Nodir yer sanoati texnologiyasiga kirish
·Noyob yer is metall element emas, balki 15 ta noyob yer elementlari uchun umumiy atama vaitriyvaskandium.Shu sababli, 17 ta noyob tuproq elementi va ularning turli xil birikmalari 46% soflikdagi xloridlardan yagona noyob tuproq oksidlarigacha va turli xil maqsadlarda qo'llaniladi.noyob tuproq metallari99,9999% tozaligi bilan.Tegishli birikmalar va aralashmalar qo'shilishi bilan son-sanoqsiz noyob tuproq mahsulotlari mavjud.Shunday qilib,noyob tuproqtexnologiya ham ushbu 17 elementning farqiga asoslangan holda xilma-xildir.Biroq, noyob tuproq elementlarini seriyga bo'lish mumkinligi sababli vaitriymineral xususiyatlariga asoslangan guruhlar, noyob tuproqli minerallarni qazib olish, eritish va ajratish jarayonlari ham nisbatan birlashtirilgan.Dastlabki ruda qazib olishdan boshlab, noyob erlarni ajratish usullari, eritish jarayonlari, qazib olish usullari va tozalash jarayonlari birma-bir kiritiladi.
Noyob erlarni foydali qazilmalarni qayta ishlash
· Minerallarni qayta ishlash - bu rudani tashkil etuvchi turli minerallar orasidagi fizikaviy va kimyoviy xossalardagi farqlardan foydalanadigan, rudadagi foydali minerallarni boyitish, zararli aralashmalarni olib tashlash va ularni ajratish uchun turli boyitish usullari, jarayonlari va uskunalaridan foydalanadigan mexanik ishlov berish jarayoni. gang minerallaridan.
· Innoyob tuproqbutun dunyo bo'ylab qazib olingan rudalar, tarkibinoyob tuproq oksidlariatigi bir necha foizni, ba'zilari esa undan ham pastroq.Eritmaning ishlab chiqarish talablarini qondirish uchun,noyob tuproqminerallar eritishdan oldin boyitish yo'li bilan gang minerallari va boshqa foydali minerallardan ajralib chiqadi, buning natijasida noyob tuproq oksidlari tarkibini ko'paytirish va noyob tuproq metallurgiyasi talablariga javob beradigan noyob tuproq konsentratlarini olish.Noyob tuproq rudalarini boyitish odatda flotatsiya usulini qo'llaydi, ko'pincha boyitish jarayoni oqimini shakllantirish uchun tortishish va magnit ajratishning bir nechta kombinatsiyasi bilan to'ldiriladi.
Thenoyob tuproqIchki Mo'g'ulistondagi Bayyunebo konidagi koni asosan temir rudasi tarkibidagi noyob tuproq minerallaridan tashkil topgan temir dolomitning karbonatli jinsli konidir (ftoruglerodli seriy rudasi va monazitdan tashqari, bir qanchaniobiyvanoyob tuproqminerallar).
Qazib olingan ruda tarkibida 30% ga yaqin temir va 5% ga yaqin nodir tuproq oksidlari mavjud.Konda yirik ruda maydalangandan soʻng, u poezdda Baotou Iron and Steel Group kompaniyasining boyitish zavodiga yetkaziladi.Boyitish zavodining vazifasi ko'paytirishdirFe2O333% dan 55% gacha, avval konussimon sharli tegirmonda silliqlash va toifalash, so'ngra 62-65% Fe2O3 dan iborat asosiy temir konsentratini tanlash (temir oksidi) silindrsimon magnit separator yordamida.45% dan ortiq ikkilamchi temir konsentratini olish uchun qoldiqlar flotatsiya va magnit ajratishdan o'tishda davom etmoqda.Fe2O3(temir oksidi).Noyob tuproq flotatsion ko'pik bilan boyitilgan bo'lib, uning darajasi 10-15% ni tashkil qiladi.Konsentrat 30% REO tarkibiga ega bo'lgan qo'pol konsentratni ishlab chiqarish uchun chayqaladigan stol yordamida tanlanishi mumkin.Boyitish uskunasi tomonidan qayta ishlanganidan so'ng, REO miqdori 60% dan ortiq bo'lgan noyob tuproq konsentratini olish mumkin.
