Aféierung an d'Technologie vun der seltener Äerdindustrie
·Selten Äerd iass kee metallescht Element, mä e Sammelbegrëff fir 15 rar Äerdelementer anYttriumanSkandiumDofir hunn déi 17 selten Äerdmetaller an hir verschidde Verbindungen ënnerschiddlech Uwendungen, vu Chloriden mat enger Rengheet vu 46% bis zu eenzelen Oxiden vun seltenen Äerdmetaller an ...selten Äerdmetallermat enger Rengheet vun 99,9999%. Mat der Zousaz vu verwandte Verbindungen a Mëschunge gëtt et onzähleg Produkter aus seltenen Äerdmetaller. Also,rar ÄerdD'Technologie ass och divers baséiert op den Ënnerscheeder vun dësen 17 Elementer. Wéinst der Tatsaach, datt selten Äerdelementer a Cerium an ... opgedeelt kënne ginnYttriumGruppen baséiert op Mineralcharakteristiken, sinn d'Ofbau-, Schmelz- a Separatiounsprozesser vu seltenen Äerdmetaller och relativ eenheetlech. Vum initialen Äerzofbau un, ginn d'Separatiounsmethoden, Schmelzprozesser, Extraktiounsmethoden a Reinigungsprozesser vu seltenen Äerdmetaller een nom aneren agefouert.
Veraarbechtung vu seltenen Äerdmetaller
·Mineralveraarbechtung ass e mechanesche Veraarbechtungsprozess, deen d'Ënnerscheeder an de physikaleschen a chemeschen Eegeschafte vun de verschiddene Mineralstoffer ausnotzt, aus deenen den Äerz besteet, verschidde Veraarbechtungsmethoden, Prozesser an Ausrüstung benotzt, fir nëtzlech Mineralstoffer am Äerz anzereicheren, schiedlech Ongereinheeten ze entfernen an se vu Gangschtmineralstoffer ze trennen.
·An derrar ÄerdErzer, déi weltwäit ofgebaut ginn, den Inhalt vunselten Äerdoxidenass nëmmen e puer Prozent, a verschidde souguer méi niddreg. Fir d'Produktiounsufuerderunge vun der Schmelz ze erfëllen,rar ÄerdMineralstoffer ginn duerch Benefizéierung vu Gangustärke an aner nëtzlech Mineralstoffer virum Schmelzen getrennt, fir den Inhalt vun Oxide vu seltenen Äerdmetaller ze erhéijen a Konzentraten vu seltenen Äerdmetaller ze kréien, déi d'Ufuerderunge vun der Metallurgie vu seltenen Äerdmetaller erfëllen. D'Benefizéierung vu seltenen Äerderzer benotzt normalerweis d'Flotatiounsmethod, dacks ergänzt duerch verschidde Kombinatioune vu Schwéierkraaft a magnéitescher Trennung, fir e Benefizéierungsprozessfloss ze bilden.
Denrar ÄerdD'Oflagerung an der Baiyunebo-Minen an der Bannmongolei ass eng Karbonatgestengsoflagerung aus Eisendolomit, déi haaptsächlech aus begleedende seltenen Äerdmineraler am Eisenerz besteet (nieft Fluorcarbon-Cerierz a Monazit gëtt et och e puer aner ...Niobanrar ÄerdMineralien).
Den extrahéierten Äerz enthält ongeféier 30% Eisen an ongeféier 5% Oxide vu seltenen Äerdmetaller. Nodeems den groussen Äerz an der Minn zerquetscht gouf, gëtt en mam Zuch an d'Veraarbechtungsanlag vun der Baotou Iron and Steel Group Company transportéiert. D'Aufgab vun der Veraarbechtungsanlag ass et, d'Produktioun ze erhéijen.Fe2O3vun 33% bis iwwer 55%, fir d'éischt ze mahlen a gradéieren op enger konischer Kugelmill, an duerno e primärt Eisenkonzentrat vun 62-65% Fe2O3 (ze wielen)Eisenoxid) mat Hëllef vun engem zylindresche Magnéitseparator. D'Reschtmaterial gëtt weider flotéiert a magnetesch getrennt, fir e sekundärt Eisenkonzentrat ze kréien, dat méi wéi 45% enthält.Fe2O3(Eisenoxid). Selten Äerdmetaller ginn a Flotatiounsschaum mat engem Grad vun 10-15% beräichert. De Konzentrat kann mat Hëllef vun enger Schütteldësch ausgewielt ginn, fir e grobt Konzentrat mat engem REO-Gehalt vun 30% ze produzéieren. Nodeems et mat enger Anreichungsausrüstung nei veraarbecht gouf, kann e Selten Äerdmetallkonzentrat mat engem REO-Gehalt vu méi wéi 60% kritt ginn.
