Сейрек кездешүүчү жер өнөр жайынын технологиясына киришүү
·Сейрек кездешүүчү жер iс металлдык элемент эмес, бирок 15 сейрек кездешүүчү элементтердин жамааттык термини жанаиттрийжанаскандий.Ошондуктан, 17 сейрек кездешүүчү жер элементтери жана алардын ар кандай кошулмалары 46% тазалыктагы хлориддерден бир сейрек кездешүүчү жер оксиддерине жанасейрек кездешүүчү металлдартазалыгы 99,9999%.Тиешелүү кошулмаларды жана аралашмаларды кошуу менен сейрек кездешүүчү жердин сансыз продуктулары бар.Ошентип,сейрек жертехнология да бул 17 элементтердин айырмачылыктарынын негизинде ар түрдүү.Бирок сейрек кездешүүчү элементтерди церий жана деп бөлүүгө болотиттрийминералдык мүнөздөмөлөргө негизделген топтор, сейрек кездешүүчү минералдарды казып алуу, эритүү жана бөлүү процесстери да салыштырмалуу бирдиктүү.Руданы алгачкы казып алуудан баштап сейрек кездешүүчү жерлерди бөлүү ыкмалары, эритүү процесстери, экстракциялоо ыкмалары, тазалоо процесстери биринин артынан бири киргизилет.
Сейрек кездешүүчү металлдарды кайра иштетүү
·Минералдык кайра иштетүү – бул руданы түзгөн ар кандай минералдардын физикалык жана химиялык касиеттериндеги айырмачылыктарды пайдаланган, рудадагы пайдалуу минералдарды байытуу, зыяндуу аралашмаларды жок кылуу жана аларды бөлүп алуу үчүн ар кандай байытуу ыкмаларын, процесстерин жана жабдууларын колдонгон механикалык иштетүү процесси. ганга минералдарынан.
·Ичиндесейрек жердүйнө жүзү боюнча казылып алынган рудалар, мазмунусейрек кездешүүчү жер оксиддерибир нече гана пайызды түзөт, ал эми кээ бирлери андан да төмөн.эритуунун өндүрүштүк талаптарын канааттандыруу үчүн,сейрек жерсейрек кездешүүчү оксиддердин курамын көбөйтүү жана сейрек кездешүүчү металлургиянын талаптарына жооп бере ала турган сейрек кездешүүчү концентраттарды алуу максатында, эритүү алдында байытуу жолу менен минералдар ганга минералдарынан жана башка пайдалуу минералдардан бөлүнөт.Сейрек кездешүүчү жер рудаларын байытуу көбүнчө флотация ыкмасын кабыл алат, көп учурда байытуу процессинин агымын түзүү үчүн гравитациянын жана магниттик бөлүнүүнүн бир нече айкалышы менен толукталат.
Theсейрек жерИчки Монголиядагы Байюнэбо кениндеги кен негизинен темир рудасындагы сейрек кездешүүчү жер минералдарынан (фторкарбон церий рудасынан жана монациттен тышкары дагы бир нече кендер бар) темир доломиттин карбонат тибиндеги кени.ниобийжанасейрек жерминералдар).
Алынган рудада болжол менен 30% темир жана 5% сейрек кездешүүчү оксиддер бар. Кендеги чоң руда майдалангандан кийин, ал поезд менен Баотоу Темир жана Стил Групп компаниясынын байытуу комбинатына ташылат.байытуучу комбинаттын милдети — жогорулатууFe2O333%дан 55%ке чейин, адегенде конус түрүндөгү шар тегирменде майдалоо жана сорттоо, андан кийин 62-65% Fe2O3 негизги темир концентратын тандоо (темир оксиди) цилиндрдик магниттик сепараторду колдонуу менен.45%дан ашык камтыган экинчи темир концентратын алуу үчүн калдыктар флотациядан жана магниттик бөлүүдөн өтүүнү улантууда.Fe2O3(темир оксиди).Сейрек кездешүүчү топурак флотациялык көбүк менен байытылган, сорту 10-15%.Концентрат 30% REO мазмуну менен орой концентратты алуу үчүн чайкоо столунун жардамы менен тандалышы мүмкүн.Байытуу жабдуулары менен кайра иштетилгенден кийин 60%дан ашык РЭО курамындагы сейрек кездешүүчү концентратты алууга болот.