Noyob tuproq kontsentratining parchalanish usuli
·Noyob yerkontsentratlar tarkibidagi elementlar odatda erimaydigan karbonatlar, ftoridlar, fosfatlar, oksidlar yoki silikatlar shaklida mavjud.Noyob tuproq elementlari turli xil kimyoviy o'zgarishlar orqali suvda yoki noorganik kislotalarda eriydigan birikmalarga aylantirilishi kerak, so'ngra turli xil aralashmalar hosil qilish uchun eritish, ajratish, tozalash, kontsentratsiya yoki kaltsiylash kabi jarayonlardan o'tishi kerak.noyob tuproqyagona noyob tuproq elementlarini ajratish uchun mahsulot yoki xom ashyo sifatida ishlatilishi mumkin bo'lgan aralash noyob tuproq xloridlari kabi birikmalar.Bu jarayon deyiladinoyob tuproqkonsentratning parchalanishi, shuningdek, oldindan davolash sifatida ham tanilgan.
· Parchalanishning ko'plab usullari mavjudnoyob tuproqkontsentratlar, ularni odatda uchta toifaga bo'lish mumkin: kislota usuli, gidroksidi usul va xlorli parchalanish.Kislota parchalanishini yana xlorid kislota parchalanishi, sulfat kislota parchalanishi va gidroflorik kislota parchalanishiga bo'lish mumkin.Ishqoriy parchalanishni natriy gidroksidi parchalanishi, natriy gidroksidni eritish yoki soda qovurish usullariga bo'lish mumkin.Tegishli jarayon oqimi odatda kontsentrat turi, nav xususiyatlari, mahsulot rejasi, noyob tuproq elementlarini qayta tiklash va to'liq foydalanish uchun qulaylik, mehnat gigienasi va atrof-muhitni muhofaza qilish uchun foyda va iqtisodiy oqilonalik tamoyillari asosida tanlanadi.
·200 ga yaqin nodir va dispers elementli foydali qazilmalar topilgan bo‘lsa-da, ular noyobligi tufayli sanoatda qazib olinadigan mustaqil konlarga boyitilmagan.Hozirgacha faqat noyob mustaqilgermaniy, selen, vatellurkonlar ochilgan, ammo konlarning ko‘lami unchalik katta emas.
Nodir yerlarni eritish
· Buning uchun ikkita usul mavjudnoyob tuproqeritish, gidrometallurgiya va pirometallurgiya.
· Nodir tuproq gidrometallurgiya va metall kimyoviy metallurgiyasining butun jarayoni asosan eritma va erituvchida bo'ladi, masalan, noyob tuproq kontsentratining parchalanishi, ajratish va qazib olish.noyob tuproq oksidlari, birikmalar va yagona noyob tuproq metallari, ular cho'ktirish, kristallanish, oksidlanish-qaytarilish, erituvchi ekstraktsiyasi va ion almashinuvi kabi kimyoviy ajratish jarayonlaridan foydalanadi.Eng ko'p qo'llaniladigan usul - organik erituvchi ekstraktsiyasi, bu yuqori toza yagona noyob tuproq elementlarini sanoat ajratish uchun universal jarayondir.Gidrometallurgiya jarayoni murakkab va mahsulotning tozaligi yuqori.Ushbu usul tayyor mahsulot ishlab chiqarishda keng qo'llaniladi.
Pirometallurgiya jarayoni oddiy va yuqori mahsuldorlikka ega.Noyob yerpirometallurgiya asosan ishlab chiqarishni o'z ichiga oladinoyob tuproq qotishmalarisilikotermik qaytarilish usuli bilan, eritilgan tuz elektroliz usuli bilan noyob tuproq metallari yoki qotishmalarini ishlab chiqarish vanoyob tuproq qotishmalarimetall termal pasaytirish usuli bilan va boshqalar.
Pirometallurgiyaning umumiy xususiyati yuqori harorat sharoitida ishlab chiqarishdir.
