Lur arraroen industriaren teknologiaren sarrera
·Lur arraroa is ez da elementu metalikoa, lur arraroen 15 elementuren termino kolektiboa baizik etaitrioaetaeskandioa.Hori dela eta, 17 lur arraroen elementuek eta haien konposatu ezberdinek hainbat erabilera dituzte, %46ko purutasuna duten kloruroetatik hasi eta lur arraroen oxido bakarretaraino.lur arraroen metalak%99,9999ko garbitasunarekin.Erlazionatutako konposatu eta nahasketak gehituta, lur arraroen produktu ugari daude.Beraz,lur arraroateknologia ere anitza da 17 elementu horien desberdintasunetan oinarrituta.Hala ere, lur arraroen elementuak zeriotan bana daitezkeelako etaitrioamineralen ezaugarrietan oinarritutako taldeak, lur arraroen mineralen meatzaritza, galdaketa eta bereizketa prozesuak ere nahiko bateratuak daude.Hasierako mea-meatzaritzatik abiatuta, banan-banan sartuko dira lur arraroen bereizketa-metodoak, galdaketa-prozesuak, erauzketa-metodoak eta arazketa-prozesuak.
Lur arraroen mineralen tratamendua
·Mineralen prozesamendua prozesatzeko prozesu mekaniko bat da, minerala osatzen duten hainbat mineralen arteko propietate fisiko eta kimikoen desberdintasunak erabiltzen dituena, onurazio-metodo, prozesu eta ekipamendu desberdinak erabiltzen ditu mineral erabilgarriak aberasteko, ezpurutasun kaltegarriak kentzeko eta horiek bereizteko. ganga mineraletatik.
·Enlur arraroamundu osoan ateratako mineralak, edukialur arraroen oxidoakehuneko batzuk baino ez dira, eta batzuk are txikiagoak.Galdaketaren ekoizpen-eskakizunak betetzeko,lur arraroamineralak ganga-mineraletatik eta beste mineral erabilgarrietatik bereizten dira onurazioaren bidez urtu aurretik, lur arraroen oxidoen edukia handitzeko eta lur arraroen metalurgiaren baldintzak bete ditzaketen lur arraroen kontzentratuak lortzeko.Lur arraroen mineralak onuratzeak, oro har, flotazio metodoa hartzen du, sarritan grabitatearen eta bereizketa magnetikoaren konbinazio anitzekin osatua onuratze prozesuko fluxua osatzeko.
Thelur arraroaBarne Mongoliako Baiyunebo meategian dagoen gordailua burdinazko dolomitaren karbonatozko arroka motako gordailua da, batez ere lur arraroen mineralez osatua burdin mineralean (fluorokarburozko cerio mineralaz eta monazitaz gain, hainbat ere badaude).niobioaetalur arraroamineralak).
Erauzitako mineralak % 30 inguru burdina eta % 5 inguru lur arraroen oxidoak ditu. Meategiko mineral handia xehatu ondoren, trenez garraiatzen da Baotou Iron and Steel Group Company-ren onuratze plantara.Onuradun plantaren zeregina handitzea daFe2O3% 33tik % 55etik gorakoa, lehenik bola errota koniko batean ehotzea eta mailakatzea, eta ondoren Fe2O3 % 62-65eko burdin kontzentratu primarioa hautatuz (burdin oxidoa) bereizgailu magnetiko zilindriko bat erabiliz.Hondakinek flotazioa eta bereizketa magnetikoa jasaten jarraitzen dute, % 45 baino gehiago duen bigarren mailako burdin kontzentratua lortzeko.Fe2O3(burdin oxidoa).Lur arraroa flotazio-aparrez aberastuta dago, % 10-15eko kalifikazioarekin.Kontzentratua astindu-mahai baten bidez hauta daiteke, %30eko REO edukia duen kontzentratu lodi bat ekoizteko.Onurazio-ekipoekin birprozesatu ondoren, % 60tik gorako REO edukia duen lur arraroen kontzentratua lor daiteke.
Lur arraroen kontzentratuaren deskonposizio metodoa
·Lur arraroaKontzentratuen elementuak, oro har, karbonato, fluoruro, fosfato, oxido edo silikato disolbaezin moduan daude.Lur arraroen elementuak uretan edo azido ez-organikoetan disolbagarriak diren konposatu bihurtu behar dira hainbat aldaketa kimikoren bidez, eta, ondoren, disoluzioa, bereizketa, arazketa, kontzentrazioa edo kaltzinazioa bezalako prozesuak jasan behar dituzte hainbat nahasketa sortzeko.lur arraroalur arraroen kloruro mistoak bezalako konposatuak, produktu edo lehengai gisa erabil daitezkeen lur arraroen elementu bakarrak bereizteko.Prozesu honi deitzen zaiolur arraroakontzentratuaren deskonposizioa, aurretratamendu gisa ere ezaguna.
