Cyflwyniad i dechnoleg diwydiant prin y Ddaear
·Daear prin I.s nid elfen fetelaidd, ond term ar y cyd am 15 elfen ddaear brin ayttriumasgandiwm. Felly, mae gan yr 17 elfen ddaear brin a'u cyfansoddion amrywiol ddefnyddiau amrywiol, yn amrywio o gloridau â phurdeb o 46% i ocsidau daear prin sengl ametelau daear pringyda phurdeb o 99.9999%. Gydag ychwanegu cyfansoddion a chymysgeddau cysylltiedig, mae cynhyrchion daear prin di -ri. Felly,daear brinMae technoleg hefyd yn amrywiol ar sail gwahaniaethau'r 17 elfen hyn. Fodd bynnag, oherwydd y ffaith y gellir rhannu elfennau daear prin yn cerium ayttriumMae grwpiau sy'n seiliedig ar nodweddion mwynau, prosesau mwyngloddio, mwyndoddi a gwahanu mwynau daear prin hefyd yn gymharol unedig. Gan ddechrau o'r mwyngloddio mwyn cychwynnol, bydd y dulliau gwahanu, prosesau mwyndoddi, dulliau echdynnu, a phrosesau puro daearoedd prin yn cael eu cyflwyno fesul un.
Prosesu mwynau o ddaear prin
· Mae prosesu mwynau yn broses brosesu fecanyddol sy'n defnyddio'r gwahaniaethau mewn priodweddau ffisegol a chemegol rhwng gwahanol fwynau sy'n ffurfio'r mwyn, yn defnyddio gwahanol ddulliau buddioli, prosesau ac offer i gyfoethogi mwynau defnyddiol yn y mwyn, tynnu amhureddau niweidiol, a'u gwahanu oddi wrth fwynau gangue.
· Yn ydaear brinmwynau cloddio ledled y byd, cynnwysocsidau daear prindim ond ychydig y cant yw, a rhai hyd yn oed yn is. Er mwyn cwrdd â gofynion cynhyrchu mwyndoddi,daear brinMae mwynau yn cael eu gwahanu oddi wrth fwynau gangue a mwynau defnyddiol eraill trwy fod o fudd cyn mwyndoddi, er mwyn cynyddu cynnwys ocsidau daear prin a chael dwysfwyd daear prin a all fodloni gofynion meteleg prin y ddaear. Yn gyffredinol, mae buddioli mwynau daear prin yn mabwysiadu dull arnofio, a ategir yn aml gan gyfuniadau lluosog o ddisgyrchiant a gwahanu magnetig i ffurfio llif proses fuddioldeb.
Ydaear brinMae blaendal ym Mwynglawdd Baiyunebo ym Mongolia Fewnol yn flaendal math craig carbonad o ddolomit haearn, sy'n cynnwys yn bennaf o fwynau daear prin mewn mwyn haearn (yn ogystal â mwyn ceriwm fflworocarbon a monazite, mae yna hefyd sawl sawlniobiwmadaear brinmwynau).
Mae'r mwyn a echdynnwyd yn cynnwys tua 30% o haearn a thua 5% ocsidau daear prin. Ar ôl malu'r mwyn mawr yn y pwll, mae'n cael ei gludo ar y trên i ffatri fuddioli Cwmni Grŵp Haearn a Dur Baotou. Tasg y gwaith buddioli yw cynydduFe2O3o 33% i dros 55%, malu a graddio yn gyntaf ar felin bêl gonigol, ac yna dewis dwysfwyd haearn cynradd o 62-65% Fe2O3 (haearn) gan ddefnyddio gwahanydd magnetig silindrog. Mae'r cynffonnau'n parhau i gael eu arnofio a gwahanu magnetig i gael dwysfwyd haearn eilaidd sy'n cynnwys mwy na 45%Fe2O3(haearn ocsid). Mae daear brin yn cael ei chyfoethogi mewn ewyn arnofio, gyda gradd o 10-15%. Gellir dewis y dwysfwyd gan ddefnyddio bwrdd ysgwyd i gynhyrchu dwysfwyd bras gyda chynnwys REO o 30%. Ar ôl cael ei ailbrosesu gan offer buddioli, gellir cael dwysfwyd daear prin gyda chynnwys REO o dros 60%.