Noyob tuproq ishlab chiqarish jarayoni
·Noyob yerkarbonat vanoyob tuproq xlorididagi ikkita asosiy asosiy mahsulotdirnoyob tuproqsanoat.Umuman olganda, hozirgi vaqtda ushbu ikkita mahsulotni ishlab chiqarishning ikkita asosiy jarayoni mavjud.Bitta jarayon konsentrlangan sulfat kislotani qovurish jarayoni, ikkinchisi esa gidroksidi soda jarayoni deb ataladi.
·Turli nodir yer minerallarida mavjudligidan tashqari, muhim qisminoyob yer elementlaritabiatda apatit va fosfat tog' jinslari minerallari bilan birga yashaydi.Jahon fosfat rudasining umumiy zaxiralari o'rtacha 100 milliard tonnani tashkil qiladinoyob tuproqtarkibi 0,5 ‰.ning umumiy miqdori taxmin qilinmoqdanoyob tuproqdunyoda fosfat rudalari bilan bog'liq bo'lgan 50 mln.Past xususiyatlariga javobannoyob tuproqkonlarda mazmuni va alohida hodisa holati, turli xil qayta tiklash jarayonlari ham ichki, ham xalqaro miqyosda o'rganilgan, ularni nam va termal usullarga bo'lish mumkin.Nam usullarda ularni turli parchalanish kislotalariga ko'ra nitrat kislota usuli, xlorid kislota usuli va sulfat kislota usuliga bo'lish mumkin.Fosforli kimyoviy jarayonlardan nodir yerlarni qayta tiklashning turli usullari mavjud bo'lib, ularning barchasi fosfat rudasini qayta ishlash usullari bilan chambarchas bog'liq.Issiqlik ishlab chiqarish jarayonida,noyob tuproqtiklanish darajasi 60% ga yetishi mumkin.
Fosfat jinsi resurslaridan uzluksiz foydalanish va past sifatli fosfat jinsini rivojlantirishga o'tish bilan sulfat kislota nam jarayoni fosfor kislotasi jarayoni fosfat kimyo sanoatida asosiy usul bo'lib qoldi.noyob yer elementlarisulfat kislota nam jarayonda fosfor kislotasi tadqiqot nuqtasiga aylandi.Sulfat kislota nam jarayon fosfor kislotasini ishlab chiqarish jarayonida, fosfor kislotasida noyob tuproqlarni boyitishni nazorat qilish jarayoni va keyinchalik noyob tuproqlarni olish uchun organik erituvchi ekstraktsiyasidan foydalanish erta ishlab chiqilgan usullardan ko'ra ko'proq afzalliklarga ega.
Noyob tuproq qazib olish jarayoni
Sulfat kislotaning eruvchanligi
Seriyguruh (sulfat kompleks tuzlarida erimaydi) -lantan, seriy, praseodimiy, neodimiy, va prometiy;
Terbiyumguruh (sulfat kompleks tuzlarida ozgina eriydi) -samariy, evropiy, gadoliniy, terbiyum, disprosium, vaholmiy;
Ekstraktsiyani ajratish
Nurnoyob tuproq(P204 zaif kislotali ekstraktsiya) -lantan,seriy, praseodimiy,neodimiy, va prometiy;
O'rta noyob tuproq (P204 past kislotali ekstraktsiya) -samariy,evropiy,gadoliniy,terbiyum,disprosium;
Og'irnoyob tuproqelementlar(P204 da kislotalilik ekstrakti) -holmiy,
Ekstraksiya jarayoniga kirish
Ajratish jarayonidanoyob yer elementlari,17 ta elementning fizik-kimyoviy xossalari juda oʻxshashligi, shuningdek, tarkibidagi aralashmalarning koʻpligi tufaylinoyob yer elementlari, ekstraktsiya jarayoni nisbatan murakkab va tez-tez ishlatiladi.
Ekstraksiya jarayonlarining uch turi mavjud: bosqichma-bosqich usul, ion almashinuvi va erituvchi ekstraktsiyasi.
