sulfuric acid ûntbining, en hydrofluoric acid ûntbining.Alkali-ûntbining kin fierder wurde ferdield yn natriumhydroxide-ûntbining, natriumhydroxide-melting, of soda-roastmetoaden.De passende prosesstream wurdt oer it algemien selektearre op basis fan 'e prinsipes fan konsintraasjetype, kwaliteitseigenskippen, produktplan, gemak foar it herstel en wiidweidich gebrûk fan net-seldsume ierde-eleminten, foardiel foar arbeidshygiëne en miljeubeskerming, en ekonomyske rationaliteit.
·Hoewol hast 200 seldsume en ferspraat elemintmineralen ûntdutsen binne, binne se net ferrike ta selsstannige ôfsettings mei yndustriële mynbou fanwegen har seldsumheid.Oant no ta, allinnich seldsum ûnôfhinklikgermanium, selenium, entelluriumôfsettings binne ûntdutsen, mar de skaal fan de ôfsettings is net hiel grut.
Smelting fan seldsume ierden
· D'r binne twa metoaden foarseldsume ierdesmelten, hydrometallurgy en pyrometallurgy.
· It hiele proses fan seldsume ierde hydrometallurgy en metalen gemyske metallurgy is meast yn oplossing en solvent, lykas de ûntbining fan seldsume ierde konsintraat, skieding en winning fanseldsume ierdoksiden.De meast brûkte metoade is organyske solvent-ekstraksje, dat is in universele proses foar yndustriële skieding fan ienige seldsume ierde-eleminten mei hege suverens.It hydrometallurgyproses is kompleks en de suverens fan it produkt is heech.Dizze metoade hat in breed oanbod fan tapassingen by it produsearjen fan klear produkten.
It pyrometallurgyske proses is ienfâldich en hat hege produktiviteit.Seldsume ierdepyrometallurgy omfettet benammen de produksje fanseldsume ierde alloystroch silicotermyske reduksjemetoade, de produksje fan seldsume ierdemetalen as alloys troch smelte sâltelektrolysemetoade, en de produksje fanseldsume ierde alloystroch metalen termyske reduksje metoade ensfh.
It mienskiplike skaaimerk fan pyrometallurgy is produksje ûnder hege temperatuerbetingsten.
Rare ierde produksjeproses
·Seldsume ierdekarbonaat enseldsume ierde chloridebinne de twa wichtichste primêre produkten yn 'eseldsume ierdeyndustry.Yn 't algemien binne d'r op it stuit twa haadprosessen foar it produsearjen fan dizze twa produkten.Ien proses is it roastingsproses fan konsintrearre sulfursûr, en it oare proses wurdt it bytende soda-proses neamd, ôfkoarte as it kaustyske soda-proses.
· Neist it wêzen oanwêzich yn ferskate seldsume ierde mineralen, in wichtich part fanseldsume ierde elemintenyn 'e natuer bestean tegearre mei apatit en fosfaatrotsmineralen.De totale reserves fan wrâld fosfaaterts binne likernôch 100 miljard ton, mei in gemiddeldeseldsume ierdeynhâld fan 0,5 ‰.It wurdt rûsd dat it totale bedrach fanseldsume ierdeferbûn mei fosfaaterts yn 'e wrâld is 50 miljoen ton.Yn reaksje op de skaaimerken fan legeseldsume ierdeynhâld en bysûndere foarfal status yn minen, ferskate herstel prosessen binne studearre sawol ynlânske en ynternasjonaal, dat kin wurde ferdield yn wiete en termyske metoaden.Yn wiete metoaden kinne se wurde ferdield yn salpetersûrmetoade, hydrochloric acid metoade, en sulfuric acid metoade neffens de ferskate ûntbiningssoeren.D'r binne ferskate manieren om seldsume ierden te herstellen fan fosforgemyske prosessen, dy't allegear nau besibbe binne mei de ferwurkingsmetoaden fan fosfaaterts.Tidens de termyske produksje proses, deseldsume ierdehersteltiid kin berikke 60%.
Mei it trochgeande gebrûk fan fosfaatrotsboarnen en de ferskowing nei de ûntwikkeling fan fosfaatrots fan lege kwaliteit, is it sulfuric acid wiet proses fosforzuurproses de mainstreammetoade wurden yn fosfaat gemyske yndustry, en it herstel fanseldsume ierde elemintenyn sulfuric acid wiet proses phosphoric acid is wurden in ûndersyk hotspot.Yn it produksjeproses fan sulfuric acid wiet proses fosforzuur, it proses fan it kontrolearjen fan de ferriking fan seldsume ierden yn phosphoric acid en dan mei help fan organyske solvent winning te extract seldsume ierden hat mear foardielen as betiid ûntwikkele metoaden.