·Deskonposatzeko metodo asko daudelur arraroakontzentratuak, orokorrean hiru kategoriatan bana daitezke: azido-metodoa, alkalino-metodoa eta klorazio-deskonposizioa.Deskonposizio azidoa azido klorhidrikoaren deskonposizioan, azido sulfurikoaren deskonposizioan eta azido fluorhidrikoaren deskonposizioan bana daiteke.Alkalinoen deskonposizioa sodio hidroxidoaren deskonposizioa, sodio hidroxidoa urtzea edo soda erretzeko metodoetan bana daiteke.Prozesu-fluxu egokia, oro har, kontzentratu motaren, kalifikazioaren ezaugarrien, produktuaren planaren, lur arraroak ez diren elementuen berreskurapenerako eta erabilera integralerako erosotasuna, lan-higienearen eta ingurumenaren babeserako onuraren eta arrazionaltasun ekonomikoaren printzipioetan oinarrituta hautatzen da.
·Ia 200 elementu mineral arraro eta sakabanatuta aurkitu diren arren, ez dira aberastu industri meatzaritzarekin hobi independenteetan, haien arrarotasunagatik.Orain arte, independente arraroa baino ezgermanioa, selenioa, etatelurioagordailuak aurkitu dira, baina gordailuen eskala ez da oso handia.
Lur arraroen urtzea
·Bi metodo daudelur arraroagaldaketa, hidrometalurgia eta pirometalurgia.
· Lur arraroen hidrometalurgiaren eta metalen metalurgia kimikoaren prozesu osoa disoluzioan eta disolbatzailean dago gehienbat, hala nola lur arraroen kontzentratuaren deskonposizioa, bereizketa eta erauzketa.lur arraroen oxidoak, konposatuak eta lur arraroen metal bakarrak, bereizketa kimiko prozesuak erabiltzen dituztenak, hala nola prezipitazioa, kristalizazioa, oxidazio-erredukzioa, disolbatzaile erauzketa eta ioi-trukea.Gehien erabiltzen den metodoa disolbatzaile organikoen erauzketa da, hau da, purutasun handiko lur arraroen elementu bakarren industria bereizteko prozesu unibertsala.Hidrometalurgia prozesua konplexua da eta produktuaren purutasuna handia da.Metodo honek aplikazio sorta zabala du amaitutako produktuak ekoizteko.
Prozesu pirometalurgikoa sinplea da eta produktibitate handia du.Lur arraroapirometalurgiak batez ere ekoizpena hartzen du barnelur arraroen aleazioakmurrizketa silikotermiko metodoaren bidez, lur arraroen metalak edo aleazioak ekoiztea gatz urtutako elektrolisi metodoaren bidez eta ekoiztea.lur arraroen aleazioakmetal-erredukzio termikoaren metodoaren bidez, etab.
Pirometalurgiaren ezaugarri komuna tenperatura altuko baldintzetan ekoiztea da.
Lur arraroen ekoizpen prozesua
·Lur arraroakarbonatoa etalur arraroen kloruroadira lehen bi produktu nagusiaklur arraroaindustria.Oro har, gaur egun bi produktu hauek ekoizteko bi prozesu nagusi daude.Prozesu bat azido sulfuriko kontzentratua erretzeko prozesua da, eta beste prozesua soda kaustikoa prozesua deritzo, soda kaustikoa prozesu gisa laburtua.
·Lur arraroen hainbat mineraletan egoteaz gain, zati garrantzitsu batlur arraroen elementuaknaturan apatita eta fosfato arroka mineralekin batera bizi dira.Munduko fosfato mineralaren erreserba osoa 100.000 milioi tonakoa da, batez bestelur arraroa0,5 ‰-ko edukia.Zenbateko osoa dela kalkulatzen dalur arraroafosfato mineralarekin lotuta munduan 50 milioi tona da.Baxuaren ezaugarriei erantzunezlur arraroameategietan edukia eta agerraldi bereziko egoera, hainbat berreskuratze-prozesu aztertu dira bai nazioartean bai nazioartean, metodo hezeetan eta termikoetan banatu daitezkeenak.Metodo hezeetan, azido nitrikoaren metodoa, azido klorhidrikoaren metodoa eta azido sulfurikoa metodoa bereiz daitezke deskonposizio azido ezberdinen arabera.Fosforoaren prozesu kimikoetatik lur arraroak berreskuratzeko hainbat modu daude, eta horiek guztiak oso lotuta daude fosfato mineralaren prozesatzeko metodoekin.Ekoizpen termikoaren prozesuan zehar,lur arraroaberreskuratze tasa %60ra irits daiteke.
