Utangulizi wa Teknolojia ya Sekta ya Dunia ya Rare
·Dunia adimu iSio kitu cha metali, lakini muda wa pamoja wa vitu 15 vya nadra vya dunia nayttriumnaScandium. Kwa hivyo, vitu 17 vya nadra vya ardhi na misombo yao anuwai ina matumizi anuwai, kuanzia kloridi na usafi wa 46% hadi oksidi moja za nadra za ardhini naMetali za Dunia za Rarena usafi wa 99.9999%. Pamoja na kuongezwa kwa misombo inayohusiana na mchanganyiko, kuna bidhaa nyingi za nadra za ardhi. Kwa hivyo,Dunia isiyo ya kawaidaTeknolojia pia ni tofauti kulingana na tofauti za mambo haya 17. Walakini, kwa sababu ya ukweli kwamba vitu adimu vya dunia vinaweza kugawanywa katika cerium nayttriumVikundi kulingana na sifa za madini, madini, kuyeyuka, na michakato ya kujitenga ya madini ya nadra ya Dunia pia ni pamoja. Kuanzia kutoka kwa madini ya awali ya ore, njia za kujitenga, michakato ya kuyeyuka, njia za uchimbaji, na michakato ya utakaso wa ardhi adimu italetwa moja kwa moja.
Usindikaji wa madini ya Dunia adimu
Usindikaji wa madini ni mchakato wa usindikaji wa mitambo ambao hutumia tofauti za mali ya mwili na kemikali kati ya madini anuwai ambayo hufanya ore, hutumia njia tofauti za faida, michakato, na vifaa vya kutajirisha madini muhimu kwenye ore, kuondoa uchafu unaodhuru, na kuwatenganisha na madini ya gangue.
· KatikaDunia isiyo ya kawaidaores kuchimbwa ulimwenguni, yaliyomoOksidi za Dunia za Rareni asilimia chache tu, na wengine hata chini. Ili kukidhi mahitaji ya uzalishaji wa smelting,Dunia isiyo ya kawaidaMadini hutenganishwa na madini ya gangue na madini mengine muhimu kupitia kufaidika kabla ya kuyeyuka, ili kuongeza yaliyomo kwenye oksidi za ardhi za nadra na kupata viwango vya nadra vya ardhi ambavyo vinaweza kukidhi mahitaji ya madini ya nadra ya ardhi. Kufaidika kwa ores adimu ya ardhini kwa ujumla huchukua njia ya flotation, mara nyingi huongezewa na mchanganyiko kadhaa wa mvuto na kujitenga kwa sumaku kuunda mtiririko wa mchakato wa faida.
Dunia isiyo ya kawaidaAmana katika Mgodi wa Baiyunebo katika Mongolia ya ndani ni aina ya mwamba wa kaboni ya dolomite ya chuma, ambayo inajumuisha madini ya kawaida ya madini katika ore ya chuma (pamoja na fluorocarbon cerium ore na monazite, pia kuna kadhaaNiobiumnaDunia isiyo ya kawaidamadini).
Ore iliyoondolewa ina karibu 30% ya chuma na karibu 5% adimu oksidi za ardhi.Baada ya kuponda ore kubwa kwenye mgodi, husafirishwa na gari moshi kwa mmea wa faida wa Kampuni ya Baotou Iron na Steel Group. Kazi ya mmea wa faida ni kuongezekaFe2O3Kutoka 33% hadi zaidi ya 55%, kwanza kusaga na kupakua kwenye kinu cha mpira wa conical, na kisha kuchagua kiwango cha msingi cha chuma cha 62-65% Fe2O3 (oksidi ya chuma) kutumia mgawanyaji wa magnetic ya silinda. Tains zinaendelea kupitia flotation na utenganisho wa sumaku ili kupata kiwango cha pili cha chuma kilicho na zaidi ya 45%Fe2O3(oksidi ya chuma). Dunia ya nadra ina utajiri katika povu ya flotation, na daraja la 10-15%. Kuzingatia kunaweza kuchaguliwa kwa kutumia meza ya kutikisa ili kutoa kujilimbikizia kwa coarse na yaliyomo ya REO ya 30%. Baada ya kupitishwa tena na vifaa vya kufaidika, ardhi adimu huzingatia na maudhui ya zaidi ya 60% yanaweza kupatikana.