Zersetzungsmethod vu seltenen Äerdkonzentraten
·Selten ÄerdElementer a Konzentraten existéieren normalerweis a Form vun onléisleche Carbonaten, Fluoriden, Phosphaten, Oxiden oder Silikaten. Selten Äerdmetaller mussen duerch verschidde chemesch Ännerungen a waasserléislech Verbindungen oder anorganesch Saieren ëmgewandelt ginn, an dann Prozesser wéi Opléisung, Trennung, Purifikatioun, Konzentratioun oder Kalzinatioun duerchlafen, fir verschidde gemëschte Substanzen ze produzéieren.rar ÄerdVerbindungen wéi gemëschte Chloriden vun seltenen Äerden, déi als Produkter oder Rohmaterial fir d'Trennung vun eenzelne seltenen Äerden benotzt kënne ginn. Dëse Prozess gëtt genanntrar ÄerdKonzentratzersetzung, och als Virbehandlung bekannt.
· Et gëtt vill Methode fir d'Zersetzungrar ÄerdKonzentraten, déi allgemeng an dräi Kategorien agedeelt kënne ginn: Säuremethod, Alkalimethod a Chloréierungszersetzung. Säurezersetzung kann weider agedeelt ginn an Salzsäurezersetzung, Schwefelsäurezersetzung a Flusssäurezersetzung. Alkalizersetzung kann weider agedeelt ginn an Natriumhydroxidzersetzung, Natriumhydroxidschmëlz oder Sodaréischtmethoden. De passenden Prozessoflaf gëtt allgemeng op Basis vun de Prinzipie vum Konzentrattyp, de Qualitéitseigenschaften, dem Produktplang, der Komfort vun der Réckgewinnung an der ëmfaassender Notzung vun net-seltenen Äerdelementer, dem Virdeeler fir d'Aarbechtshygiène an den Ëmweltschutz, an der wirtschaftlecher Rationalitéit ausgewielt.
·Obwuel bal 200 rar an zerstreet Elementmineraler entdeckt goufen, goufen se wéinst hirer Raritéit net duerch industriellt Ofbau zu onofhängege Lagerplazen beräichert. Bis elo goufen nëmme rar onofhängeg ...Germanium, Selen, anTellurEt goufen Oflagerungen entdeckt, awer d'Gréisst vun den Oflagerungen ass net ganz grouss.
Schmelzen vu seltenen Äerdmetaller
· Et ginn zwou Methoden dofirrar ÄerdSchmelzen, Hydrometallurgie a Pyrometallurgie.
De ganze Prozess vun der Hydrometallurgie vun de Seltenerden an der chemescher Metallurgie vun de Metaller ass gréisstendeels a Léisung a Léisungsmëttel, wéi zum Beispill d'Zersetzung vum Konzentrat vun de Seltenerden, d'Trennung an d'Extraktioun vunselten Äerdoxiden, Verbindungen a eenzel selten Äerdmetaller, déi chemesch Trennungsprozesser wéi Nidderschlag, Kristallisatioun, Oxidatiounsreduktioun, Léisungsmëttelextraktioun an Ionenaustausch benotzen. Déi am meeschte verbreet Method ass d'organesch Léisungsmëttelextraktioun, wat e universelle Prozess fir d'industriell Trennung vun héichreine eenzelne seltenen Äerdmetaller ass. Den Hydrometallurgieprozess ass komplex an d'Produktreinheet ass héich. Dës Method huet e breet Spektrum vun Uwendungen bei der Produktioun vu fäerdege Produkter.
De pyrometallurgesche Prozess ass einfach an huet eng héich Produktivitéit.Selten ÄerdPyrometallurgie ëmfaasst haaptsächlech d'Produktioun vuselten Äerdlegierungenduerch d'silikothermesch Reduktiounsmethod, d'Produktioun vu seltenen Äerdmetaller oder Legierungen duerch d'Schmelzsalzelektrolysemethod, an d'Produktioun vunselten Äerdlegierungenduerch d'Method vun der thermescher Reduktioun vu Metaller etc.
