Cyflwyniad i Dechnoleg y Diwydiant Prin-ddaear
·Pridd prin inid elfen fetelaidd yw hi, ond term cyfunol am 15 elfen brin o ddaear aytriwmascandiwmFelly, mae gan y 17 elfen brin o ddaear a'u cyfansoddion amrywiol ddefnyddiau amrywiol, yn amrywio o gloridau â phurdeb o 46% i ocsidau brin unigol ametelau daear pringyda phurdeb o 99.9999%. Gyda'r ychwanegiad o gyfansoddion a chymysgeddau cysylltiedig, mae yna gynhyrchion daear prin dirifedi. Felly,daear prinmae technoleg hefyd yn amrywiol yn seiliedig ar wahaniaethau'r 17 elfen hyn. Fodd bynnag, oherwydd y ffaith y gellir rhannu elfennau daear prin yn seriwm aytriwmgrwpiau yn seiliedig ar nodweddion mwynau, mae prosesau cloddio, toddi a gwahanu mwynau daear prin hefyd yn gymharol unedig. Gan ddechrau o'r cloddio mwyn cychwynnol, cyflwynir y dulliau gwahanu, y prosesau toddi, y dulliau echdynnu a'r prosesau puro ar gyfer daear prin fesul un.
Prosesu mwynau priddoedd prin
·Mae prosesu mwynau yn broses brosesu fecanyddol sy'n defnyddio'r gwahaniaethau mewn priodweddau ffisegol a chemegol rhwng amrywiol fwynau sy'n ffurfio'r mwyn, yn defnyddio gwahanol ddulliau, prosesau ac offer buddioli i gyfoethogi mwynau defnyddiol yn y mwyn, cael gwared ar amhureddau niweidiol, a'u gwahanu oddi wrth fwynau gangue.
·Yn ydaear prinmwynau a gloddiwyd ledled y byd, cynnwysocsidau daear prindim ond ychydig ganrannau yw hynny, a rhai hyd yn oed yn is. Er mwyn bodloni gofynion cynhyrchu mwyndoddi,daear prinMae mwynau'n cael eu gwahanu oddi wrth fwynau gangue a mwynau defnyddiol eraill trwy eu gwella cyn eu toddi, er mwyn cynyddu cynnwys ocsidau pridd prin a chael crynodiadau pridd prin a all fodloni gofynion meteleg pridd prin. Yn gyffredinol, mae gwella mwynau pridd prin yn mabwysiadu dull arnofio, a ategir yn aml gan gyfuniadau lluosog o wahanu disgyrchiant a magnetig i ffurfio llif proses gwella.
Ydaear prinMae'r dyddodiad ym Mwynglawdd Baiyunebo ym Mongolia Fewnol yn ddyddodiad math o graig carbonad o ddolomit haearn, sy'n cynnwys yn bennaf fwynau daear prin cysylltiedig mewn mwyn haearn (yn ogystal â mwyn ceriwm fflworocarbon a monasit, mae yna hefyd sawl unniobiwmadaear prinmwynau).
Mae'r mwyn a echdynnwyd yn cynnwys tua 30% o haearn a thua 5% o ocsidau daear prin. Ar ôl malu'r mwyn mawr yn y pwll glo, caiff ei gludo ar drên i waith buddioli Cwmni Grŵp Haearn a Dur Baotou. Tasg y gwaith buddioli yw cynydduFe2O3o 33% i dros 55%, gan falu a graddio yn gyntaf ar felin bêl gonigol, ac yna dewis crynodiad haearn cynradd o 62-65% Fe2O3 (ocsid haearn) gan ddefnyddio gwahanydd magnetig silindrog. Mae'r cynffonau'n parhau i gael eu arnofio a'u gwahanu'n magnetig i gael crynodiad haearn eilaidd sy'n cynnwys mwy na 45%Fe2O3(ocsid haearn). Mae pridd prin wedi'i gyfoethogi mewn ewyn arnofio, gyda gradd o 10-15%. Gellir dewis y crynodiad gan ddefnyddio bwrdd ysgwyd i gynhyrchu crynodiad bras gyda chynnwys REO o 30%. Ar ôl cael ei ailbrosesu gan offer buddioli, gellir cael crynodiad pridd prin gyda chynnwys REO o dros 60%.
