Lur Arraroen Industria Teknologiaren Sarrera
·Lur arraroa iEz da elementu metaliko bat, baizik eta 15 lur arraroen elementu biltzen dituen termino kolektiboaitrioaetaeskandioaBeraz, 17 lur arraroen elementuek eta haien konposatuek erabilera ugari dituzte, % 46ko purutasuna duten kloruroetatik hasi eta lur arraroen oxido bakarretaraino.lur arraroetako metalak% 99,9999ko purutasunarekin, konposatu eta nahaste erlazionatuak gehituta, lur arraroen produktu ugari daude. Beraz,lur arraroateknologia ere anitza da 17 elementu hauen arteko desberdintasunetan oinarrituta. Hala ere, lur arraroen elementuak zerio eta zeriotan bana daitezkeenez,itrioaMineralen ezaugarrien araberako taldeak, lur arraroen mineralen meatzaritza, urtzea eta bereizketa prozesuak ere nahiko bateratuak dira. Hasierako meatzaritzatik abiatuta, lur arraroen bereizketa metodoak, urtzea, erauzketa metodoak eta arazketa prozesuak banan-banan aurkeztuko dira.
Lur arraroen mineralen prozesamendua
·Mineralen prozesamendua mea osatzen duten mineralen arteko propietate fisiko eta kimikoen arteko desberdintasunak erabiltzen dituen prozesu mekaniko bat da, onura-metodo, prozesu eta ekipamendu desberdinak erabiltzen ditu meako mineral erabilgarriak aberasteko, ezpurutasun kaltegarriak kentzeko eta ganga mineraletatik bereizteko.
·-nlur arraroamundu osoan erauzten diren meak, edukialur arraroen oxidoakehuneko gutxi batzuk baino ez dira, eta batzuk are txikiagoak ere bai. Urtzearen ekoizpen-eskakizunak betetzeko,lur arraroaMineralak ganga mineraletatik eta beste mineral erabilgarri batzuetatik bereizten dira urtu aurretik onuraren bidez, lur arraroen oxidoen edukia handitzeko eta lur arraroen metalurgiaren eskakizunak bete ditzaketen lur arraroen kontzentratuak lortzeko. Lur arraroen meak onuratzeko, oro har, flotazio metodoa erabiltzen da, askotan grabitatearen eta bereizketa magnetikoaren konbinazio anitzekin osatuta, onuraren prozesu-fluxu bat osatzeko.
Thelur arraroaBarne Mongoliako Baiyunebo meategiko gordailua burdin dolomita karbonatozko arroka motako gordailu bat da, batez ere burdin meako lur arraroetako mineralez osatua (fluorokarbono zerio mea eta monazitaz gain, hainbat ere badaude)niobioaetalur arraroamineralak).
Ateratako meak % 30 inguru burdin eta % 5 inguru lur arraroen oxido ditu. Meategiko mea handia xehatu ondoren, trenez garraiatzen da Baotou Iron and Steel Group Company-ren aberasketa plantara. Aberasketa plantaren zeregina handitzea daFe2O3% 33tik % 55etik gora, lehenik errota koniko batean eho eta sailkatuz, eta ondoren % 62-65eko Fe2O3-ko burdin kontzentratu primario bat hautatuz (burdin oxidoa) bereizgailu magnetiko zilindriko bat erabiliz. Hondakinak flotazio eta bereizketa magnetikopean jarraitzen dute % 45 baino gehiago duen bigarren mailako burdin kontzentratu bat lortzeko.Fe2O3(burdin oxidoa). Lur arraroak flotazio-aparrez aberasten dira, % 10-15eko graduarekin. Kontzentratua astintze-mahaia erabiliz hauta daiteke. % 30eko REO edukia duen kontzentratu lodi bat sortzeko, onuradun ekipamendu batekin berriro prozesatu ondoren, % 60tik gorako REO edukia duen lur arraroen kontzentratu bat lor daiteke.
Lur arraroen kontzentratuen deskonposizio metodoa
·Lur arraroakKontzentratuetan dauden elementuak, oro har, karbonato, fluoruro, fosfato, oxido edo silikato disolbaezin moduan existitzen dira. Lur arraroen elementuak uretan edo azido ez-organikoetan disolbagarriak diren konposatu bihurtu behar dira hainbat aldaketa kimikoren bidez, eta ondoren disoluzio, bereizketa, purifikazio, kontzentrazio edo kalsinazio bezalako prozesuak jasan behar dira hainbat nahasketa sortzeko.lur arraroalur arraroen kloruro mistoak bezalako konposatuak, lur arraroen elementu bakarrak bereizteko produktu edo lehengai gisa erabil daitezkeenak. Prozesu horrilur arraroakontzentratuen deskonposizioa, aurretratamendu gisa ere ezagutzen dena.