Сейрек кездешүүчү концентраттын ажыратуу ыкмасы
·Сейрек жерконцентраттардагы элементтер көбүнчө эрибеген карбонаттар, фториддер, фосфаттар, оксиддер же силикаттар түрүндө болот.Сейрек кездешүүчү элементтер ар кандай химиялык өзгөрүүлөрдүн натыйжасында сууда же органикалык эмес кислоталарда эрүүчү кошулмаларга айландырылып, андан кийин эрүү, бөлүү, тазалоо, концентрациялоо же кальцинация сыяктуу процесстерден өтүшү керек.сейрек жераралаш сейрек кездешүүчү хлориддер сыяктуу кошулмалар, алар бир гана сейрек кездешүүчү элементтерди бөлүү үчүн продуктылар же чийки зат катары колдонулушу мүмкүн.Бул жараян деп аталатсейрек жерконцентраттын ажыроо, ошондой эле алдын ала дарылоо деп аталат.
·Чыруу үчүн көптөгөн ыкмалар барсейрек жерконцентраттар, алар жалпысынан үч категорияга бөлүнөт: кислота ыкмасы, щелочтук ыкма жана хлордоочу ажыратуу.Кислотанын ажыроосу андан ары туз кислотасынын ажыроосу, күкүрт кислотасынын ажыроосу жана фтор кислотасынын ажыроосу болуп бөлүнөт.Алкали ажыратуу андан ары натрий гидроксиди ажыратуу, натрий гидроксиди эрүү, же сода куурулган ыкмаларына бөлүүгө болот.Тиешелүү процесс агымы негизинен концентраттын түрү, сорттун мүнөздөмөлөрү, продукциянын планы, сейрек кездешүүчү эмес элементтерди калыбына келтирүү жана комплекстүү пайдалануу үчүн ыңгайлуулук, эмгек гигиенасы жана айлана-чөйрөнү коргоо үчүн пайда жана экономикалык рационалдуулук принциптеринин негизинде тандалат.
· 200гө жакын сейрек кездешүүчү жана дисперстүү элементтик минералдар табылганы менен, алар сейрек кездешкендиктен өнөр жайлык казып алуу менен өз алдынча кендерге байытылган эмес.Азырынча сейрек гана көз карандысызгерманий, селен, жанателлуркендери ачылган, бирок кендердин масштабы анча чоң эмес.
Сейрек кездешүүчү кендерди эритүү
· үчүн эки ыкма барсейрек жерэритуу, гидрометаллургия жана пирометаллургия.
· Сейрек кездешүүчү гидрометаллургиянын жана металлдын химиялык металлургиясынын бүт процесси көбүнчө эритмеде жана эриткичте болот, мисалы сейрек кездешүүчү жер концентратын ажыратуу, бөлүп алуу жана бөлүп алуу.сейрек кездешүүчү жер оксиддери, кошулмалар жана жалгыз сейрек кездешүүчү металлдар, аларда тумоо, кристаллдашуу, кычкылдануу-калыбына келтирүү, эриткичти экстракциялоо жана ион алмашуу сыяктуу химиялык бөлүү процесстери колдонулат.Эң көп колдонулган ыкма органикалык эриткичтерди экстракциялоо болуп саналат, бул жогорку тазалыктагы жалгыз сейрек кездешүүчү элементтерди өнөр жайлык бөлүү үчүн универсалдуу процесс.Гидрометаллургиялык процесс татаал жана продукциянын тазалыгы жогору.Бул ыкма даяр продуктыларды өндүрүүдө колдонуунун кеңири спектрин камтыйт.
Пирометаллургиялык процесс жөнөкөй жана жогорку өндүрүмдүүлүккө ээ.Сейрек жерпирометаллургия негизинен өндүрүүнү камтыйтсейрек кездешүүчү жер эритмелерисиликотермикалык калыбына келтирүү ыкмасы менен, сейрек кездешүүчү металлдарды же эритмелерди эритилген туз электролиз ыкмасы менен өндүрүү жанасейрек кездешүүчү жер эритмелериметаллдын термикалык калыбына келтирүү ыкмасы менен ж.б.
Пирометаллургиянын жалпы мүнөздөмөсү жогорку температуралык шарттарда өндүрүш болуп саналат.