Dull dadelfennu o ddwysfwyd y ddaear brin
·Daear brinYn gyffredinol, mae elfennau mewn dwysfwyd yn bodoli ar ffurf carbonadau anhydawdd, fflworidau, ffosffadau, ocsidau neu silicadau. Rhaid trosi elfennau daear prin yn gyfansoddion sy'n hydawdd mewn dŵr neu asidau anorganig trwy newidiadau cemegol amrywiol, ac yna'n cael prosesau fel diddymu, gwahanu, puro, canolbwyntio, neu galchiad i gynhyrchu amrywiol gymysgdaear brinCyfansoddion 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 brinDadelfennu dwysfwyd, a elwir hefyd yn gyn-driniaeth.
· Mae yna lawer o ddulliau ar gyfer dadelfennudaear brindwysfwyd, y gellir eu rhannu'n gyffredinol yn dri chategori: dull asid, dull alcali, a dadelfennu clorineiddio. Gellir rhannu dadelfennu asid ymhellach yn ddadelfennu asid hydroclorig, dadelfennu asid sylffwrig, a dadelfennu asid hydrofluorig. Gellir rhannu dadelfennu alcali ymhellach yn ddadelfennu sodiwm hydrocsid, toddi sodiwm hydrocsid, neu ddulliau rhostio soda. Dewisir y llif proses briodol yn gyffredinol yn seiliedig ar egwyddorion math dwysfwyd, nodweddion gradd, cynllun cynnyrch, cyfleustra ar gyfer adfer a defnyddio elfennau daear nad ydynt yn brin, budd ar gyfer hylendid llafur a diogelu'r amgylchedd, a rhesymoledd economaidd.
· Er bod bron i 200 o fwynau elfen brin a gwasgaredig wedi'u darganfod, ni chawsant eu cyfoethogi i adneuon annibynnol gyda mwyngloddio diwydiannol oherwydd eu prinder. Hyd yn hyn, dim ond prin annibynnolGermaniwm, seleniwm, atelluriumMae dyddodion wedi'u darganfod, ond nid yw graddfa'r dyddodion yn fawr iawn.
Mwyndoddi daearoedd prin
· Mae dau ddull ar gyferdaear brinArddangosiad, Hydrometallurgy a Pyrometallurgy.
.ocsidau daear prin, cyfansoddion, a metelau daear prin sengl, sy'n defnyddio prosesau gwahanu cemegol fel dyodiad, crisialu, lleihau ocsidiad, echdynnu toddyddion, a chyfnewid ïon. 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 hydrometallurgy 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 pyrometallurgical yn syml ac mae ganddi gynhyrchiant uchel.Daear brinMae pyrometallurgy yn cynnwys cynhyrchu yn bennafaloion daear prinTrwy ddull lleihau silicothermig, cynhyrchu metelau daear prin neu aloion 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 prin y Ddaear
·Daear brincarbonad aclorid daear prinyw'r ddau brif gynnyrch cynradd yn ydaear brindiwydiant. A siarad yn gyffredinol, ar hyn o bryd mae dwy brif broses ar gyfer cynhyrchu'r ddau gynnyrch hyn. Un broses yw'r broses rhostio asid sylffwrig crynodedig, a gelwir y broses arall yn broses soda costig, wedi'i thalfrafftio fel y broses soda costig.
· Yn ogystal â bod yn bresennol mewn amryw o fwynau daear prin, cyfran sylweddol oElfennau daear prinMae natur yn cydfodoli ag apatite a mwynau creigiau ffosffad. Mae cyfanswm cronfeydd wrth gefn mwyn ffosffad y byd oddeutu 100 biliwn o dunelli, gyda chyfartaledddaear brinCynnwys o 0.5 ‰. Amcangyfrifir bod cyfanswmdaear brinYn gysylltiedig â mwyn ffosffad yn y byd mae 50 miliwn o dunelli. Mewn ymateb i nodweddion iseldaear brinCynnwys a statws digwyddiadau arbennig mewn mwyngloddiau, astudiwyd prosesau adfer amrywiol 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 y gwahanol asidau dadelfennu. Mae yna nifer o ffyrdd i adfer daearoedd prin o brosesau cemegol ffosfforws, ac mae cysylltiad agos rhwng pob un ohonynt â dulliau prosesu mwyn ffosffad. Yn ystod y broses gynhyrchu thermol, mae'rdaear brinGall y gyfradd adfer gyrraedd 60%.
Gyda'r defnydd parhaus o adnoddau creigiau ffosffad a'r symudiad tuag at ddatblygu craig ffosffad o ansawdd isel, mae'r broses asid ffosfforig proses wlyb asid sylffwrig wedi dod yn ddull prif ffrwd yn y diwydiant cemegol ffosffad, ac adferiad,Elfennau daear prinMewn proses wlyb asid sylffwrig mae asid ffosfforig wedi dod yn fan cychwyn ymchwil. Yn y broses gynhyrchu o asid gwlyb asid sylffwrig asid ffosfforig, mae gan y broses o reoli cyfoethogi daearoedd prin mewn asid ffosfforig ac yna defnyddio echdynnu toddyddion organig i echdynnu daearoedd prin fwy o fanteision na dulliau datblygedig cynnar.