Dull dadelfennu crynodiad daear prin
·Pridd prinMae elfennau mewn crynodiadau fel arfer yn bodoli ar ffurf carbonadau, fflworidau, ffosffadau, ocsidau neu silicadau anhydawdd. Rhaid trosi elfennau daear prin yn gyfansoddion sy'n hydawdd mewn dŵr neu asidau anorganig trwy amrywiol newidiadau cemegol, ac yna mynd trwy brosesau fel diddymu, gwahanu, puro, crynodiad neu galchynnu i gynhyrchu amrywiol gymysgeddau.daear princyfansoddion fel cloridau daear prin cymysg, y gellir eu defnyddio fel cynhyrchion neu ddeunyddiau crai ar gyfer gwahanu elfennau daear prin sengl. Gelwir y broses hondaear prindadelfennu crynodiad, a elwir hefyd yn rag-driniaeth.
·Mae yna lawer o ddulliau ar gyfer dadelfennudaear princrynodiadau, y gellir eu rhannu'n gyffredinol yn dair categori: dull asid, dull alcali, a dadelfennu clorineiddio. Gellir rhannu dadelfennu asid ymhellach yn ddadelfennu asid hydroclorig, dadelfennu asid sylffwrig, a dadelfennu asid hydrofflworig. Gellir rhannu dadelfennu alcalïaidd ymhellach yn ddadelfennu sodiwm hydrocsid, toddi sodiwm hydrocsid, neu ddulliau rhostio soda. Dewisir y llif proses priodol yn gyffredinol yn seiliedig ar egwyddorion math y crynodiad, nodweddion gradd, cynllun cynnyrch, cyfleustra ar gyfer adfer a defnyddio elfennau daear prin yn gynhwysfawr, budd ar gyfer hylendid llafur a diogelu'r amgylchedd, a rhesymoldeb economaidd.
·Er bod bron i 200 o fwynau elfen prin a gwasgaredig wedi'u darganfod, nid ydynt wedi'u cyfoethogi'n ddyddodion annibynnol gyda mwyngloddio diwydiannol oherwydd eu prinder. Hyd yn hyn, dim ond mwynau elfennol pringermaniwm, seleniwm, atelwriwmmae dyddodion wedi'u darganfod, ond nid yw maint y dyddodion yn fawr iawn.
Toddi priddoedd prin
·Mae dau ddull ar gyferdaear printoddi, hydrometalurgy a pyrometalurgy.
·Mae'r broses gyfan o hydrometeleg prin a meteleg gemegol metelau yn bennaf mewn hydoddiant a thoddydd, megis dadelfennu crynodiad prin, gwahanu ac echdynnuocsidau daear prin, cyfansoddion, a metelau daear prin sengl, sy'n defnyddio prosesau gwahanu cemegol fel gwaddodiad, crisialu, ocsideiddio-gostyngiad, echdynnu toddyddion, a chyfnewid ïonau. Y dull a ddefnyddir amlaf yw echdynnu toddyddion organig, sy'n broses gyffredinol ar gyfer gwahanu elfennau daear prin sengl purdeb uchel yn ddiwydiannol. Mae'r broses hydrometeleg yn gymhleth ac mae purdeb y cynnyrch yn uchel. Mae gan y dull hwn ystod eang o gymwysiadau wrth gynhyrchu cynhyrchion gorffenedig.
Mae'r broses pyrometallurgaidd yn syml ac mae ganddi gynhyrchiant uchel.Pridd prinMae pyrometalleg yn bennaf yn cynnwys cynhyrchualoion daear printrwy ddull lleihau silicothermig, cynhyrchu metelau neu aloion daear prin trwy ddull electrolysis halen tawdd, a chynhyrchualoion daear printrwy ddull lleihau thermol metel ac ati.
Nodwedd gyffredin pyrometallurgy yw cynhyrchu o dan amodau tymheredd uchel.