Сейрек кездешүүчү жерди өндүрүү процесси
·Сейрек жеркарбонат жанасейрек кездешүүчү жер хлоридиэки негизги продукты болуп саналатсейрек жерөнөр жай.Жалпысынан алганда, учурда бул эки продуктуну өндүрүү үчүн эки негизги жараяндар бар.Бир процесс концентрацияланган күкүрт кислотасын кууруу процесси, ал эми экинчи процесс каустикалык сода процесси деп аталат, кыскача каустикалык сода процесси деп аталат.
·Ар кандай сейрек кездешүүчү минералдарда бар болуу менен бирге, олуттуу бөлүгүсейрек кездешүүчү жер элементтеритабиятта апатит жана фосфат тектүү минералдар менен бирге жашайт.Дүйнөлүк фосфат рудасынын жалпы запасы орточо эсеп менен 100 миллиард тоннаны түзөтсейрек жермазмуну 0,5 ‰.сомду түзгөнү болжолдонуудасейрек жердүйнөдөгү фосфат рудасы менен байланышкан 50 млн т.төмөн мүнөздөмөлөргө жооп катарысейрек жеркендердеги мазмуну жана өзгөчө пайда болуу абалы, ар кандай калыбына келтирүү процесстери ички жана эл аралык деңгээлде изилденген, аларды нымдуу жана термикалык ыкмаларга бөлүүгө болот.нымдуу ыкмалар, алар ар кандай ажыроо кислоталары боюнча азот кислотасы ыкмасы, туз кислотасы ыкмасы жана күкүрт кислотасы ыкмасына бөлүнөт.Фосфордун химиялык процесстеринен сейрек кездешүүчү кендерди калыбына келтирүүнүн ар кандай жолдору бар, алардын бардыгы фосфат рудасын кайра иштетүү ыкмалары менен тыгыз байланышта.Термикалык өндүрүш процессинде,сейрек жеркалыбына келтирүү курсу 60% жетиши мүмкүн.
Фосфаттык тектердин ресурстарын үзгүлтүксүз пайдалануу жана сапаты төмөн фосфат тектерин өнүктүрүүгө карай жылыш менен күкүрт кислотасынын нымдуу процесси фосфор кислотасынын процесси фосфат химиялык өнөр жайынын негизги ыкмасы болуп калды жанасейрек кездешүүчү жер элементтерикүкүрт кислотасынын нымдуу процессинде фосфор кислотасы изилдөөлөрдүн очогу болуп калды.Күкүрт кислотасынын нымдуу процесси фосфор кислотасын өндүрүү процессинде сейрек кездешүүчү заттарды фосфор кислотасында байытууну көзөмөлдөө жана андан кийин сейрек кездешүүчү заттарды алуу үчүн органикалык эриткичтерди экстракциялоо процесси алгачкы иштелип чыккан методдорго караганда көбүрөөк артыкчылыктарга ээ.
Сейрек кездешүүчү жерди казып алуу процесси
Күкүрт кислотасынын эригичтиги
Terbiumтоп (сульфаттык комплекс туздарда бир аз эрийт) -самарий, европий, гадолиний, terbium, диспрозия, жанаholmium;
Итрийтоп (сульфаттык комплекс туздарда эрүүчү) –иттрий, эрбиум, тулий, иттербий,лютеций, жанаскандий.
Экстракцияны бөлүү
Жарыксейрек жер(P204 алсыз кислоталык экстракция) -лантан,церий, празеодим,неодим, жана прометий;
Орто сейрек кездешүүчү жер (P204 аз кислоталык экстракция) -самарий,европий,гадолиний,terbium,диспрозия;
Heavyсейрек жерэлементтер(P204 боюнча кислоталык экстракция) -holmium,
Экстракция процессине киришүү
Ажырашуу процессиндесейрек кездешүүчү жер элементтери,17 элементтин абдан окшош физикалык жана химиялык касиеттеринен, ошондой эле коштоочу аралашмалардын көптүгүнө байланыштуусейрек кездешүүчү жер элементтери, казып алуу процесси салыштырмалуу татаал жана кеңири колдонулат.
Экстракция процессинин үч түрү бар: этаптуу ыкма, ион алмашуу жана эриткич менен экстракция.