· Deskonposatzeko metodo asko daudelur arraroakontzentratuak, oro har hiru kategoriatan bana daitezkeenak: azido metodoa, alkali metodoa eta klorazio deskonposizioa. Azido deskonposizioa azido klorhidrikoaren deskonposizioan, azido sulfurikoaren deskonposizioan eta azido fluorhidrikoaren deskonposizioan bana daiteke. Alkali deskonposizioa sodio hidroxidoaren deskonposizioan, sodio hidroxidoaren urtzean edo soda erretzeko metodoetan bana daiteke. Prozesu-fluxu egokia, oro har, kontzentratu motaren, kalitate-ezaugarrien, produktu-planaren, lur arraroak ez diren elementuen berreskurapenerako eta erabilera integralerako erosotasunaren, lan-higienearen eta ingurumen-babesaren onuraren eta arrazionaltasun ekonomikoaren printzipioen arabera hautatzen da.
·Ia 200 elementu mineral arraro eta sakabanatu aurkitu diren arren, ez dira meatzaritza industrialaren bidez aberastu gordailu independenteetan, arraroak direla eta. Orain arte, elementu independente arraroak baino ez dira aurkitu.germanioa, selenioa, etateluroagordailuak aurkitu dira, baina gordailuen eskala ez da oso handia.
Lur arraroen urtzea
·Bi metodo daudelur arraroaurtzea, hidrometalurgia eta pirometalurgia.
·Lur arraroen hidrometalurgia eta metalen metalurgia kimikoaren prozesu osoa gehienbat disoluzioan eta disolbatzailean egiten da, hala nola lur arraroen kontzentratuaren deskonposizioa, bereizketa eta erauzketa.lur arraroen oxidoak, konposatuak eta lur arraroen metal bakarrak, bereizketa kimikoko prozesuak erabiltzen dituztenak, hala nola prezipitazioa, kristalizazioa, oxidazio-erredukzioa, disolbatzaileen erauzketa eta ioien trukea. Metodorik erabiliena disolbatzaile organikoaren erauzketa da, purutasun handiko lur arraroen elementu bakarrak industria-bereizteko prozesu unibertsala dena. Hidrometalurgia prozesua konplexua da eta produktuaren purutasuna handia. Metodo honek aplikazio sorta zabala du produktu amaituak ekoizteko.
Prozesu pirometalurgikoa sinplea da eta produktibitate handia du.Lur arraroakpirometalurgiak batez ere ekoizpena barne hartzen dulur arraroen aleazioaksilikotermiko erredukzio metodoaren bidez, lur arraroetako metalen edo aleazioen ekoizpena gatz urtuen elektrolisi metodoaren bidez, eta ekoizpenalur arraroen aleazioakmetalaren erredukzio termikoaren metodoaren bidez, etab.
Pirometalurgiaren ezaugarri komuna tenperatura altuetan ekoiztea da.
Lur arraroen ekoizpen prozesua
·Lur arraroakkarbonatoa etalur arraroen kloruroabi dira lehen mailako produktu nagusiaklur arraroaindustria. Oro har, bi prozesu nagusi daude gaur egun bi produktu hauek ekoizteko. Prozesu bat azido sulfuriko kontzentratuaren erretze-prozesua da, eta beste prozesuari soda kaustikoaren prozesua deitzen zaio, soda kaustikoaren prozesua laburbilduz.
·Lur arraroetako hainbat mineraletan egoteaz gain, zati handi batlur arraroen elementuaknaturan apatita eta fosfato arroka mineralekin batera bizi dira. Munduko fosfato mineralaren erreserba osoak 100.000 milioi tona ingurukoak dira, batez bestelur arraroa0,5 ‰-ko edukia. Kalkulatzen da kopuru osoalur arraroaMunduan fosfato-mearekin lotutako kopurua 50 milioi tonakoa da. Baxuaren ezaugarriei erantzunezlur arraroaMeategietako edukia eta gertakari berezien egoera kontuan hartuta, hainbat berreskuratze prozesu aztertu dira bai nazio mailan bai nazioartean, metodo heze eta termikoetan bana daitezkeenak. Metodo hezeetan, azido nitrikoaren metodoan, azido klorhidrikoaren metodoan eta azido sulfurikoaren metodoan bana daitezke, deskonposizio azido desberdinen arabera. Hainbat modu daude lur arraroak fosforo prozesu kimikoetatik berreskuratzeko, eta horiek guztiak fosfato mineralaren prozesatze metodoekin estuki lotuta daude. Ekoizpen termiko prozesuan zehar,lur arraroaberreskuratze-tasa %60ra irits daiteke.