Proses echdynnu daear prin
Hydoddedd asid sylffwrig
Ngheriwmgrŵp (anhydawdd mewn halwynau cymhleth sylffad) -lanthanwm, Cerium, praseodymiwm, neodymiwm, a Promethium;
TerbiwmGrŵp (ychydig yn hydawdd mewn halwynau cymhleth sylffad) -samariwm, Europiwm, gadolinium, terbiwm, dysprosiwm, aholmiwm;
Yttriumgrŵp (hydawdd mewn halwynau cymhleth sylffad) -yttrium, Erbium, thuliwm, ytterbium,lutetium, asgandiwm.
Gwahanu echdynnu
Henynnidaear brin(Echdynnu asidedd gwan t204) -lanthanwm.Cerium, praseodymiwm.neodymiwm, a Promethium;
Daear brin ganol (echdynnu asidedd isel t204)-samariwm.Europiwm.gadolinium.terbiwm.dysprosiwm;
Trwmdaear brinelfennau(echdynnu asidedd yn t204) -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 o amhureddau cysylltiedig ynElfennau daear prin, mae'r broses echdynnu yn gymharol gymhleth ac yn cael ei defnyddio'n gyffredin.
Mae yna dri math o broses echdynnu: dull cam wrth gam, cyfnewid ïon, ac echdynnu toddyddion.
Dull cam wrth gam
Gelwir y dull o wahanu a phuro gan ddefnyddio'r gwahaniaeth yn hydoddedd cyfansoddion mewn toddyddion yn ddull cam wrth gam. Oddi wrthyttrium(Y) ilutetium(Lu), un gwahaniad rhwng pob un sy'n digwydd yn naturiolElfennau daear prin, gan gynnwys radiwm a ddarganfuwyd gan y cwpl curie,
Maent i gyd wedi'u gwahanu gan ddefnyddio'r dull hwn. Mae gweithdrefn weithredu'r dull hwn yn gymharol gymhleth, a chymerodd gwahaniad sengl yr holl elfennau daear prin dros 100 mlynedd, gydag un gwahaniad a gweithrediad dro ar ôl tro yn cyrraedd 20000 o weithiau. Ar gyfer gweithwyr cemegol, eu gwaith
Mae'r cryfder yn gymharol uchel ac mae'r broses yn gymharol gymhleth. Felly, ni all defnyddio'r dull hwn gynhyrchu un ddaear brin mewn symiau mawr.
Cyfnewid ïon
Mae'r gwaith ymchwil ar elfennau daear prin wedi cael ei rwystro gan yr anallu i gynhyrchu senglelfen ddaear brinmewn symiau mawr trwy ddulliau cam wrth gam. Er mwyn dadansoddi'rElfennau daear prinWedi'i gynnwys mewn cynhyrchion ymholltiad niwclear a thynnu'r elfennau daear prin o wraniwm a thorium, astudiwyd cromatograffeg cyfnewid ïon (cromatograffeg cyfnewid ïon) yn llwyddiannus, a ddefnyddiwyd wedyn ar gyfer gwahanuelfen ddaear brins. Mantais dull cyfnewid ïon yw y gellir gwahanu sawl elfen mewn un gweithrediad. 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, unwaith y mae hyn ar ôl gwahanu llawer iawn o ddaearoedd prin wedi ymddeol o'r dull gwahanu prif ffrwd a'i ddisodli gan y dull echdynnu toddyddion. Fodd bynnag, oherwydd nodweddion rhagorol cromatograffeg cyfnewid ïon wrth gael cynhyrchion daear prin sengl purdeb uchel, ar hyn o bryd, er mwyn cynhyrchu cynhyrchion sengl purdeb uwch-uchel a gwahanu rhai elfennau daear prin trwm, mae hefyd yn angenrheidiol defnyddio cromatograffeg cyfnewid ïon i wahanu a chynhyrchu cynnyrch daear prin.
