Hyrje në teknologjinë e rrallë të industrisë së tokës
·Toka e rrallë Inuk është një element metalik, por një term kolektiv për 15 elementë të rrallë të tokës dheyttriumdheskandium. Prandaj, 17 elementët e rrallë të tokës dhe komponimet e tyre të ndryshme kanë përdorime të ndryshme, duke filluar nga klorur me një pastërti prej 46% deri në oksidet e vetme të rralla të tokës dhemetale të rralla të tokësme një pastërti prej 99,9999%. Me shtimin e komponimeve dhe përzierjeve të lidhura, ka produkte të panumërta të rralla të Tokës. Kështutokë e rrallëTeknologjia është gjithashtu e larmishme bazuar në ndryshimet e këtyre 17 elementeve. Sidoqoftë, për shkak të faktit se elementët e rrallë të tokës mund të ndahen në cerium dheyttriumGrupet e bazuara në karakteristikat minerale, proceset e minierave, shkrirjes dhe ndarjes së mineraleve të rralla të tokës janë gjithashtu relativisht të unifikuara. Duke u nisur nga minierat fillestare të xeheve, metodat e ndarjes, proceset e shkrirjes, metodat e nxjerrjes dhe proceset e pastrimit të tokave të rralla do të prezantohen një nga një.
Përpunimi mineral i tokave të rralla
· Përpunimi i mineraleve është një proces mekanik i përpunimit që përdor ndryshimet në vetitë fizike dhe kimike midis mineraleve të ndryshme që përbëjnë xeheror, përdor metoda të ndryshme të përfitimit, procese dhe pajisje për të pasuruar minerale të dobishme në xeheror, për të hequr papastërtitë e dëmshme dhe i ndajnë ato nga mineralet e bandave.
· Nëtokë e rrallëxehe të minuara në të gjithë botën, përmbajtja eoksidet e rralla të tokësështë vetëm disa përqind, dhe disa edhe më të ulëta. Për të përmbushur kërkesat e prodhimit të shkrirjes,tokë e rrallëMineralet ndahen nga mineralet e bandave dhe mineralet e tjera të dobishme përmes përfitimit përpara se të shkruhen, në mënyrë që të rrisin përmbajtjen e oksideve të rralla të tokës dhe të marrin koncentrate të rralla të tokës që mund të plotësojnë kërkesat e metalurgjisë së rrallë të tokës. Përfitimi i xeheve të rralla të tokës në përgjithësi miraton metodën e flotacionit, shpesh e plotësuar nga kombinime të shumta të gravitetit dhe ndarjes magnetike për të formuar një rrjedhë të procesit të përfitimit.
tokë e rrallëDepozita në minierën Baiyunebo në Mongolinë e Brendshme është një depozitë e tipit shkëmbi karbonat i dolomitit të hekurit, i përbërë kryesisht nga minerale të rralla të tokës në xeheror (përveç xeherore cerium fluorocarbon dhe monazite, ka edhe disaniobiumdhetokë e rrallëminerale).
Miniera e nxjerrë përmban rreth 30% hekur dhe rreth 5% oksid të rrallë në tokë. Pas shtypjes së xehes së madhe në minierë, ajo transportohet me tren në uzinën e përfitimit të Baotou Iron dhe Steel Group Company. Detyra e impiantit të përfitimit është të rritetFe2O3Nga 33% në mbi 55%, së pari bluarje dhe gradim në një mulli topi konik, dhe më pas zgjedhja e një koncentrati parësor të hekurit prej 62-65% Fe2O3 (oksid hekuri) duke përdorur një ndarës magnetik cilindrik. Baildings vazhdojnë t'i nënshtrohen flotacionit dhe ndarjes magnetike për të marrë një koncentrat sekondar të hekurit që përmban më shumë se 45%Fe2O3(oksidi i hekurit). Toka e rrallë është e pasuruar në shkumën e flotacionit, me një notë 10-15%. Përqendrimi mund të zgjidhet duke përdorur një tabelë lëkundjeje për të prodhuar një koncentrat të trashë me një përmbajtje REO prej 30%. Pasi të jeni ripërpunuar nga pajisjet e përfitimit, mund të merret një përqendrim i rrallë i Tokës me një përmbajtje REO prej mbi 60%.
