Hyrje në teknologjinë e industrisë së tokës së rrallë
·Tokë e rrallë inuk është një element metalik, por një term kolektiv për 15 elementë tokësorë të rrallë dheittriumdheskandali.Prandaj, 17 elementët e tokës së rrallë dhe përbërjet e tyre të ndryshme kanë përdorime të ndryshme, duke filluar nga kloruret me një pastërti prej 46% deri te oksidet e vetme të tokës së rrallë dhemetale të rralla të tokësme një pastërti prej 99,9999%.Me shtimin e komponimeve dhe përzierjeve të lidhura, ka produkte të panumërta të tokës së rralla.Kështu që,tokë e rrallëteknologjia është gjithashtu e larmishme bazuar në dallimet e këtyre 17 elementeve.Megjithatë, për shkak të faktit se elementët e tokës së rrallë mund të ndahen në cerium dheittriumgrupet e bazuara në karakteristikat minerale, proceset e nxjerrjes, shkrirjes dhe ndarjes së mineraleve të tokës së rrallë janë gjithashtu relativisht të unifikuara.Duke filluar nga nxjerrja fillestare e xehes, do të prezantohen një nga një metodat e ndarjes, proceset e shkrirjes, metodat e nxjerrjes dhe proceset e pastrimit të tokave të rralla.
Përpunimi i mineraleve të tokave të rralla
·Përpunimi i mineraleve është një proces përpunimi mekanik që përdor ndryshimet në vetitë fizike dhe kimike midis mineraleve të ndryshme që përbëjnë mineralin, përdor metoda, procese dhe pajisje të ndryshme përfitimi për të pasuruar mineralet e dobishme në xehe, për të hequr papastërtitë e dëmshme dhe për t'i ndarë ato. nga mineralet e gangut.
·Nëtokë e rrallëxeheroret e nxjerra në mbarë 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 gangut dhe mineralet e tjera të dobishme nëpërmjet përftimit përpara shkrirjes, me qëllim që të rritet përmbajtja e oksideve të tokës së rrallë dhe të përftohen koncentrate të dheut të rralla që mund të plotësojnë kërkesat e metalurgjisë së tokave të rralla.Përfitimi i xeheve të tokës së rrallë në përgjithësi miraton metodën e flotacionit, shpesh të plotësuar nga kombinime të shumta të gravitetit dhe ndarjes magnetike për të formuar një rrjedhë të procesit të përftimit.
Tëtokë e rrallëdepozitimi në minierën Baiyunebo në Mongolinë e Brendshme është një depozitim i llojit shkëmbor karbonat i dolomitit të hekurit, i përbërë kryesisht nga minerale të rralla të tokës në mineral hekuri (përveç mineralit të ceriumit fluorokarbon dhe monazitit, ka edhe disaniobiumdhetokë e rrallëminerale).
Xeherori i nxjerrë përmban rreth 30% hekur dhe rreth 5% okside të rralla të tokës. Pas grimcimit të mineralit të madh në minierë, ai transportohet me tren në fabrikën e përftimit të kompanisë Baotou Iron and Steel Group.Detyra e impiantit të përftimit është të rritetFe2O3nga 33% në mbi 55%, së pari bluarja dhe klasifikimi në një mulli me top konike, dhe më pas zgjedhja e një koncentrati primar hekuri prej 62-65% Fe2O3 (oksid hekuri) duke përdorur një ndarës cilindrik magnetik.Sterilet vazhdojnë t'i nënshtrohen flotacionit dhe ndarjes magnetike për të marrë një koncentrat sekondar hekuri që përmban më shumë se 45%Fe2O3(oksid hekuri).Toka e rrallë është e pasuruar me shkumë flotacion, me një shkallë prej 10-15%.Koncentrati mund të zgjidhet duke përdorur një tavolinë tundëse për të prodhuar një koncentrat të trashë me një përmbajtje REO prej 30%.Pas ripërpunimit nga pajisjet përfituese, mund të merret një koncentrat i tokës së rrallë me një përmbajtje REO prej mbi 60%.
Metoda e dekompozimit të koncentratit të tokës së rrallë
·Tokë e rrallëElementet në koncentrate përgjithësisht ekzistojnë në formën e karbonateve të patretshme, fluorideve, fosfateve, oksideve ose silikateve.Elementët e tokës së rrallë duhet të shndërrohen në komponime të tretshme në ujë ose në acide inorganike nëpërmjet ndryshimeve të ndryshme kimike, dhe më pas t'i nënshtrohen proceseve të tilla si shpërbërja, ndarja, pastrimi, përqendrimi ose kalcinimi për të prodhuar përzierje të ndryshme.tokë e rrallëkomponime të tilla si kloruret e përziera të tokës së rrallë, të cilat mund të përdoren si produkte ose lëndë të para për ndarjen e elementeve të vetme të tokës së rrallë.Ky proces quhettokë e rrallëdekompozimi i koncentratit, i njohur gjithashtu si para-trajtim.