Fosfato-haitz baliabideen etengabeko erabilerarekin eta kalitate baxuko fosfato-arroka garatzeko bidean, azido sulfurikoaren prozesu hezea azido fosforikoaren prozesua metodo nagusi bihurtu da fosfatoaren industria kimikoan eta berreskuratzea.lur arraroen elementuakazido sulfurikoa prozesu hezean azido fosforikoa ikerketa-gune bihurtu da.Azido sulfurikoaren prozesu hezearen azido fosforikoaren ekoizpen-prozesuan, lur arraroak azido fosforikoan aberastea kontrolatzeko eta, ondoren, lur arraroak ateratzeko disolbatzaile organikoen erauzketa erabiltzeak abantaila gehiago ditu lehen garatutako metodoek baino.
Lur arraroak erauzteko prozesua
Azido sulfurikoaren disolbagarritasuna
Zerioataldea (sulfato-gatz konplexuetan disolbaezina) -lantanoa, zerioa, praseodimioa, neodimioa, eta prometioa;
Terbioataldea (apur bat disolbagarria sulfato-gatz konplexuetan) -samarioa, europioa, gadolinioa, terbioa, disprosioa, etaholmioa;
Itrioataldea (sulfato-gatz konplexuetan disolbagarria) -itrioa, erbioa, tulioa, itterbioa,lutezio, etaeskandioa.
Erauzketa-bereizpena
Argialur arraroa(P204 azidotasun ahula erauztea) -lantanoa,zerioa, praseodimioa,neodimioa, eta prometioa;
Erdiko lur arraroa (P204 azidotasun baxuko erauzketa) -samarioa,europioa,gadolinioa,terbioa,disprosioa;
Astunalur arraroaelementuak(azidotasuna erauztea P204n) -holmioa,
Erauzketa-prozesuaren sarrera
Banatze prozesuanlur arraroen elementuak,17 elementuen propietate fisiko eta kimiko oso antzekoak direla eta, baita horrekin batera dauden ezpurutasun ugarien ondorioz.lur arraroen elementuak, erauzketa-prozesua nahiko konplexua eta erabili ohi da.
Hiru erauzketa-prozesu mota daude: urratsez urrats metodoa, ioi-trukea eta disolbatzaileen erauzketa.
Urratsez urratseko metodoa
Disolbatzaileetan konposatuen disolbagarritasunaren aldea erabiliz bereizteko eta arazteko metodoari urratsez urratseko metodoa deitzen zaio.Bertatikitrioa(Y) tolutezio(Lu), naturan gertatzen diren guztien arteko bereizketa bakarralur arraroen elementuak, Curie bikoteak aurkitutako erradioa barne,
Metodo hau erabiliz guztiak bereizten dira.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 20000 aldiz iritsiz.Kimiko langileentzat, haien lana
Indarra nahiko altua da eta prozesua nahiko konplexua da.Hori dela eta, metodo hau erabiliz ezin da lur arraro bakar bat sortu kantitate handietan.
Ioi-trukea
Lur arraroen elementuen ikerketa-lana oztopatu egin da bakar bat ekoizteko ezintasunaklur arraroen elementuakantitate handietan urratsez urrats metodoen bidez.Aztertzekolur arraroen elementuakFisio nuklearreko produktuetan jasotako eta uraniotik eta toriotik lur arraroen elementuak kentzen zituzten, ioi-truke-kromatografia (ion-truke-kromatografia) arrakastaz aztertu zen, eta ondoren, hauek bereizteko erabili zen.lur arraroen elementuas.Ioi-truke metodoaren abantaila da hainbat elementu bereiz daitezkeela eragiketa batean.Eta purutasun handiko produktuak ere lor ditzake.Hala ere, desabantaila da ezin dela etengabe prozesatu, funtzionamendu-ziklo luzea eta erretxina birsortzeko eta trukatzeko kostu handiak dituelako.Hori dela eta, behin lur arraroen kopuru handiak bereizteko metodo nagusia bereizketa metodo nagusitik kendu eta disolbatzaileen erauzketa metodoarekin ordezkatu zen.Hala ere, ioi-trukearen kromatografiaren ezaugarri nabarmenak direla eta, purutasun handiko lur arraroen produktuak lortzeko, gaur egun, purutasun ultra-altuko produktu bakarrak ekoizteko eta lur arraroen elementu astun batzuk bereizteko, beharrezkoa da ioi-trukearen kromatografia erabiltzea ere. lur arraroen produktu bat bereizteko eta ekoizteko.