Njia ya mtengano wa adimu ya ardhini
·Dunia isiyo ya kawaidaVipengele katika huzingatia kwa ujumla vipo katika mfumo wa kaboni zisizo na maji, fluorides, phosphates, oksidi, au silika. Vipengee visivyo vya ardhi lazima vibadilishwe kuwa misombo mumunyifu katika maji au asidi ya isokaboni kupitia mabadiliko kadhaa ya kemikali, na kisha kupitia michakato kama vile kufutwa, kujitenga, utakaso, mkusanyiko, au hesabu ili kutoa mchanganyiko kadhaa uliochanganywaDunia isiyo ya kawaidaViwanja kama vile mchanganyiko wa nadra wa ardhi, ambao unaweza kutumika kama bidhaa au malighafi kwa kutenganisha vitu vya nadra vya ardhi. Utaratibu huu unaitwaDunia isiyo ya kawaidaKuzingatia mtengano, pia inajulikana kama matibabu ya kabla.
· Kuna njia nyingi za kuamuaDunia isiyo ya kawaidaInazingatia, ambayo inaweza kugawanywa kwa jumla katika vikundi vitatu: njia ya asidi, njia ya alkali, na mtengano wa klorini. Utengano wa asidi unaweza kugawanywa zaidi katika mtengano wa asidi ya hydrochloric, mtengano wa asidi ya sulfuri, na mtengano wa asidi ya hydrofluoric. Utengano wa Alkali unaweza kugawanywa zaidi katika mtengano wa hydroxide ya sodiamu, kuyeyuka kwa hydroxide ya sodiamu, au njia za kukausha soda. Mtiririko unaofaa wa mchakato huchaguliwa kwa ujumla kulingana na kanuni za aina ya kujilimbikizia, sifa za daraja, mpango wa bidhaa, urahisi wa urejeshaji na utumiaji kamili wa vitu visivyo vya kawaida vya dunia, kufaidika kwa usafi wa kazi na ulinzi wa mazingira, na mantiki ya kiuchumi.
· Ingawa karibu madini 200 adimu na yaliyotawanywa yamegunduliwa, hayajajazwa katika amana za kujitegemea na madini ya viwandani kwa sababu ya rarity yao. Hadi sasa, ni nadra tu hurugermanium, seleniamu, naTelluriumAmana zimegunduliwa, lakini kiwango cha amana sio kubwa sana.
Smelting ya dunia adimu
· Kuna njia mbili zaDunia isiyo ya kawaidasmelting, hydrometallurgy na pyrometallurgy.
Mchakato mzima wa hydrometallurgy ya ardhini na madini ya kemikali ya chuma iko katika suluhisho na kutengenezea, kama mtengano wa nadra wa ardhi, kujitenga na uchimbaji waOksidi za Dunia za Rare, misombo, na metali moja adimu ya ardhi, ambayo hutumia michakato ya kutenganisha kemikali kama vile mvua, fuwele, kupunguza oxidation, uchimbaji wa kutengenezea, na ubadilishanaji wa ion. Njia inayotumika sana ni uchimbaji wa kikaboni, ambayo ni mchakato wa ulimwengu kwa utenganisho wa viwandani wa vitu vya juu vya hali ya juu. Mchakato wa hydrometallurgy ni ngumu na usafi wa bidhaa uko juu. Njia hii ina matumizi anuwai katika kutengeneza bidhaa zilizomalizika.
Mchakato wa pyrometallurgiska ni rahisi na ina tija kubwa.Dunia isiyo ya kawaidaPyrometallurgy ni pamoja na uzalishaji waaloi adimu za duniaKwa njia ya kupunguza silicothermic, utengenezaji wa metali za nadra za ardhi au aloi kwa njia ya umeme wa chumvi iliyoyeyuka, na utengenezaji waaloi adimu za duniana njia ya kupunguza mafuta ya chuma nk.
Tabia ya kawaida ya pyrometallurgy ni uzalishaji chini ya hali ya joto ya juu.