Кадам-кадам ыкмасы
Кошулмалардын эриткичтерде эригичтигинин айырмасын пайдалануу менен бөлүү жана тазалоо ыкмасы этаптуу ыкма деп аталат.Fromиттрий(Y) чейинлютеций(Лу), жаратылышта пайда болгон бардык нерселердин ортосундагы бир гана бөлүнүүсейрек кездешүүчү жер элементтерианын ичинде Кюри жубайлары тарабынан табылган радий,
Алардын баары ушул ыкма менен бөлүнөт.Бул ыкманын иштөө процедурасы салыштырмалуу татаал жана бардык сейрек кездешүүчү элементтердин бир жолу бөлүнүшү 100 жылдан ашык убакытты талап кылган, бир бөлүү жана кайталап операция 20000 эсеге жеткен.Химия кызматкерлери учун алардын эмгеги
Күч салыштырмалуу жогору жана процесс салыштырмалуу татаал.Ошондуктан, бул ыкманы колдонуу менен көп санда бир сейрек кездешүүчү жерди өндүрүү мүмкүн эмес.
Ион алмашуу
Сейрек кездешүүчү жер элементтери боюнча изилдөө иштерине бир даананы чыгара албагандыктан тоскоол болгонсейрек кездешүүчү жер элементиэтап-этабы менен методдору аркылуу коп санда.талдоо үчүнсейрек кездешүүчү жер элементтериядролук бөлүнүү продуктуларында камтылган жана уран менен торийден сейрек кездешүүчү элементтерди алып салуу үчүн ион алмашуу хроматографиясы (ион алмашуу хроматографиясы) ийгиликтүү изилденген, андан кийин алсейрек кездешүүчү жер элементис.Ион алмашуу ыкмасынын артыкчылыгы – бир операцияда бир нече элементтерди ажыратууга болот.Жана ошондой эле жогорку тазалыктагы азыктарды ала алат.Бирок, кемчилиги - аны үзгүлтүксүз иштетүү мүмкүн эмес, узак операциялык цикл жана чайырды калыбына келтирүү жана алмашуу үчүн чоң чыгымдар.Ошондуктан, бул бир жолу сейрек кездешүүчү жердин көп өлчөмдөгү бөлүү ыкмасы негизги бөлүү ыкмасынан чыгып, эриткичтүү экстракция ыкмасына алмаштырылган.Бирок, жогорку тазалыктагы жалгыз сейрек кездешүүчү жер продуктуларын алууда ион алмашуу хроматографиясынын көрүнүктүү өзгөчөлүктөрүнөн улам, азыркы учурда өтө жогорку тазалыктагы бирдиктүү продуктуларды өндүрүү жана кээ бир оор сейрек кездешүүчү элементтерди бөлүп алуу үчүн ион алмашуу хроматографиясын да колдонуу зарыл. сейрек кездешуучу жер продукцнясын белуп чыгарууга.
Эритүүчү экстракция
Алынган затты аралашпаган суу эритмесинен экстракциялоо жана бөлүп алуу үчүн органикалык эриткичтерди колдонуу ыкмасы органикалык эриткич суюктук-суюктук экстракция деп аталат, ал кыскартылган эриткич экстракция деп аталат.Бул заттарды бир суюк фазадан экинчисине өткөрүүчү масса алмашуу процесси.Эриткичти экстракциялоо ыкмасы мурда нефтехимияда, органикалык химияда, фармацевтикалык химияда жана аналитикалык химияда колдонулган.Бирок акыркы кырк жылда атомдук энергетика илиминин жана техникасынын өнүгүшүнө, ошондой эле өтө таза заттарды жана сейрек кездешүүчү элементтерди өндүрүү зарылдыгына байланыштуу, эриткичтүү экстракция өзөктүк отун өнөр жайы жана сейрек кездешүүчү металлургия сыяктуу тармактарда чоң ийгиликтерге жетишти. .Кытай экстракция теориясы, жаңы экстрагенттерди синтездөө жана колдонуу, ошондой эле сейрек кездешүүчү элементтерди бөлүп алуу үчүн казып алуу процессинде жогорку деңгээлдеги изилдөөлөргө жетишти.Мындай классификацияланган жаан, классификацияланган кристаллдашуу жана ион алмашуу сыяктуу бөлүү ыкмалары менен салыштырганда, эриткичтерди экстракциялоо жакшы бөлүү эффекти, чоң өндүрүш кубаттуулугу, тез жана үзгүлтүксүз өндүрүш үчүн ыңгайлуулук жана автоматтык башкарууга оңой жетишүү сыяктуу бир катар артыкчылыктарга ээ.Ошондуктан, бара-бара ири өлчөмдөгү бөлүү үчүн негизги ыкмасы болуп калдысейрек жерs.