Proses gynhyrchu daear prin
·Pridd princarbonad aclorid daear prinyw'r ddau brif gynnyrch cynradd yn ydaear prindiwydiant. Yn gyffredinol, mae dau brif broses ar hyn o bryd ar gyfer cynhyrchu'r ddau gynnyrch hyn. Un broses yw'r broses rostio asid sylffwrig crynodedig, a gelwir y broses arall yn broses soda costig, a dalfyrrir fel y broses soda costig.
·Yn ogystal â bod yn bresennol mewn amrywiol fwynau daear prin, mae cyfran sylweddol oelfennau daear prinyn naturiol yn cydfodoli â mwynau craig apatit a ffosffad. Mae cyfanswm y cronfeydd o fwyn ffosffad y byd tua 100 biliwn tunnell, gyda chyfartaledddaear princynnwys o 0.5 ‰. Amcangyfrifir mai cyfanswm y swm odaear prinsy'n gysylltiedig â mwyn ffosffad yn y byd yw 50 miliwn tunnell. Mewn ymateb i nodweddion iseldaear princynnwys a statws digwyddiad arbennig mewn mwyngloddiau, mae amrywiol brosesau adfer wedi'u hastudio yn ddomestig ac yn rhyngwladol, y gellir eu rhannu'n ddulliau gwlyb a thermol. Mewn dulliau gwlyb, gellir eu rhannu'n ddull asid nitrig, dull asid hydroclorig, a dull asid sylffwrig yn ôl yr asidau dadelfennu gwahanol. Mae amrywiol ffyrdd o adfer priddoedd prin o brosesau cemegol ffosfforws, ac mae pob un ohonynt yn gysylltiedig yn agos â dulliau prosesu mwyn ffosffad. Yn ystod y broses gynhyrchu thermol, ydaear pringall y gyfradd adferiad gyrraedd 60%.
Gyda'r defnydd parhaus o adnoddau craig ffosffad a'r symudiad tuag at ddatblygu craig ffosffad o ansawdd isel, mae proses asid sylffwrig gwlyb wedi dod yn ddull prif ffrwd yn y diwydiant cemegol ffosffad, ac adferiadelfennau daear prinMewn proses wlyb asid sylffwrig, mae asid ffosfforig wedi dod yn fan ymchwil poblogaidd. Yn y broses gynhyrchu o asid ffosfforig proses wlyb asid sylffwrig, mae gan y broses o reoli cyfoethogi metelau prin mewn asid ffosfforig ac yna defnyddio echdynnu toddyddion organig i echdynnu metelau prin fwy o fanteision na dulliau a ddatblygwyd yn gynnar.
Proses echdynnu priddoedd prin
Hydoddedd asid sylffwrig
Ceriwmgrŵp (anhydawdd mewn halwynau cymhleth sylffad) –lantanwm, ceriwm, praseodymiwm, neodymiwm, a promethiwm;
Terbiwmgrŵp (ychydig yn hydawdd mewn halwynau cymhleth sylffad) -samariwm, ewropiwm, gadoliniwm, terbiwm, dysprosiwm, aholmiwm;
Ytriwmgrŵp (hydawdd mewn halwynau cymhleth sylffad) –ytriwm, erbiwm, thuliwm, ytterbiwm,lutetiwm, ascandiwm.
Gwahanu echdynnu
Golaudaear prin(Echdynnu asidedd gwan P204) –lantanwm,ceriwm, praseodymiwm,neodymiwm, a promethiwm;
Pridd prin canol (echdynnu asidedd isel P204) -samariwm,ewropiwm,gadoliniwm,terbiwm,dysprosiwm;
Trwmdaear prinelfennau(echdynnu asidedd yn P204) -holmiwm,
Cyflwyniad i'r Broses Echdynnu
Yn y broses o wahanuelfennau daear prin,oherwydd priodweddau ffisegol a chemegol hynod debyg 17 elfen, yn ogystal â digonedd yr amhureddau cysylltiedig ynelfennau daear prin, mae'r broses echdynnu yn gymharol gymhleth ac yn cael ei defnyddio'n gyffredin.
Mae tri math o brosesau echdynnu: dull cam wrth gam, cyfnewid ïonau, ac echdynnu toddyddion.