Echdynnu Toddyddion
Gelwir y dull o ddefnyddio toddyddion organig i echdynnu a gwahanu'r sylwedd a echdynnwyd oddi wrth doddiant dyfrllyd na ellir ei dynnu yn echdynnu hylif toddydd organig, wedi'i dalfyrru fel echdynnu toddyddion. Mae'n broses trosglwyddo màs sy'n trosglwyddo sylweddau o un cyfnod hylif i'r llall. Mae'r dull echdynnu toddyddion wedi'i gymhwyso'n gynharach mewn petrocemegol, cemeg organig, cemeg fferyllol, a chemeg ddadansoddol. Fodd bynnag, yn ystod y deugain mlynedd diwethaf, oherwydd datblygiad gwyddoniaeth a thechnoleg ynni atomig, yn ogystal â'r angen i gynhyrchu sylweddau ultrapure ac elfennau prin, mae echdynnu toddyddion wedi gwneud cynnydd mawr mewn diwydiannau fel diwydiant tanwydd niwclear a meteleg prin. Mae Tsieina wedi cyflawni lefel uchel o ymchwil mewn theori echdynnu, synthesis a chymhwyso echdynwyr newydd, a'r broses echdynnu ar gyfer gwahanu elfennau daear prin. O'i gymharu â dulliau gwahanu fel dyodiad graddedig, crisialu graddedig, a chyfnewid ïon, mae gan echdynnu toddyddion gyfres o fanteision megis effaith gwahanu da, gallu cynhyrchu mawr, cyfleustra ar gyfer cynhyrchu cyflym a pharhaus, ac yn hawdd sicrhau rheolaeth awtomatig. Felly, yn raddol mae wedi dod yn brif ddull ar gyfer gwahanu llawer iawn odaear brins.
Puro prin y Ddaear
Cynhyrchu deunyddiau crai
Metelau daear prinyn gyffredinol yn cael eu rhannu'n fetelau daear prin cymysg a senglmetelau daear prin. Cyfansoddiad cymysgmetelau daear prinyn debyg i'r cyfansoddiad daear prin gwreiddiol yn y mwyn, ac mae metel sengl yn fetel wedi'i wahanu a'i fireinio oddi wrth bob daear brin. Mae'n anodd lleihauOcsid y Ddaear brins (heblaw am ocsidau osamariwm.Europiwm,, thuliwm.ytterbium) i mewn i un metel gan ddefnyddio dulliau metelegol cyffredinol, oherwydd eu gwres uchel eu ffurfio a'u sefydlogrwydd uchel. Felly, y deunyddiau crai a ddefnyddir yn gyffredin ar gyfer cynhyrchumetelau daear prinY dyddiau hyn mae eu cloridau a'u fflworidau.
Electrolysis halen tawdd
Cynhyrchiad màs cymysgmetelau daear prinYn gyffredinol, mae diwydiant yn defnyddio'r dull electrolysis halen tawdd. Mae dau ddull o electrolysis: electrolysis clorid ac electrolysis ocsid. Dull paratoi senglmetelau daear prinyn amrywio yn dibynnu ar yr elfen.samariwm.Europiwm,,thuliwm.ytterbiumddim yn addas ar gyfer paratoi electrolytig oherwydd eu pwysau anwedd uchel, ac yn lle hynny maent yn cael eu paratoi gan ddefnyddio 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 cyn lleied o fuddsoddiad arno. 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, sengl am bris uchelDaearoedd prinmegisneodymiwmapraseodymiwmyn cael eu cynhyrchu gan ddefnyddio electrolysis ocsid.
Dim ond gradd ddiwydiannol gyffredinol y gall y dull electrolysis lleihau gwactod baratoimetelau daear prin. I baratoimetelau daear prinGydag amhureddau isel a phurdeb uchel, defnyddir dull lleihau thermol gwactod yn gyffredinol. Gall y dull hwn gynhyrchu'r holl fetelau daear prin sengl, ondsamariwm.Europiwm,,thuliwm.ytterbiumni ellir ei gynhyrchu gan ddefnyddio'r dull hwn. Potensial rhydocssamariwm.Europiwm,,thuliwm.ytterbiuma chalsiwm yn rhannol yn lleihau'n rhannoldaear brinfflworid. Yn gyffredinol, mae paratoi'r metelau hyn yn seiliedig ar egwyddorion pwysau anwedd uchel y metelau hyn a phwysau anwedd isel oMetel Lanthanums. Ocsidau'r pedwar hynDaearoedd prinyn gymysg â darnau oMetel Lanthanums a chywasgu i mewn i flociau, a'i leihau mewn ffwrnais gwactod.Lanthanwmyn fwy egnïol, trasamariwm.Europiwm,,thuliwm.ytterbiumyn cael eu lleihau i aur ganlanthanwma'i gasglu ar anwedd, gan ei gwneud hi'n hawdd gwahanu oddi wrth slag.
Amser Post: Tach-07-2023