Fosfato arroka baliabideen etengabeko erabilerarekin eta kalitate baxuko fosfato arrokaren garapenerako joerarekin, azido sulfurikoaren prozesu hezea azido fosforikoaren prozesua fosfato industria kimikoan metodo nagusi bihurtu da, eta berreskuratzea...lur arraroen elementuakAzido sulfurikoaren prozesu hezean, azido fosforikoa ikerketa-gune bihurtu da. Azido sulfurikoaren prozesu hezean azido fosforikoaren ekoizpen-prozesuan, lur arraroen aberastasuna azido fosforikoan kontrolatzeko eta ondoren disolbatzaile organikoen erauzketa erabiliz lur arraroak ateratzeko prozesuak abantaila gehiago ditu hasierako metodoekin alderatuta.
Lur arraroen erauzketa prozesua
Azido sulfurikoaren disolbagarritasuna
Zerioataldea (sulfato konplexuko gatzetan disolbaezina) –lantanoa, zerioa, praseodimioa, neodimioa, eta prometioa;
Terbioataldea (sulfato konplexuen gatzetan apur bat disolbagarria) -samarioa, europioa, gadolinioa, terbioa, disprosio, etaholmioa;
Itrioataldea (sulfato konplexuko gatzetan disolbagarria) –itrioa, erbioa, tulioa, iterbioa,lutezioa, etaeskandioa.
Erauzketa bidezko bereizketa
Argialur arraroa(P204 azidotasun ahuleko erauzketa) –lantanoa,zerioa, praseodimioa,neodimioa, eta prometioa;
Erdi mailako lur arraroak (P204 azidotasun baxuko erauzketa)-samarioa,europioa,gadolinioa,terbioa,disprosio;
Astunalur arraroaelementuak(azidotasun erauzketa P204-n) -holmioa,
Erauzketa Prozesuaren Sarrera
Bereizteko prozesuan.lur arraroen elementuak,17 elementuren propietate fisiko eta kimiko oso antzekoengatik, baita bertan dauden ezpurutasun ugariengatik erelur arraroen elementuak, erauzketa prozesua nahiko konplexua eta maiz erabiltzen da.
Hiru erauzketa mota daude: urratsez urratseko metodoa, ioi trukea eta disolbatzaile bidezko erauzketa.
Pausoz pausoko metodoa
Konposatuen disolbagarritasun-aldea disolbatzaileetan erabiltzen duen bereizketa eta purifikazio metodoari urratsez urratseko metodoa deritzo.itrioa(Y) ralutezioa(Lu), naturalki gertatzen diren guztien arteko bereizketa bakarralur arraroen elementuak, Curie bikoteak aurkitutako radioa barne,
Metodo hau erabiliz bereizten dira guztiak. Metodo honen funtzionamendu-prozedura nahiko konplexua da, eta lur arraroen elementu guztien bereizketa bakarrak 100 urte baino gehiago behar izan zituen, bereizketa bakarra eta eragiketa errepikatua 20.000 aldiz eginda. Kimikako langileentzat, haien lana
Indarra nahiko altua da eta prozesua nahiko konplexua. Beraz, metodo hau erabiliz ezin da lur arraro bakar bat ere kantitate handitan ekoitzi.
Ioi trukea
Lur arraroen elementuei buruzko ikerketa lana oztopatu egin da elementu bakar bat ekoizteko ezintasunak.lur arraroen elementuakantitate handietan, urratsez urratseko metodoen bidez. Aztertzekolur arraroen elementuakfisio nuklearreko produktuetan dauden eta uranio eta toriotik lur arraroen elementuak kentzeko, ioi-truke kromatografia (ioi-truke kromatografia) arrakastaz aztertu zen, eta ondoren bereizteko erabili zenlur arraroen elementuas. Ioi-trukearen metodoaren abantaila da elementu anitz eragiketa bakarrean bereiz daitezkeela. Eta purutasun handiko produktuak ere lor daitezke. Hala ere, desabantaila da ezin dela etengabe prozesatu, funtzionamendu-ziklo luzea eta erretxinaren birsorkuntza eta trukearen kostu handiak dituelako. Hori dela eta, lur arraroen kantitate handiak bereizteko metodo nagusia behin bereizketa-metodo nagusitik kendu da eta disolbatzaile bidezko erauzketa-metodoak ordezkatu du. Hala ere, ioi-trukearen kromatografiak lur arraroen produktu bakarreko purutasun handikoak lortzeko dituen ezaugarri bikainak direla eta, gaur egun, produktu bakarreko purutasun ultra-handikoak ekoizteko eta lur arraroen elementu astun batzuk bereizteko, ioi-trukearen kromatografia ere erabili behar da lur arraroen produktu bat bereizteko eta ekoizteko.