Metoda e dekompozimit të përqendrimit të rrallë të tokës
·Tokë e rrallëElementet në koncentrate ekzistojnë përgjithësisht në formën e karbonateve të pazgjidhshme, fluorideve, fosfateve, oksideve ose silikateve. Elementet e rralla të tokës duhet të shndërrohen në komponime të tretshme në ujë ose acide inorganike përmes ndryshimeve të ndryshme kimike, dhe më pas i nënshtrohen proceseve të tilla si shpërbërja, ndarja, pastrimi, përqendrimi ose kalcifikimi për të prodhuar të ndryshme të përzieratokë e rrallëPërbërje të tilla si kloridet e rralla të tokës së përzier, të cilat mund të përdoren si produkte ose lëndë të para për ndarjen e elementeve të vetëm të rrallë të Tokës. Ky proces quhettokë e rrallëZbërthimi i përqendrimit, i njohur edhe si para-trajtim.
· Ka shumë metoda për dekompozimintokë e rrallëPërqendrimet, të cilat mund të ndahen përgjithësisht në tre kategori: metoda e acidit, metoda alkali dhe dekompozimi i klorimit. Zbërthimi i acidit mund të ndahet më tej në dekompozimin e acidit klorhidrik, dekompozimin e acidit sulfurik dhe dekompozimin e acidit hidrofluorik. Zbërthimi i alkali mund të ndahet më tej në dekompozimin e hidroksidit të natriumit, shkrirjen e hidroksidit të natriumit ose metodat e pjekjes së sodës. Rrjedha e duhur e procesit është zgjedhur në përgjithësi bazuar në parimet e llojit të përqendrimit, karakteristikat e shkallës, planin e produktit, komoditetin për rimëkëmbjen dhe përdorimin gjithëpërfshirës të elementeve jo të rrallë të Tokës, përfitimin për higjenën e punës dhe mbrojtjen e mjedisit dhe racionalitetin ekonomik.
· Megjithëse janë zbuluar afro 200 minerale të elementeve të rralla dhe të shpërndara, ato nuk janë pasuruar në depozita të pavarura me miniera industriale për shkak të rrallë të tyre. Deri më tani, vetëm e pavarur e rrallëgermanium, selendhethumbimDepozitat janë zbuluar, por shkalla e depozitave nuk është shumë e madhe.
Shkrirja e tokave të rralla
· Ekzistojnë dy metoda përtokë e rrallëshkrirja, hidrometallurgjia dhe pirometallurgjia.
· I gjithë procesi i hidrometalurgjisë së rrallë të tokës dhe metallurgjia kimike metalike është kryesisht në zgjidhje dhe tretës, siç është dekompozimi i përqendrimit të rrallë të tokës, ndarja dhe nxjerrja eoksidet e rralla të tokës, komponime dhe metale të vetme të rralla të tokës, të cilat përdorin procese të ndarjes kimike si reshjet, kristalizimi, ulja e oksidimit, nxjerrja e tretësit dhe shkëmbimi i joneve. Metoda më e përdorur është nxjerrja organike e tretësit, e cila është një proces universal për ndarjen industriale të elementeve të vetëm të rrallë të tokës me pastërti të lartë. Procesi i hidrometalurgjisë është kompleks dhe pastërtia e produktit është e lartë. Kjo metodë ka një gamë të gjerë të aplikacioneve në prodhimin e produkteve të përfunduara.
Procesi pirometallurgjik është i thjeshtë dhe ka produktivitet të lartë.Tokë e rrallëPirometallurgjia kryesisht përfshin prodhimin eLidhjet e rralla të tokësMe anë të metodës së zvogëlimit silikotermik, prodhimi i metaleve të rralla të tokës ose lidhjeve me metodën e shkrirë të elektrolizës së kripës, dhe prodhimin eLidhjet e rralla të tokësme anë të metodës së zvogëlimit të termave metalike etj.
Karakteristika e zakonshme e pirometallurgjisë është prodhimi në kushte të temperaturës së lartë.