Dull cam wrth gam
Gelwir y dull gwahanu a phuro gan ddefnyddio'r gwahaniaeth mewn hydoddedd cyfansoddion mewn toddyddion yn ddull cam wrth gam.ytriwm(Y) ilutetiwm(Lu), un gwahaniad rhwng popeth sy'n digwydd yn naturiolelfennau daear prin, gan gynnwys radiwm a ddarganfuwyd gan y cwpl Curie,
Maent i gyd yn cael eu gwahanu gan ddefnyddio'r dull hwn. Mae gweithdrefn weithredu'r dull hwn yn gymharol gymhleth, a chymerodd dros 100 mlynedd i wahanu pob elfen brin o'r ddaear ar ei ben ei hun, gydag un gwahanu a gweithrediad ailadroddus yn cyrraedd 20,000 o weithiau. I weithwyr cemegol, eu gwaith
Mae'r cryfder yn gymharol uchel a'r broses yn gymharol gymhleth. Felly, ni all defnyddio'r dull hwn gynhyrchu un ddaear brin mewn symiau mawr.
Cyfnewid ïonau
Mae'r gwaith ymchwil ar elfennau daear prin wedi'i rwystro gan yr anallu i gynhyrchu unelfen brin y ddaearmewn meintiau mawr trwy ddulliau cam wrth gam. Er mwyn dadansoddi'relfennau daear prinsydd wedi'u cynnwys mewn cynhyrchion ymholltiad niwclear a thynnu'r elfennau daear prin o wraniwm a thoriwm, astudiwyd cromatograffaeth cyfnewid ïonau (cromatograffaeth cyfnewid ïonau) yn llwyddiannus, a ddefnyddiwyd wedyn ar gyfer gwahanuelfen brin y ddaears. Mantais y dull cyfnewid ïonau yw y gellir gwahanu nifer o elfennau mewn un llawdriniaeth. A gall hefyd gael cynhyrchion purdeb uchel. Fodd bynnag, yr anfantais yw na ellir ei brosesu'n barhaus, gyda chylch gweithredu hir a chostau uchel ar gyfer adfywio a chyfnewid resin. Felly, mae'r dull hwn, a fu gynt yn brif ddull ar gyfer gwahanu symiau mawr o briddoedd prin, wedi'i dynnu o'r dull gwahanu prif ffrwd ac wedi'i ddisodli gan y dull echdynnu toddyddion. Fodd bynnag, oherwydd nodweddion rhagorol cromatograffaeth cyfnewid ïonau wrth gael cynhyrchion priddoedd prin sengl purdeb uchel, ar hyn o bryd, er mwyn cynhyrchu cynhyrchion sengl purdeb uwch-uchel a gwahanu rhai elfennau priddoedd prin trwm, mae hefyd angen defnyddio cromatograffaeth cyfnewid ïonau i wahanu a chynhyrchu cynnyrch priddoedd prin.
Echdynnu toddyddion
Gelwir y dull o ddefnyddio toddyddion organig i echdynnu a gwahanu'r sylwedd a echdynnwyd o doddiant dyfrllyd anghymysgadwy yn echdynnu hylif-hylif toddydd organig, a dalfyrrir fel echdynnu toddydd. Mae'n broses trosglwyddo màs sy'n trosglwyddo sylweddau o un cyfnod hylif i'r llall. Mae'r dull echdynnu toddydd wedi'i gymhwyso'n gynharach mewn petrogemegol, cemeg organig, cemeg fferyllol, a chemeg ddadansoddol. Fodd bynnag, yn y deugain mlynedd diwethaf, oherwydd datblygiad gwyddoniaeth a thechnoleg ynni atomig, yn ogystal â'r angen i gynhyrchu sylweddau pur iawn ac elfennau prin, mae echdynnu toddydd wedi gwneud cynnydd mawr mewn diwydiannau fel y diwydiant tanwydd niwclear a meteleg prin. Mae Tsieina wedi cyflawni lefel uchel o ymchwil mewn theori echdynnu, synthesis a chymhwyso echdynnwyr newydd, a'r broses echdynnu ar gyfer gwahanu elfennau daear prin. O'i gymharu â dulliau gwahanu fel gwaddodiad graddol, crisialu graddol, a chyfnewid ïonau, mae gan echdynnu toddydd gyfres o fanteision megis effaith gwahanu dda, capasiti cynhyrchu mawr, cyfleustra ar gyfer cynhyrchu cyflym a pharhaus, a hawdd cyflawni rheolaeth awtomatig. Felly, mae wedi dod yn raddol y prif ddull ar gyfer gwahanu symiau mawr odaear prins.