Сейрек кездешүүчү жерди тазалоо
Өндүрүштүк сырье
Сейрек кездешүүчү металлдаржалпысынан аралаш сейрек кездешүүчү металлдар жана жалгыз болуп бөлүнөтсейрек кездешүүчү металлдар.Курамы аралашсейрек кездешүүчү металлдаррудадагы баштапкы сейрек кездешүүчү жердин курамына окшош жана жалгыз металл ар бир сейрек кездешүүчү жерден бөлүнгөн жана тазаланган металл.Аны азайтуу кыйынсейрек кездешүүчү жер оксидис (оксиддерин кошпогондосамарий,европий,, тулий,иттербий) жалпы металлургиялык ыкмаларды колдонуу менен бир металлга айландыруу, алардын пайда болуу жылуулугу жана туруктуулугу жогору.Ошондуктан, өндүрүү үчүн көбүнчө чийки затсейрек кездешүүчү металлдаразыркы учурда алардын хлориддери жана фториддери.
Эриген туз электролиз
аралашма массалык өндүрүшсейрек кездешүүчү металлдарөнөр жайда көбүнчө эриген туз электролиз ыкмасын колдонот.Электролиздин эки ыкмасы бар: хлориддик электролиз жана оксид электролиз.Жалгыз даярдоо ыкмасысейрек кездешүүчү металлдарэлементине жараша өзгөрөт.самарий,европий,,тулий,иттербийжогорку буу басымы үчүн электролиттик даярдоо үчүн ылайыктуу эмес, анын ордуна калыбына келтирүү дистилляция ыкмасы менен даярдалат.Башка элементтер электролиз же металл термикалык калыбына келтирүү ыкмасы менен даярдалышы мүмкүн.
Хлориддик электролиз металлдарды, өзгөчө аралаш сейрек кездешүүчү металлдарды өндүрүүдө кеңири таралган ыкма болуп саналат.Процесс жөнөкөй, үнөмдүү жана минималдуу инвестицияны талап кылат.Бирок эң чоң кемчилиги – бул айлана-чөйрөнү булгаган хлор газы.Оксиддик электролиз зыяндуу газдарды чыгарбайт, бирок баасы бир аз жогору.Жалпысынан алганда, жогорку баа жалгыз бойсейрек кездешүүчү жерлерсыяктуунеодимжанапразеодимоксид электролизинин жардамы менен өндүрүлөт.
Вакуумдук кыскартуу электролиз ыкмасы жалпы өнөр жайлык классты гана даярдай алатсейрек кездешүүчү металлдар.Даярдоо үчүнсейрек кездешүүчү металлдараз аралашмалар жана жогорку тазалык менен, вакуумдук термикалык кыскартуу ыкмасы жалпысынан колдонулат.Бул ыкма бардык жалгыз сейрек кездешүүчү металлдарды өндүрө алат, бироксамарий,европий,,тулий,иттербийбул ыкма менен өндүрүү мүмкүн эмес.редокс потенциалысамарий,европий,,тулий,иттербийжана кальций жарым-жартылай гана азайтатсейрек жерфторид.Жалпысынан, бул металлдарды даярдоо бул металлдардын жогорку буу басымынын жана төмөнкү буу басымынын принциптерине негизделген.лантан металлыс.Бул төртөөнүн оксиддерисейрек кездешүүчү жерлерфрагменттери менен аралаштырылганлантан металлыс жана блокторго кысылып, вакуумдук меште азайтылат.Лантандагы активдүү, ал эмисамарий,европий,,тулий,иттербийтарабынан алтынга чейин кыскартылатлантанжана конденсацияга чогултулуп, шлактан бөлүүнү жеңилдетет.
Билдирүү убактысы: 2023-жылдын 7-ноябрына чейин