Procesi i rrallë i prodhimit të tokës
·Tokë e rrallëkarbonat dheklorur i rrallë i tokësjanë dy produktet kryesore kryesore nëtokë e rrallëindustri Në përgjithësi, aktualisht ekzistojnë dy procese kryesore për prodhimin e këtyre dy produkteve. Një proces është procesi i pjekjes së acidit sulfurik të përqendruar, dhe procesi tjetër quhet procesi i sodës kaustike, e shkurtuar si procesi i sodës kaustike.
· Përveç që është i pranishëm në minerale të ndryshme të rralla të tokës, një pjesë e konsiderueshme eElementet e rralla të TokësNë natyrë bashkëjetojnë me minerale shkëmbore apatite dhe fosfat. Rezervat totale të xehes së fosfatit botëror janë afërsisht 100 miliardë ton, me një mesataretokë e rrallëPërmbajtja prej 0.5. Vlerësohet se shuma totale etokë e rrallëE shoqëruar me xeheror fosfati në botë është 50 milion ton. Në përgjigje të karakteristikave të ulëttokë e rrallëPërmbajtja dhe statusi i veçantë i shfaqjes në miniera, procese të ndryshme të rimëkëmbjes janë studiuar si brenda dhe ndërkombëtarisht, të cilat mund të ndahen në metoda të lagështa dhe termike. Në metodat e lagështa, ato mund të ndahen në metodën e acidit nitrik, metodën e acidit klorhidrik dhe metodën e acidit sulfurik sipas acideve të ndryshme të dekompozimit. Ekzistojnë mënyra të ndryshme për të rikuperuar tokat e rralla nga proceset kimike të fosforit, të gjitha këto janë të lidhura ngushtë me metodat e përpunimit të xehes fosfat. Gjatë procesit të prodhimit termik,tokë e rrallëShkalla e rikuperimit mund të arrijë në 60%.
Me përdorimin e vazhdueshëm të burimeve të shkëmbit fosfat dhe zhvendosjen drejt zhvillimit të shkëmbit fosfat me cilësi të ulët, procesi i acidit të lagësht të acidit sulfurik Procesi i acidit fosforik është bërë metoda kryesore në industrinë kimike të fosfatit, dhe rikuperimin eElementet e rralla të TokësNë procesin e lagësht të acidit sulfurik acidi fosforik është bërë një pikë e nxehtë hulumtimi. Në procesin e prodhimit të acidit sulfurik të procesit të lagësht acid fosforik, procesi i kontrollit të pasurimit të tokave të rralla në acidin fosforik dhe më pas përdorimi i nxjerrjes së tretësit organik për të nxjerrë toka të rralla ka më shumë avantazhe sesa metodat e zhvilluara të hershme.
Procesi i rrallë i nxjerrjes së tokës
Tretshmëria e acidit sulfurik
Ceriumgrup (i patretshëm në kripëra komplekse të sulfatit) -lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, dhe Promethium;
Terbiumgrup (pak i tretshëm në kripërat komplekse të sulfatit) -samarium, evropium, gadolinium, terbium, disprosiumdheholmium;
Yttriumgrup (i tretshëm në kripëra komplekse të sulfatit) -yttrium, erbium, trulium, ytterbium,luetëtdheskandium.
Ndarja e nxjerrjes
I ndezurtokë e rrallë(P204 Nxjerrja e dobët e aciditetit) -lanthanum,cerium, praseodymium,neodymium, dhe Promethium;
Toka e rrallë e mesme (Nxjerrja e Aciditetit të ulët P204)-samarium,evropium,gadolinium,terbium,disprosium;
I rëndëtokë e rrallëelementë(Nxjerrja e aciditetit në P204) -holmium,
Hyrje në procesin e nxjerrjes
Në procesin e ndarjeselementë të rrallë të tokës,për shkak të vetive jashtëzakonisht të ngjashme fizike dhe kimike të 17 elementeve, si dhe bollëkut të papastërtive shoqëruese nëElementet e rralla të Tokës, procesi i nxjerrjes është relativisht i ndërlikuar dhe përdoret zakonisht.
Ekzistojnë tre lloje të proceseve të nxjerrjes: metoda hap pas hapi, shkëmbimi i joneve dhe nxjerrja e tretësit.