Déi gemeinsam Charakteristik vun der Pyrometallurgie ass d'Produktioun ënner héijen Temperaturbedingungen.
Prozess vun der Produktioun vu seltenen Äerden
·Selten ÄerdKarbonat anChlorid vun seltenen Äerdensinn déi zwee Haaptprodukter an derrar ÄerdIndustrie. Am Allgemengen ginn et de Moment zwou Haaptprozesser fir dës zwou Produkter ze produzéieren. Ee Prozess ass de Réischtprozess mat konzentréierter Schwefelsäure, an deen anere Prozess gëtt Natron-Kaustik-Prozess genannt, ofgekierzt als Natron-Kaustik-Prozess.
·Nieft der Präsenz a verschiddene seltenen Äerdmineraler, ass e bedeitende Bestanddeel vunrar Äerdelementeran der Natur koexistéiere mat Apatit- a Phosphatgestengsmineraler. Déi total Reserven u Phosphatäerz weltwäit sinn ongeféier 100 Milliarden Tonnen, mat engem Duerchschnëttrar ÄerdInhalt vun 0,5 ‰. Et gëtt geschat, datt de Gesamtbetrag vunrar Äerdam Zesummenhang mat Phosphatäerz op der Welt ass 50 Milliounen Tonnen. Als Äntwert op d'Charakteristike vun nidderegemrar ÄerdInhalt a spezielle Virkommensstatus a Minnen, goufen verschidde Recuperatiounsprozesser souwuel national wéi och international ënnersicht, déi a naass an thermesch Methoden opgedeelt kënne ginn. Bei naass Methoden kënne se no den ënnerschiddlechen Zersetzungssäuren an d'Salpetersäuremethod, d'Salzsäuremethod an d'Schwefelsäuremethod opgedeelt ginn. Et gi verschidde Weeër fir selten Äerdmetaller aus Phosphor-chemesche Prozesser ze recuperéieren, déi all enk mat de Veraarbechtungsmethoden vum Phosphatäerz verbonne sinn. Wärend dem thermesche Produktiounsprozess, denrar ÄerdD'Erhuelungsquote kann 60% erreechen.
Mat der kontinuéierlecher Notzung vu Phosphatgestengsressourcen an dem Wiessel a Richtung vun der Entwécklung vu Phosphatgestengs vun niddereger Qualitéit ass de Schwefelsäure-Naassprozess mat Phosphorsäure zur Mainstream-Method an der Phosphatchemieindustrie ginn, an d'Erhuelung vu...rar ÄerdelementerAm Naassprozess vu Schwefelsäure ass Phosphorsäure zu engem Fuerschungshotspot ginn. Am Produktiounsprozess vu Naassprozess-Phosphorsäure huet de Prozess vun der Kontroll vun der Anreicherung vu seltenen Äerdmetaller mat Phosphorsäure an der duernoer Benotzung vun organeschem Léisungsmëttel fir d'Extraktioun vu seltenen Äerdmetaller méi Virdeeler wéi fréi entwéckelt Methoden.
Prozess vun der Extraktioun vu seltenen Äerden
Schwefelsäurelöslechkeet
TerbiumGrupp (liicht léislech a Sulfatkomplexsalzer) -Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, anHolmium;
YttriumGrupp (léislech a Sulfatkomplexsalzer) –Yttrium, Erbium, Thulium, Ytterbium,Lutetium, anSkandium.
Extraktiounsseparatioun
Liichtrar Äerd(P204 Extraktioun mat schwaacher Säure) –Lanthan,Cerium, Praseodym,Neodym, a Promethium;
Mëttel selten Äerd (P204 Extraktioun mat gerénger Säuregehalt) -Samarium,Europium,Gadolinium,Terbium,Dysprosium;
Aféierung an den Extraktiounsprozess
Am Prozess vun der Trennungselten Äerdelementer,wéinst den extrem ähnlechen physikaleschen a chemeschen Eegeschafte vu 17 Elementer, souwéi der Heefegkeet vu begleedenden Ongereinheeten anrar Äerdelementer, ass den Extraktiounsprozess relativ komplex a gëtt dacks benotzt.