Disolbatzaileen erauzketa
Erauzitako substantzia nahastezina den ur-disoluzio batetik ateratzeko eta bereizteko disolbatzaile organikoak erabiltzeko metodoari disolbatzaile organiko likido-likido erauzketa deritzo, disolbatzaileen erauzketa gisa laburtua.Masa-transferentzia prozesu bat da, substantziak fase likido batetik bestera pasatzen dituena.Disolbatzaileen erauzketa metodoa lehenago aplikatu da petrokimikan, kimika organikoan, kimika farmazeutikoan eta kimika analitikoan.Hala ere, azken berrogei urteotan, energia atomikoaren zientzia eta teknologiaren garapena dela eta, baita substantzia ultrapuroak eta elementu arraroak ekoizteko beharra dela eta, disolbatzaileen erauzketa aurrerapen handia izan da erregai nuklearraren industria eta metalurgia arraroa bezalako industrietan. .Txinak ikerketa-maila handia lortu du erauzketa-teorian, erauzkin berrien sintesian eta aplikazioan eta lur arraroen elementuen bereizketa-prozesuan.Prezipitazio mailakatua, kristalizazio mailakatua eta ioi-trukea bezalako bereizketa metodoekin alderatuta, disolbatzaileen erauzketa abantaila ugari ditu, hala nola bereizketa-efektu ona, produkzio-ahalmen handia, ekoizpen azkar eta etengaberako erosotasuna eta kontrol automatikoa lortzeko erraza.Hori dela eta, pixkanaka-pixkanaka kopuru handiak bereizteko metodo nagusia bihurtu dalur arraroas.
Lur arraroen arazketa
Ekoizpeneko lehengaiak
Lur arraroen metalakoro har, lur arraroen metal mistoetan eta bakarrean banatzen diralur arraroen metalak.Nahastearen konposizioalur arraroen metalakmineralaren jatorrizko lur arraroen konposizioaren antzekoa da, eta metal bakarra lur arraro bakoitzetik bereizi eta findutako metal bat da.Zaila da murriztealur arraroen oxidoas (-ren oxidoak izan eziksamarioa,europioa,, tulioa,itterbioa) metal bakar batean metalurgia-metodo orokorrak erabiliz, eraketa bero handia eta egonkortasun handia direlako.Hori dela eta, ekoizteko erabili ohi diren lehengaiaklur arraroen metalakgaur egun haien kloruroak eta fluoruroak dira.
Gatz urtutako elektrolisia
Mistoen ekoizpen masiboalur arraroen metalakindustrian, oro har, gatz urtutako elektrolisi metodoa erabiltzen du.Elektrolisi bi metodo daude: kloruro elektrolisia eta oxido elektrolisia.Bakar baten prestaketa metodoalur arraroen metalakelementuaren arabera aldatzen da.samarioa,europioa,,tulioa,itterbioaez dira egokiak prestaketa elektrolitikorako, lurrun-presio handia dutelako, eta, horren ordez, erredukzio-destilazio-metodoa erabiliz prestatzen dira.Beste elementu batzuk elektrolisiaren edo metalen erredukzio termikoaren metodoaren bidez presta daitezke.
Kloruroaren elektrolisia metalak ekoizteko metodo ohikoena da, batez ere lur arraroen metal mistoetarako.Prozesua sinplea, errentagarria da eta inbertsio minimoa eskatzen du.Hala ere, eragozpenik handiena kloro gasa askatzea da, eta horrek ingurumena kutsatzen du.Oxidoen elektrolisiak ez ditu gas kaltegarriak askatzen, baina kostua apur bat handiagoa da.Orokorrean, prezio altuak bakarrekoaklur arraroakesaterakoneodimioaetapraseodimioaoxido-elektrolisiaren bidez sortzen dira.
Hutsean murrizteko elektrolisi metodoak industria-kalifikazio orokorra bakarrik presta dezakelur arraroen metalak.Prestatzekolur arraroen metalakezpurutasun baxuekin eta purutasun handikoarekin, hutsean murrizteko metodo termikoa erabiltzen da oro har.Metodo honek lur arraroen metal bakar guztiak sor ditzake, bainasamarioa,europioa,,tulioa,itterbioaezin da metodo honekin ekoitzi.ren potentzial redoxsamarioa,europioa,,tulioa,itterbioaeta kaltzioa partzialki bakarrik murrizten dalur arraroafluoruroa.Oro har, metal horien prestaketa metal horien lurrun-presio altuaren eta lurrun-presio baxuaren printzipioetan oinarritzen da.lantano metalikoas.Lau hauen oxidoaklur arraroakzatiekin nahasten diralantano metalikoas eta blokeetan konprimitu, eta hutseko labe batean murriztu.Lantanoaaktiboagoa da, berrizsamarioa,europioa,,tulioa,itterbioaurre izatera murrizten diralantanoaeta kondentsazioan bildu, zepatik erraz bereizteko.
Argitalpenaren ordua: 2023-07-2023