Puro daear prin
Deunyddiau crai cynhyrchu
Metelau daear prinyn gyffredinol yn cael eu rhannu'n fetelau daear prin cymysg a metelau senglmetelau daear prinCyfansoddiad cymysgmetelau daear prinyn debyg i gyfansoddiad gwreiddiol y ddaear brin yn y mwyn, ac mae metel sengl yn fetel sydd wedi'i wahanu a'i fireinio o bob daear brin. Mae'n anodd ei leihauocsid daear prins (ac eithrio ocsidau osamariwm,ewropiwm,, thuliwm,ytterbiwm) yn un metel gan ddefnyddio dulliau metelegol cyffredinol, oherwydd eu gwres ffurfio uchel a'u sefydlogrwydd uchel. Felly, y deunyddiau crai a ddefnyddir yn gyffredin ar gyfer cynhyrchumetelau daear priny dyddiau hyn yw eu cloridau a'u fflworidau.
Electrolysis halen tawdd
Cynhyrchu màs o gymysgeddmetelau daear prinmewn diwydiant yn gyffredinol yn defnyddio'r dull electrolysis halen tawdd. Mae dau ddull o electrolysis: electrolysis clorid ac electrolysis ocsid. Y dull paratoi ar gyfer unmetelau daear prinyn amrywio yn dibynnu ar yr elfen.samariwm,ewropiwm,,thuliwm,ytterbiwmnid ydynt yn addas ar gyfer paratoi electrolytig oherwydd eu pwysedd anwedd uchel, ac yn lle hynny cânt eu paratoi gan ddefnyddio'r dull distyllu lleihau. Gellir paratoi elfennau eraill trwy electrolysis neu ddull lleihau thermol metel.
Electrolysis clorid yw'r dull mwyaf cyffredin ar gyfer cynhyrchu metelau, yn enwedig ar gyfer metelau daear prin cymysg. Mae'r broses yn syml, yn gost-effeithiol, ac mae angen buddsoddiad lleiaf posibl. Fodd bynnag, yr anfantais fwyaf yw rhyddhau nwy clorin, sy'n llygru'r amgylchedd. Nid yw electrolysis ocsid yn rhyddhau nwyon niweidiol, ond mae'r gost ychydig yn uwch. Yn gyffredinol, mae metelau sengl drud yn cael eu cynhyrchu.daearoedd prinfelneodymiwmapraseodymiwmyn cael eu cynhyrchu gan ddefnyddio electrolysis ocsid.
Dim ond gradd ddiwydiannol gyffredinol y gall y dull electrolysis lleihau gwactod ei baratoimetelau daear prinI baratoimetelau daear pringyda amhureddau isel a phurdeb uchel, defnyddir dull lleihau thermol gwactod yn gyffredinol. Gall y dull hwn gynhyrchu pob metel daear prin sengl, ondsamariwm,ewropiwm,,thuliwm,ytterbiwmni ellir ei gynhyrchu gan ddefnyddio'r dull hwn. Potensial redoxsamariwm,ewropiwm,,thuliwm,ytterbiwma dim ond yn rhannol y mae calsiwm yn ei leihaudaear prinfflworid. Yn gyffredinol, mae paratoi'r metelau hyn yn seiliedig ar egwyddorion pwysedd anwedd uchel y metelau hyn a phwysedd anwedd iselmetel lantanwms. Ocsidau'r pedwar hyndaearoedd prinyn cael eu cymysgu â darnau ometel lantanwma'u cywasgu'n flociau, a'u lleihau mewn ffwrnais gwactod.Lanthanwmyn fwy egnïol, trasamariwm,ewropiwm,,thuliwm,ytterbiwmyn cael eu lleihau i aur ganlantanwmac yn cael ei gasglu ar gyddwysiad, gan ei gwneud hi'n hawdd ei wahanu oddi wrth slag.
Amser postio: Tach-07-2023