Metoda hap pas hapi
Metoda e ndarjes dhe pastrimit duke përdorur ndryshimin në tretshmërinë e komponimeve në tretës quhet metoda hap pas hapi. Ngayttrium(Y) për tëluetët(Lu), një ndarje e vetme midis të gjithëve që ndodhin natyrshëmElementet e rralla të Tokës, përfshirë radiumin e zbuluar nga çifti curie,
Ata të gjithë janë të ndarë duke përdorur këtë metodë. Procedura e funksionimit të kësaj metode është relativisht e ndërlikuar, dhe ndarja e vetme e të gjithë elementëve të rrallë të Tokës zgjati 100 vjet, me një ndarje dhe operacion të përsëritur që arrinte 20000 herë. Për punëtorët kimikë, puna e tyre
Forca është relativisht e lartë dhe procesi është relativisht kompleks. Prandaj, përdorimi i kësaj metode nuk mund të prodhojë një tokë të vetme të rrallë në sasi të mëdha.
Shkëmbim jon
Puna hulumtuese për elementët e rrallë të Tokës është penguar nga pamundësia për të prodhuar një të vetmeElement i rrallë i tokësnë sasi të mëdha përmes metodave hap pas hapi. Në mënyrë që të analizohetElementet e rralla të Tokëstë përfshira në produktet e ndarjes bërthamore dhe hiqni elementët e rrallë të Tokës nga uraniumi dhe toriumi, kromatografia e shkëmbimit të joneve (kromatografia e shkëmbimit të joneve) u studiua me sukses, i cili më pas u përdor për ndarjen eElement i rrallë i tokëss. Avantazhi i metodës së shkëmbimit të joneve është se elementë të shumtë mund të ndahen në një operacion. Dhe gjithashtu mund të marrë produkte me pastërti të lartë. Sidoqoftë, disavantazhi është se nuk mund të përpunohet vazhdimisht, me një cikël të gjatë operimi dhe kosto të larta për rigjenerimin dhe shkëmbimin e rrëshirës. Prandaj, kjo dikur metoda kryesore për ndarjen e sasive të mëdha të tokave të rralla është pensionuar nga metoda kryesore e ndarjes dhe është zëvendësuar me metodën e nxjerrjes së tretësit. Sidoqoftë, për shkak të karakteristikave të jashtëzakonshme të kromatografisë së shkëmbimit të joneve në marrjen e produkteve të vetme të rralla të tokës me pastërti të lartë, aktualisht, në mënyrë që të prodhohen produkte të vetme me pastërti ultra të lartë dhe të ndani disa elementë të rrallë të rrallë të tokës, është gjithashtu e nevojshme të përdorni kromatografinë e shkëmbimit të joneve për të ndarë dhe prodhuar një produkt të rrallë të Tokës.
Nxjerrje tretës
Metoda e përdorimit të tretësve organikë për të nxjerrë dhe ndarë substancën e nxjerrë nga një zgjidhje ujore e padiskutueshme quhet ekstraktim i lëngshëm i lëngshëm organik tretës, i shkurtuar si ekstraktim tretës. Shtë një proces transferimi masiv që transferon substanca nga një fazë e lëngshme në tjetrën. Metoda e nxjerrjes së tretësit është aplikuar më herët në petrokimik, kimi organike, kimi farmaceutike dhe kimi analitike. Sidoqoftë, në dyzet vitet e kaluara, për shkak të zhvillimit të shkencës dhe teknologjisë së energjisë atomike, si dhe nevojës për prodhimin e substancave ultrapure dhe elementëve të rrallë, nxjerrja e tretësit ka bërë përparim të madh në industri të tilla si industria e karburantit bërthamor dhe metallurgjia e rrallë. Kina ka arritur një nivel të lartë të hulumtimit në teorinë e nxjerrjes, sintezën dhe aplikimin e ekstraktuesve të rinj dhe procesin e nxjerrjes për ndarjen e rrallë të elementeve të tokës. Krahasuar me metodat e ndarjes siç janë reshjet e graduara, kristalizimi i graduar dhe shkëmbimi i joneve, nxjerrja e tretësit ka një seri avantazhesh të tilla si efekti i mirë i ndarjes, kapaciteti i madh i prodhimit, komoditeti për prodhim të shpejtë dhe të vazhdueshëm, dhe lehtë për të arritur kontroll automatik. Prandaj, ajo gradualisht është bërë metoda kryesore për ndarjen e sasive të mëdha tëtokë e rrallës.