Bosqichma-bosqich usul
Erituvchilarda birikmalarning eruvchanligidagi farqdan foydalangan holda ajratish va tozalash usuli bosqichma-bosqich usul deb ataladi.Kimdanitriy(Y) galutetiy(Lu), tabiatda paydo bo'ladigan barcha narsalar orasidagi yagona ajralishnoyob yer elementlariKyuri juftligi tomonidan kashf etilgan radiy, shu jumladan,
Bu usul yordamida ularning barchasi ajratiladi.Ushbu usulning ishlash tartibi nisbatan murakkab bo'lib, barcha noyob tuproq elementlarini bir marta ajratish 100 yildan ortiq davom etdi, bitta ajratish va takroriy operatsiya 20000 martaga etdi.Kimyoviy ishchilar uchun, ularning ishi
Quvvat nisbatan yuqori va jarayon nisbatan murakkab.Shuning uchun bu usul yordamida bitta noyob tuproqni katta miqdorda ishlab chiqarish mumkin emas.
Ion almashinuvi
Noyob er elementlari bo'yicha tadqiqot ishlariga bitta elementni ishlab chiqarish imkoni yo'qligi to'sqinlik qildinoyob yer elementibosqichma-bosqich usullar orqali katta miqdorda.Tahlil qilish uchunnoyob yer elementlariUran va toriydan noyob yer elementlarini olib tashlash, yadroviy bo'linish mahsulotlarida mavjud bo'lgan ion almashinish xromatografiyasi (ion almashinish xromatografiyasi) muvaffaqiyatli o'rganildi, keyinchalik u ajratish uchun ishlatilgan.noyob yer elementis.Ion almashinuvi usulining afzalligi shundaki, bir operatsiyada bir nechta elementlarni ajratish mumkin.Va u yuqori toza mahsulotlarni ham olishi mumkin.Biroq, ahvolga tushib qolgani shundaki, uni doimiy ravishda qayta ishlash mumkin emas, uzoq ish aylanishi va qatronlarni qayta tiklash va almashtirish uchun yuqori xarajatlar.Shu sababli, bu bir vaqtlar katta miqdordagi noyob erlarni ajratishning asosiy usuli bo'lgan asosiy ajratish usulidan voz kechildi va erituvchi ekstraktsiya usuli bilan almashtirildi.Shu bilan birga, yuqori toza yagona noyob tuproq mahsulotlarini olishda ion almashinish xromatografiyasining ajoyib xususiyatlaridan kelib chiqqan holda, hozirgi vaqtda ultra yuqori tozalikdagi yagona mahsulotlarni ishlab chiqarish va ba'zi og'ir nodir tuproq elementlarini ajratish uchun ion almashinuvi xromatografiyasidan ham foydalanish kerak. noyob tuproq mahsulotini ajratib olish va ishlab chiqarish.
Erituvchi ekstraktsiya
Ekstraksiya qilingan moddani aralashmaydigan suvli eritmadan ajratib olish va ajratish uchun organik erituvchilardan foydalanish usuli organik erituvchi suyuqlik-suyuqlik ekstraktsiyasi deb ataladi, qisqacha erituvchi ekstraktsiya deb ataladi.Bu moddalarni bir suyuq fazadan ikkinchisiga o'tkazadigan massa uzatish jarayoni.Erituvchi ekstraksiya usuli ilgari neft-kimyo, organik kimyo, farmatsevtika kimyosi va analitik kimyoda qo'llanilgan.Biroq, so'nggi qirq yil ichida atom energetikasi fan va texnologiyasining rivojlanishi, shuningdek, o'ta toza moddalar va nodir elementlarni ishlab chiqarish zarurati tufayli erituvchi ekstraktsiyasi yadro yoqilg'isi sanoati va noyob metallurgiya kabi sohalarda katta yutuqlarga erishdi. .Xitoy ekstraktsiya nazariyasi, yangi ekstraktorlarni sintez qilish va qo'llash, noyob tuproq elementlarini ajratish uchun ekstraktsiya jarayoni bo'yicha yuqori darajadagi tadqiqotlarga erishdi.Qatlamli yog'ingarchilik, darajali kristallanish va ion almashinuvi kabi ajratish usullari bilan solishtirganda, hal qiluvchi ekstraktsiyasi yaxshi ajratish effekti, katta ishlab chiqarish quvvati, tez va uzluksiz ishlab chiqarish uchun qulaylik va avtomatik boshqaruvga erishish oson kabi bir qator afzalliklarga ega.Shu sababli, u asta-sekin katta miqdorda ajratishning asosiy usuliga aylandinoyob tuproqs.