Et ginn dräi Zorte vun Extraktiounsprozesser: Schrëtt-fir-Schrëtt-Method, Ionenaustausch an Léisungsmëttelextraktioun.
Schrëtt-fir-Schrëtt Method
D'Method vun der Trennung an der Reinigung, déi den Ënnerscheed an der Léislechkeet vu Verbindungen a Léisungsmëttel benotzt, gëtt Schrëtt-fir-Schrëtt-Method genannt.Yttrium(Y) bisLutetium(Lu), eng eenzeg Trennung tëscht all natierlech virkommendenrar Äerdelementer, dorënner Radium, dat vum Curie-Koppel entdeckt gouf,
Si ginn all mat dëser Method getrennt. D'Operatiounsprozedur vun dëser Method ass relativ komplex, an déi eenzeg Trennung vun alle seltenen Äerdelementer huet iwwer 100 Joer gedauert, mat enger Trennung an widderholl Operatioun déi 20000 Mol erreecht huet. Fir Chemieaarbechter, hir Aarbecht
D'Festigkeet ass relativ héich an de Prozess ass relativ komplex. Dofir kann dës Method keng eenzeg seltend Äerdmetaller a grousse Quantitéiten produzéieren.
Ionenaustausch
D'Fuerschung iwwer selten Äerdelementer gouf duerch d'Onméiglechkeet behënnert, een eenzegt Produkt ze produzéieren.selten Äerdelementa grousse Quantitéiten duerch Schrëtt-fir-Schrëtt Methoden. Fir d'Analys vun derrar Äerdelementera Kärspaltungsprodukter enthale sinn an déi selten Äerdelementer aus Uran an Thorium ewechhuelen, gouf Ionenaustauschchromatographie (Ionenaustauschchromatographie) erfollegräich ënnersicht, déi duerno fir d'Trennung vun benotzt goufselten Äerdelements. De Virdeel vun der Ionenaustauschmethod ass, datt verschidden Elementer an enger Operatioun getrennt kënne ginn. An et kënnen och Produkter mat héijer Rengheet kréien. Den Nodeel ass awer, datt se net kontinuéierlech veraarbecht ka ginn, mat engem laangen Operatiounszyklus an héije Käschte fir d'Harzregeneratioun an den Austausch. Dofir gouf dës fréier Haaptmethod fir d'Trennung vu grousse Quantitéiten u seltenen Äerdmetaller aus der Mainstream-Trennungsmethod zréckgezunn an duerch d'Léisungsmëttelextraktiounsmethod ersat. Wéinst den aussergewéinleche Charakteristike vun der Ionenaustauschchromatographie bei der Erhaalung vun einfache seltenen Äerdmetaller mat héijer Rengheet, ass et awer de Moment, fir Eenzelprodukter mat ultra-héicher Rengheet ze produzéieren an e puer schwéier selten Äerdmetaller ze trennen, och néideg, Ionenaustauschchromatographie ze benotzen, fir e seltenen Äerdmetallprodukt ze trennen an ze produzéieren.
Léisungsmëttelextraktioun
D'Method fir organesch Léisungsmëttel ze benotzen fir déi extrahéiert Substanz aus enger net mëschbarer wässerlecher Léisung ze extrahéieren an ze trennen, gëtt organescht Léisungsmëttel Flëssegkeet-Flëssegkeets-Extraktioun genannt, ofgekierzt als Léisungsmëttelextraktioun. Et ass e Massentransferprozess, deen Substanzen vun enger flësseger Phas an eng aner transferéiert. D'Léisungsmëttelextraktiounsmethod gouf fréier an der petrochemescher, organescher Chimie, pharmazeutescher Chimie an analytescher Chimie ugewannt. Wéinst der Entwécklung vun der Atomenergiewëssenschaft an -technologie, souwéi dem Besoin fir d'Produktioun vun ultrareine Substanzen a rare Elementer, huet d'Léisungsmëttelextraktioun awer an de leschte véierzeg Joer grouss Fortschrëtter an Industrien wéi der Nuklearbrennstoffindustrie an der rare Metallurgie gemaach. China huet en héije Fuerschungsniveau an der Extraktiounstheorie, der Synthese an der Uwendung vun neien Extraktiounsmëttelen, an dem Extraktiounsprozess fir d'Trennung vu rare Äerdelementer erreecht. Am Verglach mat Trennungsmethoden wéi graduéiert Nidderschlag, graduéiert Kristallisatioun an Ionenaustausch huet d'Léisungsmëttelextraktioun eng Rei vu Virdeeler, wéi zum Beispill e gudden Trennungseffekt, eng grouss Produktiounskapazitéit, Komfort fir eng séier a kontinuéierlech Produktioun, an eng einfach automatesch Kontroll. Dofir ass et lues a lues zur Haaptmethod fir d'Trennung vu grousse Quantitéiten u ... ginn.rar Äerds.