Mchakato wa uzalishaji wa Dunia
·Dunia isiyo ya kawaidakaboni naChloride ya Dunia ya Rareni bidhaa kuu mbili za msingi katikaDunia isiyo ya kawaidaViwanda. Kwa ujumla, kwa sasa kuna michakato miwili kuu ya kutengeneza bidhaa hizi mbili. Mchakato mmoja ni mchakato wa kuchoma asidi ya sulfuri, na mchakato mwingine unaitwa mchakato wa soda ya caustic, iliyofupishwa kama mchakato wa soda ya caustic.
· Mbali na kuwapo katika madini anuwai ya nadra ya ardhi, sehemu kubwa yavitu vya kawaida vya duniaKatika asili ya asili na madini ya apatite na phosphate. Akiba yote ya ore ya phosphate ya ulimwengu ni takriban tani bilioni 100, na wastaniDunia isiyo ya kawaidaYaliyomo ya 0.5 ‰. Inakadiriwa kuwa jumla yaDunia isiyo ya kawaidaKuhusishwa na ore ya phosphate ulimwenguni ni tani milioni 50. Kujibu sifa za chiniDunia isiyo ya kawaidaYaliyomo na hali maalum ya kutokea katika migodi, michakato kadhaa ya uokoaji imesomwa ndani na kimataifa, ambayo inaweza kugawanywa katika njia za mvua na mafuta. Kwa njia za mvua, zinaweza kugawanywa katika njia ya asidi ya nitriki, njia ya asidi ya hydrochloric, na njia ya asidi ya sulfuri kulingana na asidi tofauti za mtengano. Kuna njia anuwai za kupata ardhi adimu kutoka kwa michakato ya kemikali ya fosforasi, zote ambazo zinahusiana sana na njia za usindikaji za ore ya phosphate. Wakati wa mchakato wa uzalishaji wa mafuta,Dunia isiyo ya kawaidaKiwango cha uokoaji kinaweza kufikia 60%.
Pamoja na utumiaji endelevu wa rasilimali za mwamba wa phosphate na kuhama kuelekea maendeleo ya mwamba wa hali ya juu wa phosphate, mchakato wa asidi ya asidi ya asidi ya asidi imekuwa njia kuu katika tasnia ya kemikali ya phosphate, na urejeshaji wavitu vya kawaida vya duniaKatika asidi ya phosphoric asidi ya asidi ya sulfuri imekuwa sehemu ya utafiti. Katika mchakato wa uzalishaji wa asidi ya phosphoric asidi ya asidi ya kiberiti, mchakato wa kudhibiti uboreshaji wa ardhi adimu katika asidi ya fosforasi na kisha kutumia uchimbaji wa kikaboni ili kutoa ardhi adimu ina faida zaidi kuliko njia za mapema.
Mchakato wa uchimbaji wa Dunia
Umumunyifu wa asidi ya sulfuri
CERIUMKikundi (kisicho na chumvi tata ya sulfate) -Lanthanum, Mchanganyiko, praseodymium, Neodymium, na Promethium;
TerbiumKikundi (mumunyifu kidogo katika chumvi tata ya sulfate) -Samarium, Europium, Gadolinium, terbium, Dysprosium, naHolmium;
YttriumKikundi (mumunyifu katika chumvi tata ya sulfate) -yttrium, erbium, Thulium, ytterbium,Lutetium, naScandium.
Mgawanyiko wa uchimbaji
MwangaDunia isiyo ya kawaida(Uchimbaji dhaifu wa acidity) -Lanthanum.Mchanganyiko, praseodymium.Neodymium, na Promethium;
Mchanganyiko wa kati wa kati (p204 uchimbaji wa chini wa asidi)-Samarium.Europium.Gadolinium.terbium.Dysprosium;
NzitoDunia isiyo ya kawaidamambo(uchimbaji wa asidi katika p204) -Holmium.
Utangulizi wa mchakato wa uchimbaji
Katika mchakato wa kutenganishaVipengee vya Dunia visivyo,Kwa sababu ya mali inayofanana ya mwili na kemikali ya vitu 17, na vile vile wingi wa uchafu unaofuatana katikavitu vya kawaida vya dunia, mchakato wa uchimbaji ni ngumu na hutumika kawaida.