Noyob tuproqni tozalash
Ishlab chiqarish xomashyosi
Noyob tuproq metallariodatda aralash nodir tuproq metallari va yagona bo'linadinoyob tuproq metallari.Aralash tarkibinoyob tuproq metallarirudadagi asl noyob tuproq tarkibiga o'xshaydi va bitta metall har bir noyob tuproqdan ajratilgan va tozalangan metalldir.Buni kamaytirish qiyinnoyob tuproq oksidis (oksidlaridan tashqarisamariy,evropiy,, tuliy,iterbiy) yuqori hosil bo'lish issiqligi va yuqori barqarorligi tufayli umumiy metallurgiya usullari yordamida yagona metallga aylanadi.Shuning uchun ishlab chiqarish uchun keng tarqalgan xom ashyonoyob tuproq metallariHozirgi kunda ularning xloridlari va ftoridlari.
Eritilgan tuz elektrolizi
Aralashmalarning ommaviy ishlab chiqarilishinoyob tuproq metallarisanoatda odatda eritilgan tuz elektroliz usulidan foydalanadi.Elektrolizning ikkita usuli mavjud: xlorid elektroliz va oksid elektroliz.Yagona tayyorlash usulinoyob tuproq metallarielementiga qarab farqlanadi.samariy,evropiy,,tuliy,iterbiyyuqori bug' bosimi tufayli elektrolitik tayyorlash uchun mos emas va buning o'rniga qaytaruvchi distillash usuli yordamida tayyorlanadi.Boshqa elementlar elektroliz yoki metallni termal pasaytirish usuli bilan tayyorlanishi mumkin.
Xlorid elektroliz metallarni, ayniqsa aralash nodir tuproq metallarini ishlab chiqarishning eng keng tarqalgan usuli hisoblanadi.Jarayon oddiy, tejamkor va minimal investitsiyalarni talab qiladi.Biroq, eng katta kamchilik - atrof-muhitni ifloslantiruvchi xlor gazining chiqishi.Oksid elektrolizi zararli gazlarni chiqarmaydi, lekin narxi biroz yuqoriroq.Umuman olganda, yuqori narxdagi yagonanoyob erlarkabineodimiyvapraseodimiyoksid elektroliz yordamida ishlab chiqariladi.
Vakuumni pasaytirish elektroliz usuli faqat umumiy sanoat darajasini tayyorlashi mumkinnoyob tuproq metallari.Tayyorlashnoyob tuproq metallarikam aralashmalar va yuqori tozalik bilan vakuumli termal pasaytirish usuli odatda qo'llaniladi.Bu usul barcha yagona noyob tuproq metallar ishlab chiqarish mumkin, lekinsamariy,evropiy,,tuliy,iterbiybu usul yordamida ishlab chiqarish mumkin emas.ning oksidlanish-qaytarilish potentsialisamariy,evropiy,,tuliy,iterbiyva kaltsiy faqat qisman kamayadinoyob tuproqftorid.Umuman olganda, bu metallarni tayyorlash ushbu metallarning yuqori bug' bosimi va past bug' bosimi tamoyillariga asoslanadi.lantan metallis.Bu to'rtta oksidinoyob erlarning bo'laklari bilan aralashtiriladilantan metallis va bloklarga siqiladi va vakuumli pechda qaytariladi.Lantanfaolroq, holbukisamariy,evropiy,,tuliy,iterbiytomonidan oltinga tushiriladilantanva kondensatsiyada yig'ilib, shlakdan ajratishni osonlashtiradi.
Yuborilgan vaqt: 2023 yil 07-noyabr