Cyflwyniad i Dechnoleg Diwydiant Rare Earth
·Daear prin is nid elfen fetelaidd, ond term cyfunol ar gyfer 15 o elfennau daear prin ayttriumasgandiwm.Felly, mae gan yr 17 o elfennau daear prin 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 yna lawer o gynhyrchion daear prin.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 cerium ayttriumgrwpiau sy'n seiliedig ar nodweddion mwynau, mae prosesau mwyngloddio, mwyndoddi a gwahanu mwynau pridd prin hefyd yn gymharol unedig.Gan ddechrau o'r mwyngloddio mwyn cychwynnol, bydd y dulliau gwahanu, prosesau mwyndoddi, dulliau echdynnu, a phrosesau puro priddoedd prin yn cael eu cyflwyno fesul un.
Prosesu mwynau o briddoedd 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 buddioldeb i gyfoethogi mwynau defnyddiol yn y mwyn, cael gwared ar amhureddau niweidiol, a'u gwahanu. o fwynau gangue.
·Yn ydaear prinmwynau sy'n cael eu cloddio ledled y byd, cynnwysocsidau daear prindim ond ychydig y cant, 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 fuddioldeb cyn mwyndoddi, er mwyn cynyddu cynnwys ocsidau daear prin a chael dwysfwydydd daear prin a all fodloni gofynion meteleg daear prin.Mae buddioldeb mwynau daear prin yn gyffredinol yn mabwysiadu dull arnofio, wedi'i ategu'n aml gan gyfuniadau lluosog o ddisgyrchiant a gwahaniad magnetig i ffurfio llif proses beneficiation.
Mae'rdaear prinMae blaendal ym Mwynglawdd Baiyunebo ym Mongolia Fewnol yn blaendal o ddolomit haearn carbonad o graig, sy'n cynnwys yn bennaf mwynau pridd prin mewn mwyn haearn (yn ogystal â mwyn cerium fflworocarbon a monazite, mae yna hefyd sawl un).niobiumadaear prinmwynau).
Mae'r mwyn a dynnwyd yn cynnwys tua 30% o haearn a thua 5% o ocsidau pridd prin.Tasg y planhigyn buddioldeb yw cynydduFe2O3o 33% i dros 55%, yn malu a graddio'n gyntaf ar felin bêl gonigol, ac yna'n dewis dwysfwyd haearn cynradd o 62-65% Fe2O3 (haearn ocsid) defnyddio gwahanydd magnetig silindrog.Mae'r sorod yn parhau i fynd trwy arnofio a gwahaniad magnetig i gael dwysfwyd haearn eilaidd sy'n cynnwys mwy na 45%Fe2O3(haearn ocsid).Mae daear prin wedi'i gyfoethogi mewn ewyn arnofio, gyda gradd o 10-15%.Gellir dewis y dwysfwyd trwy ddefnyddio bwrdd ysgwyd i gynhyrchu dwysfwyd bras gyda chynnwys REO o 30%.Ar ôl cael ei ailbrosesu gan offer beneficiation, gellir cael crynodiad daear prin gyda chynnwys REO o dros 60%.
Dull dadelfennu o ddwysfwyd ddaear prin
·Daear prinyn gyffredinol mae elfennau mewn dwysfwydydd yn bodoli ar ffurf carbonadau anhydawdd, fflworidau, ffosffadau, ocsidau, neu silicadau.Rhaid trosi elfennau prin y ddaear yn gyfansoddion sy'n hydawdd mewn dŵr neu asidau anorganig trwy amrywiol newidiadau cemegol, ac yna mynd trwy brosesau megis diddymu, gwahanu, puro, crynodiad, neu galchynnu i gynhyrchu cymysg amrywiol.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 prindadelfeniad dwysfwyd, a elwir hefyd yn rhag-driniaeth.
·Mae yna lawer o ddulliau o ddadelfennudaear prindwysfwydydd, y gellir eu rhannu'n gyffredinol yn dri chategori: dull asid, dull alcali, a dadelfeniad clorineiddio.Gellir rhannu dadelfeniad asid ymhellach yn ddadelfennu asid hydroclorig, dadelfennu asid sylffwrig, a dadelfennu asid hydrofluorig.Gellir rhannu dadelfeniad alcali ymhellach yn ddadelfennu sodiwm hydrocsid, toddi sodiwm hydrocsid, neu ddulliau rhostio soda.Yn gyffredinol, dewisir y llif proses priodol yn seiliedig ar egwyddorion math dwysfwyd, nodweddion gradd, cynllun cynnyrch, cyfleustra ar gyfer adfer a defnydd cynhwysfawr o elfennau daear nad ydynt yn brin, budd hylendid llafur a diogelu'r amgylchedd, a rhesymoledd economaidd.