Kuna aina tatu za michakato ya uchimbaji: njia ya hatua kwa hatua, kubadilishana ion, na uchimbaji wa kutengenezea.
Njia ya hatua kwa hatua
Njia ya kujitenga na utakaso kwa kutumia tofauti katika umumunyifu wa misombo katika vimumunyisho inaitwa njia ya hatua kwa hatua. Kutokayttrium(Y) kwaLutetium(LU), kujitenga moja kati ya yote yanayotokeavitu vya kawaida vya dunia, pamoja na radium iliyogunduliwa na wanandoa wa Curie,
Wote wametengwa kwa kutumia njia hii. Utaratibu wa kufanya kazi wa njia hii ni ngumu sana, na mgawanyo mmoja wa vitu vyote vya nadra vya dunia vilichukua zaidi ya miaka 100, na kujitenga moja na operesheni inayorudiwa kufikia mara 20000. Kwa wafanyikazi wa kemikali, kazi yao
Nguvu ni kubwa na mchakato ni ngumu sana. Kwa hivyo, kutumia njia hii haiwezi kutoa ardhi moja adimu kwa idadi kubwa.
Kubadilishana kwa Ion
Kazi ya utafiti juu ya vitu adimu vya dunia vimezuiliwa na kutokuwa na uwezo wa kutoa mojaVipengee vya Dunia vya Rarekwa idadi kubwa kupitia njia za hatua kwa hatua. Ili kuchambuavitu vya kawaida vya duniaIliyomo katika bidhaa za fission ya nyuklia na uondoe vitu vya nadra vya ardhi kutoka urani na thorium, ion chromatografia ya kubadilishana (ion chromatografia) ilisomwa kwa mafanikio, ambayo wakati huo ilitumika kwa kujitenga kwaVipengee vya Dunia vya Rares. Faida ya njia ya kubadilishana ya ion ni kwamba vitu vingi vinaweza kutengwa katika operesheni moja. Na pia inaweza kupata bidhaa za hali ya juu. Walakini, ubaya ni kwamba haiwezi kusindika kila wakati, na mzunguko mrefu wa kufanya kazi na gharama kubwa za kuzaliwa upya na kubadilishana. Kwa hivyo, hii mara tu njia kuu ya kutenganisha idadi kubwa ya ardhi adimu imestaafu kutoka kwa njia kuu ya kujitenga na kubadilishwa na njia ya uchimbaji wa kutengenezea. Walakini, kwa sababu ya sifa bora za chromatografia ya kubadilishana ya ion katika kupata bidhaa za hali ya juu ya hali ya juu, kwa sasa, ili kutoa bidhaa moja za usafi wa hali ya juu na kutenganisha vitu vizito vya ardhini, ni muhimu pia kutumia chromatografia ya Ion kutenganisha na kutoa bidhaa adimu ya Dunia.
Uchimbaji wa kutengenezea
Njia ya kutumia vimumunyisho vya kikaboni kutoa na kutenganisha dutu iliyotolewa kutoka kwa suluhisho la maji isiyoweza kufikiwa huitwa uchimbaji wa kioevu cha kioevu cha kikaboni, kilichofupishwa kama uchimbaji wa kutengenezea. Ni mchakato wa uhamishaji wa wingi ambao huhamisha vitu kutoka sehemu moja ya kioevu kwenda nyingine. Njia ya uchimbaji wa kutengenezea imetumika mapema katika petroli, kemia ya kikaboni, kemia ya dawa, na kemia ya uchambuzi. Walakini, katika miaka arobaini iliyopita, kwa sababu ya maendeleo ya sayansi ya nishati ya atomiki na teknolojia, na vile vile hitaji la utengenezaji wa vitu vya hali ya juu na vitu adimu, uchimbaji wa kutengenezea umefanya maendeleo makubwa katika viwanda kama tasnia ya mafuta ya nyuklia na madini ya nadra. Uchina imepata kiwango cha juu cha utafiti katika nadharia ya uchimbaji, muundo na utumiaji wa viboreshaji vipya, na mchakato wa uchimbaji wa utenganisho wa sehemu ya Dunia. Ikilinganishwa na njia za kujitenga kama vile mvua ya kiwango cha juu, fuwele za kiwango cha juu, na ubadilishanaji wa ion, uchimbaji wa kutengenezea una safu ya faida kama athari nzuri ya kujitenga, uwezo mkubwa wa uzalishaji, urahisi wa uzalishaji wa haraka na unaoendelea, na rahisi kufikia udhibiti wa moja kwa moja. Kwa hivyo, polepole imekuwa njia kuu ya kutenganisha idadi kubwa yaDunia isiyo ya kawaidas.
