网站导航

新闻资讯

当前位置:主页 > 新闻资讯 >
稀土术语(七):稀土生产工艺
时间:2023-10-06 00:34 点击次数:130

  选矿是利用组成矿石的各种矿物之间的物理化学性质的差异,采用不同的选矿方法,借助不同的选矿工艺,不同的选矿设备,把矿石中的有用矿物富集起来,除去有害杂质,并使之与脉石矿物分离的机械加工过程。稀土矿的选矿一般采用浮选法,并常辅以重选、磁选组成多种组合的选矿工艺流程。

  把可开采的离子吸附型稀土矿土采、运至特设的浸矿工艺池,用溶浸液浸泡池内矿土,抽取含矿母液反应生成稀土化合物的采矿方法。

  把可开采的离子吸附型稀土矿土采、运至特设堆矿场,用溶浸液淋浸堆场内矿土,抽取含矿母液反应生成稀土化合物的采矿方法。

  用溶浸液从天然埋藏条件下的非均质矿体中有选择地浸出离子吸附型稀土有用元素并抽取反应生成稀土化合物的采矿方法。

  湿法冶金就是金属矿物原料在酸性介质或碱性介质的水溶液进行化学处理或有机溶剂萃取、分离杂质、提取金属及其化合物的过程。

  在一定条件下,物质与含氟的化合物进行化学反应的过程。一般又可分干法氟化和湿法氟化二种。其生产的化合物称氟化物。在稀土工业中,物质指的是稀土金属或化合物,生产的化合物就是氟化稀土。

  利用某些稀土元素易氧化成高价状态的特性,而与其他正常价态的稀土元素在性质上的差异来达到分离提纯的一种方法。一般常用的有空气氧化法、双氧水氧化法、氯气氧化法、电解氧化法等。

  利用某些稀土元素容易还原成低价状态的特性,而与其他正常价态的稀土元素在性质上的差异来达到分离提纯的一种方法。

  分步结晶法是分离稀土元素的经典方法之一,借助于溶液或添加某种试剂后的溶液的浓度或温度的改变,根据被分离的元素盐类的溶解度的差别,使被分离的元素呈结晶状态分阶段析出的方法。

  通过添加一种化学试剂形成一种新的溶解度较小的化合物,使被分离元素的离子浓度乘积超过该盐的溶解度积而从溶液中沉淀出来的方法。

  分级沉淀法是分离稀土的经典方法之一,根据被分离各元素与某化学试剂组成的化合物的溶度积差异,从而使被分离的各元素从溶液中分阶段沉淀出来的方法。

  一种兼有溶剂萃取法特点和离子交换法特点的分离方法。即将萃取剂通过聚合反应接到树脂上充当树脂的交换基团,被分离的物质流过树脂时,形成各自的分离带,然后用淋洗剂洗脱被分离物质。

  当溶液和离子交换剂以及淋洗剂接触时,由于各种离子的络合能力不同,其中某些离子即被吸附着而从溶液中分出,某些离子率先又被淋洗下来而达到离子间相互分开的方法,是制备高纯稀土化合物的重要手段。根据工艺的不同分淋洗色层、前沿色层、置换色层以及高温离子交换、加压离子交换等。

  基于各种不同的离子在有机相和水相中的分配系数的不同而使各种离子分开的过程。稀土元素的萃取分离普遍采用P507、P204或环烷酸等酸性有机萃取剂,通常萃取一个稀土离子会置换3个氢离子,萃取反应方程式见(1):3(HA)2 + RE3+ == RE (HA2)3 + 3H+(1)稀土的萃取能力与水相平衡酸度的3次方成反比,随着萃取反应的进行,水相平衡酸度升高,导致有机相中的稀土浓度无法提高,因而萃取分离能力很低。

  采用氨水或氢氧化钠等无机碱与酸性有机萃取剂预先进行反应,形成铵皂或钠皂(见反应(2)),再将铵皂或钠皂与稀土交换,获得高稀土含量有机相(反应(3))的过程。

  有机相不经过皂化,直接萃取稀土过程中通过钙镁等弱碱性化合物调节水相平衡酸度,或通过调节水相稀土浓度梯度,保证水相平衡酸度不升高,使萃取反应(1)稳定向右进行,获得高稀土含量的有机相,实现非皂化萃取分离。

  一种物质在互不相溶的二液相间有不同的(分配)溶解度,利用这种差异来分离、纯化此种物质的方法。互不相溶的二液相,一相称为有机相,另一相称为水相。有机相一般由萃取剂和溶剂组成,在稀土工业中,常用的萃取剂有中性磷类萃取剂(TBP,P350),酸性磷类萃取剂(P204,P507),羧酸(环烷酸),胺类萃取剂(N263.N235)。溶剂有煤油、醇类等。水相一般为盐酸、硝酸或硫酸介质。