·Er bod bron i 200 o fwynau elfen brin a gwasgaredig wedi'u darganfod, nid ydynt wedi'u cyfoethogi'n ddyddodion annibynnol gyda mwyngloddio diwydiannol oherwydd eu prinder.Hyd yn hyn, dim ond prin annibynnolgermaniwm, seleniwm, atwlwriwmmae dyddodion wedi'u darganfod, ond nid yw graddfa'r dyddodion yn fawr iawn.
Mwyndoddi daearoedd prin
·Mae dau ddull ar gyferdaear prinmwyndoddi, hydrometallurgy a phyrometallurgy.
· Mae'r broses gyfan o hydrometallurgy daear prin a meteleg cemegol metel yn bennaf mewn hydoddiant a thoddydd, megis dadelfennu dwysfwyd pridd prin, gwahanu ac echdynnuocsidau daear prin, cyfansoddion, a metelau daear prin sengl, sy'n defnyddio prosesau gwahanu cemegol megis dyddodiad, 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 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 prinpyrometallurgy bennaf yn cynnwys cynhyrchualoion 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 daear prin
·Daear princarbonaidd aclorid daear prinyw'r ddau brif gynnyrch cynradd yn ydaear prindiwydiant.A siarad yn gyffredinol, ar hyn o bryd mae dwy brif broses 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, wedi'i dalfyrru fel y broses soda costig.
·Yn ogystal â bod yn bresennol mewn amrywiol fwynau pridd prin, mae cyfran sylweddol oelfennau prin y ddaearmewn natur yn cydfodoli â mwynau craig apatite a ffosffad.Mae cyfanswm y cronfeydd wrth gefn o fwyn ffosffad byd tua 100 biliwn o dunelli, gyda chyfartaledddaear princynnwys 0.5 ‰.Amcangyfrifir bod cyfanswm ydaear prinsy'n gysylltiedig â mwyn ffosffad yn y byd yw 50 miliwn o dunelli.Mewn ymateb i nodweddion iseldaear princynnwys a statws digwyddiad arbennig mewn mwyngloddiau, mae prosesau adfer amrywiol wedi'u hastudio yn ddomestig ac yn rhyngwladol, y gellir eu rhannu'n ddulliau gwlyb a thermol.Mewn dulliau gwlyb, gellir eu rhannu yn ddull asid nitrig, dull asid hydroclorig, a dull asid sylffwrig yn ôl y gwahanol asidau dadelfennu.Mae yna wahanol ffyrdd o adennill daearoedd prin o brosesau cemegol ffosfforws, ac mae pob un ohonynt yn perthyn yn agos i ddulliau prosesu mwyn ffosffad.Yn ystod y broses gynhyrchu thermol, mae'rdaear pringall cyfradd adennill gyrraedd 60%.
Gyda'r defnydd parhaus o adnoddau craig ffosffad a'r symudiad tuag at ddatblygu craig ffosffad o ansawdd isel, mae'r broses wlyb asid sylffwrig broses asid ffosfforig wedi dod yn ddull prif ffrwd mewn diwydiant cemegol ffosffad, ac adferelfennau prin y ddaearmewn asid sylffwrig broses wlyb asid ffosfforig wedi dod yn fan problemus ymchwil.Yn y broses gynhyrchu asid sylffwrig proses gwlyb 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 a ddatblygwyd yn gynnar.
Proses echdynnu pridd prin
Hydoddedd asid sylffwrig
Ceriumgrŵp (anhydawdd mewn halwynau cymhleth sylffad) -lanthanum, ceriwm, praseodymium, neodymium, a promethium;
Terbiumgrŵp (ychydig yn hydawdd mewn halwynau cymhleth sylffad) -samariwm, ewrop, gadoliniwm, terbium, dysprosiwm, aholmiwm;
Yttriumgrŵp (hydawdd mewn halwynau sylffad cymhleth) -yttrium, erbium, thwliwm, ytterbium,lutetiwm, asgandiwm.
Gwahaniad echdynnu
Ysgafndaear prin(Echdynnu asidedd gwan P204) –lanthanum,ceriwm, praseodymium,neodymium, a promethium;
Daear ganolig brin (echdynnu asidedd isel P204)-samariwm,ewrop,gadoliniwm,terbium,dysprosiwm;
Trwmdaear prinelfennau(echdynnu asidedd yn P204) -holmiwm,
Cyflwyniad i'r Broses Echdynnu
Yn y broses o wahanuelfennau prin y ddaear,oherwydd priodweddau ffisegol a chemegol hynod debyg 17 elfen, yn ogystal â digonedd o amhureddau cysylltiedigelfennau prin y ddaear, mae'r broses echdynnu yn gymharol gymhleth ac yn cael ei ddefnyddio'n gyffredin.