Reinigung vun seltenen Äerden
Produktiounsrohmaterialien
Selten Äerdmetallerginn allgemeng a gemëschte selten Äerdmetaller an eenzelselten ÄerdmetallerD'Zesummesetzung vun der gemëschterselten Äerdmetallerass ähnlech wéi déi ursprénglech Zesummesetzung vun de seltenen Äerdmëttel am Äerz, an en eenzegt Metall ass e Metall, dat vun all de seltenen Äerdmëttel getrennt a raffinéiert gëtt. Et ass schwéier ze reduzéierenselten Äerdoxids (ausser fir Oxiden vunSamarium,Europium,, Thulium,Ytterbium) zu engem eenzege Metall mat allgemenge metallurgesche Methoden, wéinst hirer héijer Bildungswärme an héijer Stabilitéit. Dofir sinn déi üblech Rohmaterialien fir d'Produktioun vunselten Äerdmetallerhautdesdaags sinn et hir Chloriden a Fluoriden.
Elektrolyse vu geschmollte Salzer
D'Masseproduktioun vu gemëschte Produkterselten ÄerdmetallerAn der Industrie gëtt allgemeng d'Method vun der Elektrolyse vu geschmollte Salz benotzt. Et ginn zwou Methoden vun der Elektrolyse: Chloridelektrolyse an Oxidelektrolyse. D'Virbereedungsmethod vun enger eenzegerselten Äerdmetallervariéiert jee no Element.Samarium,Europium,,Thulium,Ytterbiumsinn net gëeegent fir elektrolytesch Virbereedung wéinst hirem héijen Dampdrock, a gi stattdessen mat der Reduktiounsdestillatiounsmethod preparéiert. Aner Elementer kënnen duerch Elektrolyse oder Metallthermesch Reduktiounsmethod preparéiert ginn.
Chloridelektrolyse ass déi heefegst Method fir Metaller ze produzéieren, besonnesch fir gemëschte selten Äerdmetaller. De Prozess ass einfach, kosteneffektiv a verlaangt minimal Investitiounen. De gréisste Nodeel ass awer d'Verëffentlechung vu Chlorgas, wat d'Ëmwelt verschmotzt. Oxidelektrolyse setzt keng schiedlech Gase fräi, awer d'Käschte si liicht méi héich. Am Allgemengen sinn deier Eenzelmetaller ...selten Äerdmetallerwéi zum BeispillNeodymanPraseodymginn duerch Oxidelektrolyse produzéiert.
D'Method vun der Vakuumreduktiounselektrolyse kann nëmmen allgemeng industriell Qualitéit preparéierenselten Äerdmetaller. Virbereedungselten Äerdmetallermat gerénger Ongereinheet an héijer Rengheet gëtt allgemeng d'Vakuumthermesch Reduktiounsmethod benotzt. Dës Method kann all eenzel selten Äerdmetaller produzéieren, awerSamarium,Europium,,Thulium,Ytterbiumkann net mat dëser Method produzéiert ginn. De Redoxpotential vunSamarium,Europium,,Thulium,Ytterbiuma Kalzium reduzéiert nëmmen deelweisrar ÄerdFluorid. Am Allgemengen baséiert d'Virbereedung vun dëse Metaller op de Prinzipie vum héijen Dampdrock vun dëse Metaller an dem niddregen Dampdrock vunLanthanmetalls. D'Oxiden vun dëse véierselten Äerdmetallersinn mat Fragmenter gemëschtLanthanmetalls a zu Blöcken kompriméiert, an an engem Vakuumuewen reduzéiert.Lanthanass méi aktiv, wärendSamarium,Europium,,Thulium,Ytterbiumginn zu Gold reduzéiert duerchLanthana gëtt duerch Kondensatioun gesammelt, sou datt et einfach vu Schlak ze trennen ass.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 07. November 2023