Pastrimi i rrallë i Tokës
Prodhimi i lëndëve të para
Metale të rralla të tokëspërgjithësisht ndahen në metale të përziera të rralla të tokës dhe beqaremetale të rralla të tokës. Përbërja e të përziermetale të rralla të tokësështë e ngjashme me përbërjen origjinale të rrallë të tokës në xeheror, dhe një metal i vetëm është një metal i ndarë dhe i rafinuar nga çdo tokë e rrallë. Është e vështirë të zvogëlohetoksid i rrallë i tokëss (përveç oksideve tësamarium,evropium,, trulium,ytterbium) në një metal të vetëm duke përdorur metoda të përgjithshme metalurgjike, për shkak të nxehtësisë së tyre të lartë të formimit dhe stabilitetit të lartë. Prandaj, lëndët e para të përdorura zakonisht për prodhimin emetale të rralla të tokësNë ditët e sotme janë kloridet dhe fluoridet e tyre.
Elektrolizë kripe e shkrirë
Prodhimi masiv i të përziermetale të rralla të tokësNë industri në përgjithësi përdor metodën e elektrolizës së kripës së shkrirë. Ekzistojnë dy metoda të elektrolizës: elektroliza e klorurit dhe elektroliza e oksidit. Metoda e përgatitjes së një të vetmemetale të rralla të tokësndryshon në varësi të elementit.samarium,evropium,,,trulium,ytterbiumnuk janë të përshtatshme për përgatitjen elektrolitike për shkak të presionit të tyre të lartë të avullit, dhe përkundrazi përgatiten duke përdorur metodën e distilimit të zvogëlimit. Elementë të tjerë mund të përgatiten me anë të elektrolizës ose metodës së zvogëlimit të termave metalike.
Elektroliza e klorurit është metoda më e zakonshme për prodhimin e metaleve, veçanërisht për metalet e përziera të rralla të tokës. Procesi është i thjeshtë, me kosto efektive dhe kërkon investime minimale. Sidoqoftë, pengesa më e madhe është lëshimi i gazit të klorit, i cili ndot mjedisin. Elektroliza e oksidit nuk lëshon gazra të dëmshëm, por kostoja është pak më e lartë. Në përgjithësi, beqar me çmim të lartëTokat e rrallasineodymiumdhepraseodymiumprodhohen duke përdorur elektrolizën e oksidit.
Metoda e elektrolizës për uljen e vakumit mund të përgatisë vetëm shkallën e përgjithshme industrialemetale të rralla të tokës. Për të përgatiturmetale të rralla të tokësMe papastërti të ulët dhe pastërti të lartë, përdoret përgjithësisht metoda e zvogëlimit të vakumit. Kjo metodë mund të prodhojë të gjitha metalet e vetme të rralla të tokës, porsamarium,evropium,,,trulium,ytterbiumnuk mund të prodhohet duke përdorur këtë metodë. Potenciali redoks isamarium,evropium,,,trulium,ytterbiumdhe kalciumi vetëm zvogëlon pjesërishttokë e rrallëfluorid. Në përgjithësi, përgatitja e këtyre metaleve bazohet në parimet e presionit të lartë të avullit të këtyre metaleve dhe presionit të ulët të avullit tëmetal me lanthanums. Oksidet e këtyre katërTokat e rrallajanë të përziera me fragmente tëmetal me lanthanums dhe të ngjeshur në blloqe, dhe të reduktuar në një furrë vakumi.Lanthanumështë më aktive, ndërsasamarium,evropium,,,trulium,ytterbiumjanë reduktuar në ar ngalanthanumdhe të mbledhura në kondensim, duke e bërë më të lehtë ndarjen nga skorja.
Koha e Postimit: Nëntor-07-2023