Utakaso wa Dunia
Uzalishaji wa malighafi
Metali za Dunia za Rarekwa ujumla hugawanywa katika metali za nadra za ardhi na moja na mojaMetali za Dunia za Rare. Muundo wa mchanganyikoMetali za Dunia za Rareni sawa na muundo wa kawaida wa ardhi kwenye ore, na chuma kimoja ni chuma kilichotengwa na kilichosafishwa kutoka kwa kila ardhi adimu. Ni ngumu kupunguzaRare Oksidi ya DuniaS (isipokuwa kwa oksidi zaSamarium.Europium,, Thulium.ytterbium) ndani ya chuma kimoja kwa kutumia njia za jumla za madini, kwa sababu ya joto la juu la malezi na utulivu mkubwa. Kwa hivyo, malighafi zinazotumiwa kawaida kwa utengenezaji waMetali za Dunia za RareSiku hizi ni kloridi zao na fluorides.
Umeme wa chumvi ya kuyeyuka
Uzalishaji wa wingi wa mchanganyikoMetali za Dunia za RareKatika tasnia kwa ujumla hutumia njia ya umeme ya chumvi iliyoyeyuka. Kuna njia mbili za elektroni: kloridi electrolysis na electrolysis ya oksidi. Njia ya maandalizi ya mojaMetali za Dunia za Rareinatofautiana kulingana na kitu.Samarium.Europium,,Thulium.ytterbiumhaifai kwa maandalizi ya elektroni kwa sababu ya shinikizo lao la juu, na badala yake wameandaliwa kwa kutumia njia ya kupunguzwa kwa kupunguzwa. Vitu vingine vinaweza kutayarishwa na njia ya umeme au njia ya kupunguza mafuta.
Electrolysis ya kloridi ndio njia ya kawaida ya kutengeneza metali, haswa kwa metali za nadra za ardhi. Mchakato huo ni rahisi, wa gharama nafuu, na inahitaji uwekezaji mdogo. Walakini, shida kubwa ni kutolewa kwa gesi ya klorini, ambayo inachafua mazingira. Electrolysis ya oxide haitoi gesi zenye madhara, lakini gharama ni kubwa zaidi. Kwa ujumla, bei ya juu mojadunia adimukamaNeodymiumnapraseodymiumhutolewa kwa kutumia elektroni ya oksidi.
Njia ya kupunguza utupu inaweza tu kuandaa daraja la jumla la viwandaMetali za Dunia za Rare. KuandaaMetali za Dunia za RareNa uchafu mdogo na usafi wa hali ya juu, njia ya kupunguza mafuta ya utupu kwa ujumla hutumiwa. Njia hii inaweza kutoa metali zote za nadra za ardhini, lakiniSamarium.Europium,,Thulium.ytterbiumhaiwezi kuzalishwa kwa kutumia njia hii. Uwezo wa redox waSamarium.Europium,,Thulium.ytterbiumna kalsiamu hupunguza tuDunia isiyo ya kawaidaFluoride. Kwa ujumla, utayarishaji wa metali hizi ni msingi wa kanuni za shinikizo kubwa la mvuke wa metali hizi na shinikizo la chini la mvuke laMetali ya Lanthanums. Oksidi za hizi nnedunia adimuzimechanganywa na vipande vyaMetali ya LanthanumS na kushinikiza kuwa vizuizi, na kupunguzwa katika tanuru ya utupu.Lanthanumni kazi zaidi, wakatiSamarium.Europium,,Thulium.ytterbiumhupunguzwa kuwa dhahabu naLanthanumna kukusanywa juu ya fidia, na kuifanya iwe rahisi kutengana na slag.
Wakati wa chapisho: Novemba-07-2023