·Ka shumë metoda për dekompozimtokë e rrallëkoncentrate, të cilat në përgjithësi mund të ndahen në tre kategori: metoda acid, 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 alkalit 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 zgjidhet përgjithësisht bazuar në parimet e llojit të koncentratit, karakteristikave të klasës, planit të produktit, lehtësisë për rikuperimin dhe shfrytëzimit gjithëpërfshirës të elementëve jo të rrallë të tokës, përfitimit për higjienën e punës dhe mbrojtjen e mjedisit, dhe racionalitetin ekonomik.
·Megjithëse janë zbuluar rreth 200 minerale me elementë të rrallë dhe të shpërndarë, ato nuk janë pasuruar në depozita të pavarura me minierat industriale për shkak të rrallësisë së tyre.Deri më tani, vetëm të rralla të pavaruragermanium, selenium, dhetelurijanë zbuluar depozita, por shkalla e depozitave nuk është shumë e madhe.
Shkrirja e tokave të rralla
·Ka dy metoda përtokë e rrallëshkrirjes, hidrometalurgjisë dhe pirometalurgjisë.
· I gjithë procesi i hidrometalurgjisë së tokave të rralla dhe i metalurgjisë kimike të metaleve është kryesisht në tretësirë dhe në tretës, siç është dekompozimi i koncentratit të tokës së rrallë, ndarja dhe nxjerrja eoksidet e rralla të tokës, komponimet dhe metalet e vetme të tokës të rralla, të cilat përdorin procese të ndarjes kimike të tilla si precipitimi, kristalizimi, oksidimi-reduktimi, nxjerrja me tretës dhe shkëmbimi i joneve.Metoda më e përdorur është ekstraktimi me tretës organik, i cili është një proces universal për ndarjen industriale të elementeve të vetme tokësore të rralla me pastërti të lartë.Procesi hidrometalurgjik është kompleks dhe pastërtia e produktit është e lartë.Kjo metodë ka një gamë të gjerë aplikimesh në prodhimin e produkteve të gatshme.
Procesi pirometalurgjik është i thjeshtë dhe ka produktivitet të lartë.Tokë e rrallëpirometalurgjia përfshin kryesisht prodhimin elidhjet e tokës së rrallëme metodën e reduktimit silikotermik, prodhimin e metaleve ose lidhjeve të tokës së rrallë me metodën e elektrolizës së kripës së shkrirë dhe prodhimin elidhjet e tokës së rrallëme metodën e reduktimit termik të metaleve etj.
Karakteristika e përbashkët e pirometalurgjisë është prodhimi në kushte të temperaturës së lartë.
Procesi i prodhimit të tokës së rrallë
·Tokë e rrallëkarbonat dheklorur toke të rrallëjanë dy produktet kryesore kryesore nëtokë e rrallëindustrisë.Në përgjithësi, aktualisht ekzistojnë dy procese kryesore për prodhimin e këtyre dy produkteve.Njëri proces është procesi i pjekjes së acidit sulfurik të përqendruar dhe procesi tjetër quhet procesi i sodës kaustike, i shkurtuar si procesi i sodës kaustike.
·Përveç pranisë në minerale të ndryshme të tokës së rrallë, një pjesë e konsiderueshme eelemente të rralla të tokësnë natyrë bashkëjetojnë me mineralet e shkëmbinjve apatit dhe fosfat.Rezervat totale të mineralit të fosfatit botëror janë afërsisht 100 miliardë tonë, me një mesataretokë e rrallëpërmbajtja prej 0,5 ‰.Është vlerësuar se shuma totale etokë e rrallëe lidhur me mineralin e fosfatit në botë është 50 milionë tonë.Në përgjigje të karakteristikave të ulëttokë e rrallëpërmbajtja dhe statusi i veçantë i shfaqjes në miniera, janë studiuar procese të ndryshme rikuperimi si brenda dhe jashtë vendit, 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.Ka 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 mineralit të fosfatit.Gjatë procesit të prodhimit termik,tokë e rrallëShkalla e rikuperimit mund të arrijë në 60%.