Rare ierdwinning proses
Sulphuric acid oplosberens
Ceriumgroep (ûnoplosber yn sulfate komplekse sâlten) -lanthanum, cerium, praseodym, neodymiumen promethium;
Terbiumgroep (wat oplosber yn sulfate komplekse sâlten) -samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, enholmium;
Yttriumgroep (oplosber yn sulfate komplekse sâlten) -yttrium, erbium, thulium, ytterbium,lutetium, enscandium.
Ekstraksje skieding
Ljochtseldsume ierde(P204 ekstraksje mei swakke aciditeit) -lanthanum,cerium, praseodym,neodymiumen promethium;
Middel seldsume ierde (P204 ekstraksje mei lege aciditeit)-samarium,europium,gadolinium,terbium,dysprosium;
Swierseldsume ierdeeleminten(acidity ekstraksje yn P204) -holmium,
Yntroduksje ta ekstraksjeproses
Yn it proses fan skiedingseldsume ierde eleminten,fanwegen de ekstreem ferlykbere fysike en gemyske eigenskippen fan 17 eleminten, lykas ek de oerfloed fan byhearrende ûnreinheden ynseldsume ierde eleminten, it ekstraksjeproses is relatyf kompleks en faak brûkt.
D'r binne trije soarten ekstraksjeprosessen: stap-foar-stap metoade, ion-útwikseling en solventekstraksje.
Stap foar stap metoade
De metoade foar skieding en suvering mei it ferskil yn oplosberens fan ferbiningen yn oplosmiddels wurdt de stap-foar-stap metoade neamd.Fanyttrium(Y) oanlutetium(Lu), in inkele skieding tusken alle natuerlik foarkommendeseldsume ierde eleminten, ynklusyf radium ûntdutsen troch it Curie-pear,
Se wurde allegear skieden mei dizze metoade.De operaasjeproseduere fan dizze metoade is relatyf kompleks, en de ienige skieding fan alle seldsume ierde-eleminten naam mear as 100 jier, mei ien skieding en werhelle operaasje dy't 20000 kear berikke.Foar gemyske arbeiders, harren wurk
De sterkte is relatyf heech en it proses is relatyf kompleks.Dêrom kin it brûken fan dizze metoade gjin inkele seldsume ierde yn grutte hoemannichten produsearje.
Ionen útwikseling
It ûndersykswurk nei seldsume ierde eleminten is hindere troch it ûnfermogen om ien te produsearjenseldsum ierde elemintyn grutte hoemannichten troch stap-foar-stap metoaden.Om te analysearjen deseldsume ierde elemintenbefette yn nukleêre fission produkten en ferwiderje de seldsume ierde eleminten út uranium en thorium, ion útwikseling chromatography (ion útwikseling chromatography) waard mei súkses bestudearre, dat waard doe brûkt foar de skieding fanseldsum ierde elemints.It foardiel fan ion útwikseling metoade is dat meardere eleminten kinne wurde skieden yn ien operaasje.En it kin ek produkten mei hege suverens krije.It neidiel is lykwols dat it net kontinu ferwurke wurde kin, mei in lange operaasjesyklus en hege kosten foar harsregeneraasje en útwikseling.Dêrom, dit ienris de wichtichste metoade foar it skieden fan grutte hoemannichten seldsume ierden is mei pensjoen út de mainstream skieding metoade en ferfongen troch solvent ekstraksje metoade.Troch de treflike skaaimerken fan ionútwikselingchromatografy by it krijen fan single seldsume ierdeprodukten mei hege suverens, is it op it stuit, om ienprodukten mei ultra hege suverens te produsearjen en guon swiere seldsume ierde-eleminten te skieden, ek nedich om ionútwikselingchromatografy te brûken. om in seldsum ierdeprodukt te skieden en te produsearjen.