Disolbatzaile erauzketa
Disolbatzaile organikoak erabiliz ateratako substantzia ur-disoluzio nahastezin batetik atera eta bereizteko metodoari disolbatzaile organiko likido-likido erauzketa deritzo, disolbatzaile erauzketa gisa laburtua. Substantziak fase likido batetik bestera transferitzen dituen masa-transferentzia prozesu bat da. Disolbatzaile erauzketa metodoa lehenago erabili izan da petrokimikan, kimika organikoan, kimika farmazeutikoan eta kimika analitikoan. Hala ere, azken berrogei urteetan, energia atomikoaren zientziaren eta teknologiaren garapenari esker, baita substantzia ultrapuroak eta elementu arraroak ekoizteko beharrari esker ere, disolbatzaile erauzketak aurrerapen handiak egin ditu erregai nuklearraren industrian eta metalurgia arraroan bezalako industrietan. Txinak ikerketa maila altua lortu du erauzketa teorian, erauzle berrien sintesian eta aplikazioan, eta lur arraroen elementuak bereizteko erauzketa prozesuan. Prezipitazio mailakatua, kristalizazio mailakatua eta ioien trukea bezalako bereizketa metodoekin alderatuta, disolbatzaile erauzketak abantaila sorta bat du, hala nola bereizketa efektu ona, ekoizpen ahalmen handia, ekoizpen azkar eta jarraitua egiteko erosotasuna eta kontrol automatikoa lortzeko erraztasuna. Hori dela eta, pixkanaka kantitate handiak bereizteko metodo nagusia bihurtu da.lur arraroas.
Lur arraroen purifikazioa
Ekoizpeneko lehengaiak
Lur arraroen metalakOro har, lur arraroen metal mistoetan eta metal bakarretan banatzen diralur arraroetako metalakNahasketaren osaeralur arraroetako metalakmeako lur arraroen jatorrizko konposizioaren antzekoa da, eta metal bakarra lur arraro bakoitzetik bereizi eta findutako metala da. Zaila da murriztealur arraroen oxidoas (oxidoak izan ezik)samarioa,europioa,, tulioa,iterbioa) metal bakarrean bihurtzen dira metodo metalurgiko orokorrak erabiliz, eraketa-bero handia eta egonkortasun handia dutelako. Beraz, ekoizpenerako erabili ohi diren lehengaiaklur arraroetako metalakgaur egun haien kloruroak eta fluoruroak dira.
Gatz urtuaren elektrolisia
Nahasketaren ekoizpen masiboalur arraroetako metalakIndustrian, oro har, gatz urtuen elektrolisi metodoa erabiltzen da. Bi elektrolisi metodo daude: kloruro elektrolisia eta oxido elektrolisia. Gatz bakar baten prestaketa metodoalur arraroetako metalakelementuaren arabera aldatzen da.samarioa,europioa,,tulioa,iterbioaez dira egokiak prestaketa elektrolitikorako lurrun-presio handia dutelako, eta horren ordez erredukzio-destilazio metodoa erabiliz prestatzen dira. Beste elementu batzuk elektrolisiaren edo metalaren erredukzio termikoaren metodoaren bidez presta daitezke.
Kloruroaren elektrolisia metalak ekoizteko metodorik ohikoena da, batez ere lur arraroen metal mistoak ekoizteko. Prozesua sinplea, kostu-eraginkorra eta inbertsio minimoa behar du. Hala ere, eragozpen handiena kloro gasaren askapena da, ingurumena kutsatzen duena. Oxido elektrolisiak ez ditu gas kaltegarriak askatzen, baina kostua apur bat handiagoa da. Oro har, prezio altuko elektrolisi bakarreko...lur arraroakhala nolaneodimioaetapraseodimioaoxido elektrolisia erabiliz sortzen dira.
Hutsean murrizteko elektrolisi metodoak industria-maila orokorreko produktuak baino ezin ditu prestatu.lur arraroetako metalakPrestatzekolur arraroetako metalakEzpurutasun gutxiko eta purutasun handiko metodoekin, hutsean erredukzio termikoaren metodoa erabiltzen da normalean. Metodo honek lur arraroetako metal guztiak ekoiz ditzake, bainasamarioa,europioa,,tulioa,iterbioaezin da metodo hau erabiliz ekoitzi. Honen erredox potentzialasamarioa,europioa,,tulioa,iterbioaeta kaltzioa partzialki bakarrik murrizten dalur arraroafluoruroa. Oro har, metal hauen prestaketa metal hauen lurrun-presio altua eta lurrun-presio baxuaren printzipioetan oinarritzen da.lantano metalas. Lau hauen oxidoaklur arraroakzatiekin nahasten diralantano metalaeta blokeetan konprimitu, eta hutseko labe batean erreduzitu.Lantanoaaktiboagoa da, bitarteansamarioa,europioa,,tulioa,iterbioaurre bihurtzen diralantanoaeta kondentsazioan bilduta, zepatik erraz bereiztea ahalbidetuz.
Argitaratze data: 2023ko azaroaren 7a