Me përdorimin e vazhdueshëm të burimeve të shkëmbinjve fosfat dhe zhvendosjen drejt zhvillimit të shkëmbinjve fosfat me cilësi të ulët, procesi i lagësht i acidit sulfurik procesi i acidit fosforik është bërë metoda kryesore në industrinë kimike të fosfatit dhe rikuperimi ielemente të rralla të tokësnë procesin e lagësht të acidit sulfurik, acidi fosforik është bërë një pikë e nxehtë kërkimore.Në procesin e prodhimit të acidit sulfurik të procesit të lagësht të acidit fosforik, procesi i kontrollit të pasurimit të tokave të rralla në acid fosforik dhe më pas përdorimi i nxjerrjes me tretës organik për nxjerrjen e tokave të rralla ka më shumë përparësi sesa metodat e zhvilluara herët.
Procesi i nxjerrjes së tokës së rrallë
Tretshmëria e acidit sulfurik
Ceriumgrupi (i pazgjidhshëm në kripërat komplekse sulfate) -lantani, cerium, praseodymium, neodymiumdhe prometium;
Terbiumgrupi (pak i tretshëm në kripëra komplekse sulfate) -samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, dheholmium;
Itriumgrup (i tretshëm në kripëra komplekse sulfate) -ittrium, erbium, tulium, yterbium,lutetium, dheskandali.
Ndarja e nxjerrjes
Dritatokë e rrallë(Nxjerrja me aciditet të dobët P204) -lantani,cerium, praseodymium,neodymiumdhe prometium;
Tokë e rrallë e mesme (ekstraktimi P204 me aciditet të ulët)-samarium,europium,gadolinium,terbium,dysprosium;
E rëndëtokë e rrallëelementet(ekstraktimi i aciditetit në P204) -holmium,
Hyrje në Procesin e Nxjerrjes
Në procesin e ndarjeselemente të rralla të tokës,për shkak të vetive fizike dhe kimike jashtëzakonisht të ngjashme të 17 elementeve, si dhe bollëkut të papastërtive shoqëruese nëelemente të rralla të tokës, procesi i nxjerrjes është relativisht kompleks dhe përdoret zakonisht.
Ekzistojnë tre lloje të proceseve të nxjerrjes: metoda hap pas hapi, shkëmbimi i joneve dhe nxjerrja me tretës.
Metoda hap pas hapi
Metoda e ndarjes dhe pastrimit duke përdorur diferencën në tretshmërinë e përbërjeve në tretës quhet metoda hap pas hapi.Ngaittrium(Y) telutetium(Lu), një ndarje e vetme midis të gjitha që ndodhin natyrshëmelemente të rralla të tokës, duke përfshirë radiumin e zbuluar nga çifti Curie,
Ata janë të gjithë të ndarë duke përdorur këtë metodë.Procedura e funksionimit të kësaj metode është relativisht komplekse, dhe ndarja e vetme e të gjithë elementëve të tokës së rrallë zgjati më shumë se 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 rrallë të vetme në sasi të mëdha.
Shkëmbimi i joneve
Puna kërkimore mbi elementët e tokës së rrallë është penguar nga pamundësia për të prodhuar një të vetmeelement i rrallë i tokësnë sasi të mëdha përmes metodave hap pas hapi.Për të analizuarelemente të rralla të tokëstë përfshira në produktet e ndarjes bërthamore dhe heqin elementët e tokës së rrallë nga uraniumi dhe toriumi, u studiua me sukses kromatografia e shkëmbimit të joneve (kromatografia e shkëmbimit të joneve), e cila më pas u përdor për ndarjen eelement i rrallë i tokëss.Avantazhi i metodës së shkëmbimit të joneve është se disa elementë mund të ndahen në një operacion.Dhe gjithashtu mund të marrë produkte me pastërti të lartë.Megjithatë, disavantazhi është se nuk mund të përpunohet vazhdimisht, me një cikël të gjatë funksionimi 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 hequr nga metoda kryesore e ndarjes dhe është zëvendësuar me metodën e nxjerrjes me tretës.Megjithatë, për shkak të karakteristikave të jashtëzakonshme të kromatografisë së shkëmbimit të joneve në marrjen e produkteve të vetme të rralla me pastërti të lartë, aktualisht, për të prodhuar produkte të vetme me pastërti ultra të lartë dhe për të ndarë disa elementë të rëndë të tokës së rrallë, është gjithashtu e nevojshme të përdoret kromatografia e shkëmbimit jonesh. për të ndarë dhe prodhuar një produkt të tokës së rrallë.