Solvent ekstraksje
De metoade foar it brûken fan organyske solvents om de ekstrahearre stof te ekstrahearjen en te skieden fan in ûnmisberbere wetterige oplossing wurdt organyske solvent-vloeistof-vloeistof-ekstraksje neamd, ôfkoarte as solventekstraksje.It is in massa-oerdrachtproses dat stoffen oerbrocht fan de iene floeibere faze nei de oare.De metoade foar solventekstraksje is earder tapast yn petrochemyske, organyske skiekunde, farmaseutyske skiekunde, en analytyske skiekunde.Lykwols, yn 'e ôfrûne fjirtich jier, fanwege de ûntwikkeling fan atoomenerzjy wittenskip en technology, likegoed as de needsaak foar de produksje fan ultrapure stoffen en seldsume eleminten, solvent winning hat makke grutte foarútgong yn yndustry lykas kearn brânstof yndustry en seldsume metallurgy .Sina hat in heech nivo fan ûndersyk berikt yn ekstraksjeteory, de synteze en tapassing fan nije extractants, en it ekstraksjeproses foar skieding fan seldsume ierde-eleminten.Yn ferliking mei skieding metoaden lykas graded delslach, graded crystallization, en ion útwikseling, solvent winning hat in rige fan foardielen lykas goede skieding effekt, grutte produksje kapasiteit, gemak foar flugge en trochgeande produksje, en maklik te berikken automatyske kontrôle.Dêrom is it stadichoan wurden de wichtichste metoade foar it skieden fan grutte hoemannichtenseldsume ierdes.
Rare ierde suvering
Produksje grûnstoffen
Rare ierdmetalenwurde oer it generaal ferdield yn mingde seldsume ierdemetalen en singleseldsume ierde metalen.De gearstalling fan mingdseldsume ierde metalenis fergelykber mei de oarspronklike seldsume ierde gearstalling yn it erts, en in inkele metaal is in metaal skieden en ferfine út elke seldsume ierde.It is dreech om te ferminderjenseldsume ierde oksides (útsein oksides fansamarium,europium,, thulium,ytterbium) yn ien metaal mei algemiene metallurgyske metoaden, fanwege har hege waarmte fan formaasje en hege stabiliteit.Dêrom, de meast brûkte grûnstoffen foar de produksje fanseldsume ierde metalentsjintwurdich binne har chloriden en fluoriden.
Molten sâlt electrolysis
De massa produksje fan mingdeseldsume ierde metalenyn 'e yndustry brûkt algemien de smelte sâlteelektrolysemetoade.D'r binne twa metoaden fan elektrolyse: chlorideelektrolyse en oksideelektrolyse.De tarieding metoade fan in singleseldsume ierde metalenfariearret ôfhinklik fan it elemint.samarium,europium,,thulium,ytterbiumbinne net geskikt foar electrolytic tarieding fanwege harren hege damp druk, en ynstee wurde taret mei help fan reduksje destillaasje metoade.Oare eleminten kinne wurde taret troch elektrolyse of metalen termyske reduksjemetoade.
Chloride-elektrolyse is de meast foarkommende metoade foar it produsearjen fan metalen, benammen foar mingde seldsume ierdemetalen.It proses is ienfâldich, kosten-effektyf, en fereasket minimale ynvestearring.It grutste nadeel is lykwols it frijkommen fan chloorgas, dat it miljeu fersmoarget.Oxide-elektrolyse makket gjin skealike gassen frij, mar de kosten binne wat heger.Algemien, hege priis singleseldsume ierdenlykasneodymiumenpraseodymwurde produsearre mei help fan okside electrolysis.
De elektrolysemetoade foar fakuümreduksje kin allinich algemiene yndustriële klasse tariedeseldsume ierde metalen.Tariedeseldsume ierde metalenmei lege ûnreinheden en hege suverens, fakuüm termyske reduksje metoade wurdt algemien brûkt.Dizze metoade kin produsearje alle inkele seldsume ierde metalen, marsamarium,europium,,thulium,ytterbiumkin net produsearre wurde mei dizze metoade.It redoxpotinsjeel fansamarium,europium,,thulium,ytterbiumen kalsium mar foar in part ferminderetseldsume ierdefluoride.Algemien is de tarieding fan dizze metalen basearre op de prinsipes fan hege dampdruk fan dizze metalen en lege dampdruk fanlanthanum metaals.De oksyden fan dizze fjouwerseldsume ierdenwurde mongen mei fragminten fanlanthanum metaals en komprimearre yn blokken, en redusearre yn in fakuüm furnace.Lanthanumis mear aktyf, wylstsamarium,europium,,thulium,ytterbiumwurde redusearre ta goud trochlanthanumen sammele op kondensaasje, wêrtroch it maklik te skieden is fan slag.
Post tiid: Nov-07-2023