Mae yna dri math o brosesau 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 mewn hydoddedd cyfansoddion mewn toddyddion yn ddull cam wrth gam.Oddiwrthyttrium(Y) ilutetiwm(Lu), un gwahaniad rhwng pob un sy'n digwydd yn naturiolelfennau prin y ddaear, 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 gwahaniad sengl yr holl elfennau daear prin dros 100 mlynedd, gydag un gwahaniad a gweithrediad ailadroddus 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 Ion
Mae'r gwaith ymchwil ar elfennau daear prin wedi'i lesteirio gan yr anallu i gynhyrchu senglelfen daear prinmewn symiau mawr trwy ddulliau cam wrth gam.Er mwyn dadansoddi'relfennau prin y ddaeara gynhwysir mewn cynhyrchion ymholltiad niwclear a thynnu'r elfennau daear prin o wraniwm a thoriwm, astudiwyd cromatograffaeth cyfnewid ïon (cromatograffaeth cyfnewid ïon) yn llwyddiannus, a ddefnyddiwyd wedyn i wahanuelfen daear prins.Mantais dull cyfnewid ïon yw y gellir gwahanu elfennau lluosog 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, dyma unwaith y bydd y prif ddull ar gyfer gwahanu llawer iawn o ddaearoedd prin wedi'i ymddeol o'r dull gwahanu prif ffrwd a'i ddisodli gan ddull echdynnu toddyddion.Fodd bynnag, oherwydd nodweddion rhagorol cromatograffaeth 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 angen defnyddio cromatograffaeth cyfnewid ïon hefyd. i wahanu a chynhyrchu cynnyrch daear prin.
Echdynnu toddyddion
Gelwir y dull o ddefnyddio toddyddion organig i echdynnu a gwahanu'r sylwedd a echdynnwyd o hydoddiant dyfrllyd anghymysgadwy yn echdynnu hylif-hylif toddyddion organig, wedi'i dalfyrru fel echdynnu toddyddion.Mae'n broses drosglwyddo 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 am gynhyrchu sylweddau ultrapure ac elfennau prin, mae echdynnu toddyddion wedi gwneud cynnydd mawr mewn diwydiannau megis 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 megis dyddodiad 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 i'w gyflawni rheolaeth awtomatig.Felly, mae wedi dod yn raddol y prif ddull ar gyfer gwahanu symiau mawr odaear prins.
Puro daear prin
Cynhyrchu deunyddiau crai
Metelau daear prinyn cael eu rhannu'n gyffredinol yn fetelau daear prin cymysg a senglmetelau daear prin.Mae 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 o bob daear prin.Mae'n anodd ei leihauocsid daear prins (ac eithrio ocsidau osamariwm,ewrop,, thwliwm,ytterbium) i mewn i un metel gan ddefnyddio dulliau metelegol cyffredinol, oherwydd eu gwres uchel o ffurfio a sefydlogrwydd uchel.Felly, mae'r deunyddiau crai a ddefnyddir yn gyffredin ar gyfer cynhyrchumetelau daear priny dyddiau hyn yw eu cloridau a'u fflworidau.
Electrolysis halen tawdd
Mae cynhyrchu màs o gymysgmetelau daear prinmewn diwydiant yn gyffredinol yn defnyddio'r dull electrolysis halen tawdd.Mae dau ddull o electrolysis: electrolysis clorid ac electrolysis ocsid.Dull paratoi senglmetelau daear prinamrywio yn dibynnu ar yr elfen.samariwm,ewrop,,thwliwm,ytterbiumnad ydynt yn addas ar gyfer paratoi electrolytig oherwydd eu pwysedd anwedd uchel, ac yn hytrach 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 o gynhyrchu metelau, yn enwedig ar gyfer metelau daear prin cymysg.Mae'r broses yn syml, yn gost-effeithiol, ac mae angen ychydig iawn o fuddsoddiad.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 pris ucheldaearoedd prinfelneodymiumapraseodymiumyn cael eu cynhyrchu gan ddefnyddio electrolysis ocsid.
Gall y dull electrolysis lleihau gwactod baratoi gradd ddiwydiannol gyffredinol yn unigmetelau daear prin.I baratoimetelau daear pringydag amhureddau isel a phurdeb uchel, defnyddir dull lleihau thermol gwactod yn gyffredinol.Gall y dull hwn gynhyrchu holl fetelau daear prin sengl, ondsamariwm,ewrop,,thwliwm,ytterbiumni ellir ei gynhyrchu gan ddefnyddio'r dull hwn.Mae potensial rhydocs osamariwm,ewrop,,thwliwm,ytterbiuma dim ond yn rhannol y mae calsiwm yn lleihaudaear prinfflworid.Yn gyffredinol, mae paratoi'r metelau hyn yn seiliedig ar egwyddorion pwysedd anwedd uchel y metelau hyn a phwysedd anwedd isel ometel lanthanums.Mae ocsidau y pedwar hyndaearoedd prinyn gymysg â darnau ometel lanthanums a cywasgu i mewn i flociau, a lleihau mewn ffwrnais gwactod.Lanthanumyn fwy gweithgar, trasamariwm,ewrop,,thwliwm,ytterbiumyn cael eu gostwng i aur ganlanthanuma'i gasglu ar anwedd, gan ei gwneud hi'n hawdd gwahanu oddi wrth slag.
Amser postio: Nov-07-2023