Nxjerrja me tretës
Metoda e përdorimit të tretësve organikë për nxjerrjen dhe ndarjen e substancës së nxjerrë nga një tretësirë ujore e papërziershme quhet ekstraktim lëng-lëng me tretës organik, shkurtuar si ekstraktim me tretës.Është një proces transferimi masiv që transferon substanca nga një fazë e lëngshme në tjetrën.Metoda e ekstraktimit me tretës është aplikuar më herët në kiminë petrokimike, organike, kiminë farmaceutike dhe kiminë analitike.Megjithatë, në dyzet vitet e fundit, për shkak të zhvillimit të shkencës dhe teknologjisë së energjisë atomike, si dhe nevojës për prodhimin e substancave ultra të pastra dhe elementëve të rrallë, nxjerrja me tretës ka bërë përparim të madh në industri të tilla si industria e karburantit bërthamor dhe metalurgjia e rrallë. .Kina ka arritur një nivel të lartë kërkimi në teorinë e nxjerrjes, sintezën dhe aplikimin e ekstraktuesve të rinj dhe procesin e nxjerrjes për ndarjen e elementeve të rralla të tokës.Krahasuar me metodat e ndarjes si reshjet e klasifikuara, kristalizimi i klasifikuar dhe shkëmbimi i joneve, nxjerrja me tretës ka një sërë avantazhesh si efekti i mirë i ndarjes, kapaciteti i madh i prodhimit, komoditeti për prodhim të shpejtë dhe të vazhdueshëm dhe kontrolli automatik i lehtë për t'u arritur.Prandaj, gradualisht është bërë metoda kryesore për ndarjen e sasive të mëdha tëtokë e rrallës.
Pastrimi i tokës së rrallë
Lëndët e para të prodhimit
Metalet e rralla të tokëspërgjithësisht ndahen në metale të përziera të tokës së rralla dhe të vetmemetale të rralla të tokës.Përbërja e përziermetale të rralla të tokësështë e ngjashme me përbërjen origjinale të tokës së rrallë në mineral, dhe një metal i vetëm është një metal i ndarë dhe i rafinuar nga çdo tokë e rrallë.Është e vështirë të reduktohetoksidi i tokës së rrallës (përveç oksideve tësamarium,europium,, tulium,yterbium) 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 kloruret dhe fluoridet e tyre.
Elektroliza e kripës së shkrirë
Prodhimi masiv i 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.Mënyra e përgatitjes së një të vetmemetale të rralla të tokësndryshon në varësi të elementit.samarium,europium,,tulium,yterbiumnuk janë të përshtatshme për përgatitje elektrolitike për shkak të presionit të lartë të avullit, dhe në vend të kësaj përgatiten duke përdorur metodën e distilimit reduktues.Elementë të tjerë mund të përgatiten me elektrolizë ose metodën e reduktimit termik të metaleve.
Elektroliza e klorurit është metoda më e zakonshme për prodhimin e metaleve, veçanërisht për metalet e përziera të tokës së rralla.Procesi është i thjeshtë, me kosto efektive dhe kërkon investim minimal.Megjithatë, pengesa më e madhe është lëshimi i gazit të klorit, i cili ndot mjedisin.Elektroliza e oksidit nuk çliron gazra të dëmshëm, por kostoja është pak më e lartë.Në përgjithësi, beqare me çmim të lartëtoka të rrallatë tilla sineodymiumdhepraseodymiumprodhohen duke përdorur elektrolizën e oksidit.
Metoda e elektrolizës së reduktimit të vakumit mund të përgatisë vetëm shkallën e përgjithshme industrialemetale të rralla të tokës.Per te pergatiturmetale të rralla të tokësme papastërti të ulëta dhe pastërti të lartë, në përgjithësi përdoret metoda e reduktimit termik me vakum.Kjo metodë mund të prodhojë të gjitha metalet e rralla të tokës, porsamarium,europium,,tulium,yterbiumnuk mund të prodhohet duke përdorur këtë metodë.Potenciali redoks isamarium,europium,,tulium,yterbiumdhe kalciumi pakësohet vetëm pjesërishttokë e rrallëfluori.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 lantans.Oksidet e këtyre katërtoka të rrallajanë të përziera me fragmente tëmetal lantans dhe të ngjeshur në blloqe, dhe të reduktuara në një furrë me vakum.Lantaniështë më aktiv, ndërsasamarium,europium,,tulium,yterbiumjanë reduktuar në ar ngalantanidhe grumbullohet në kondensim, duke e bërë të lehtë ndarjen nga skorja.
Koha e postimit: Nëntor-07-2023