  萃取达平衡时,被萃物质在有机相中的总浓度与其在水相中的总浓度之比称为分配比或分配系数,一般用“D”表示。

  两个待分离元素在相同萃取条件下的分配比的比值称为分离系数,一般用“ß”表示。

  串级萃取时,有机相中某组分的质量流量与水相中该组分的质量流量之比称为该组分的萃取比。即有机相中被萃物的重量与平衡水相中该被萃物的重量之比,它等于分配比与流比的乘积,一般用“E”表示。

  萃入有机相中的某组分重量与料液中该组分总重量之比的百分数,一般用“q”表示。

  萃取过程一般包括皂化、萃取、洗涤、反萃四个工序。以稀土P507萃取体系为例:

  机相与碱液反应,生成皂化有机相并排出皂化水,降低萃取平衡水相的酸度,提高P507的萃取能力。

  含有稀土的原始料液(水相)与含有机溶剂(P507)的有机相在萃取设备中混合,经充分混合搅拌后,稀土由水相选择性地萃入有机相,然后静置分层,获得易萃组分和共萃杂质的负载有机相和难萃组份的萃余液。

  利用槽体中的水相来洗涤负载有机中的难萃组份和少量非稀土杂质并使之回到水相中,以提高易萃组分的纯度,洗液返回萃取工序以回收其中所含的难萃组份。

  利用适当的反萃剂(盐酸、硫酸或硝酸)使负载有机相中的易萃组分转入水相中,获得易萃组分含量较高的反萃液。

  有机相循环再利用:反萃后的空白有机相可直接返回皂化工序循环利用。溶剂萃取工艺中,萃取和反萃取是不可少的两个基本工序,有的萃取工艺中可省去皂化工序,采用负载有机相过渡。

  由于表面活性剂或微细的固体粒子的作用,使本来不能混合到一起的两种液体能够混到一起的现象称为乳化现象。在稀土萃取工艺中,料液中的杂质、过饱和萃合物等容易使萃取剂发生乳化现象,生成三相乳化物。

  模糊分离又可称为萃取预分离法,即在分离过程中,将原料中的一个元素或几个元素(一个组份)的部分分离出去,实现用少数几级萃取,对多组分原料中的元素预先粗分离后,再流入分馏萃取工艺进行相邻元素间的细分离。

  同时使用两种或两种以上的萃取剂使萃取效率比单独使用大为提高的现象称为协同效应,这种萃取体系称为协同萃取体系。

  在稀土萃取分离工艺中,将分离槽出口水相作为皂料制作负载有机相的皂化技术,简称稀土皂技术,该项技术又称为稀土皂化萃取连续浓缩技术。

  在萃取工艺中,酸性萃取剂在萃取离子后会使水相的酸度逐渐增大,而其萃取机理是离子交换机理,为了提高萃取率,维持恒定混合萃取比体系,需要用碱将酸性萃取剂变成盐,这一过程就是皂化。在稀土萃取工艺中,常用的皂化技术有氨皂、钠皂、钙皂。

  火法冶金是指在高温下应用冶金炉把有价金属与脉石分离开的各种作业。火法冶金是提取纯金属最古老、最常用的方法。火法冶炼所采用的步骤有焙烧、熔炼、吹炼、火法精炼、电解精炼以及化学精炼。电解精炼可以使用火法冶金提炼出来的金属达到较高的纯度。

  用化学活性较强的金属,将被还原的金属从其化合物中置换出来,以制备金属或合金的方法。常用还原剂有钠、钙、镁、铝、硅等。

  在真空炉内利用金属元素蒸气压之间的显著差别,以蒸气压较低的金属(如金属镧)作还原剂,还原高蒸气压的金属(如金属钐)的氧化物。金属产物一经反应生成,随即升华成气相,在冷凝区凝聚收集的一种工艺方法。

  利用某些低熔点、高蒸气压的金属(如镁、锌等),在较低的温度下,还原高熔点的稀土制得低熔点的中间合金,再将该中间合金进行真空蒸馏,得到纯的稀土金属的一种工艺方法。

  通过熔融态盐类的电化学过程制备某种金属或合金的方法。通常用于制取不能由水溶液电解法制备的金属,如镧、铈、镨、钕等。

  制备钐钴系和钕铁硼系合金的一种工艺,采用金属钙做还原剂,还原稀土氧化物(主要是钐、钕、镨的氧化物)使之变成纯稀土金属。再通过稀土金属与添加的钴、铁等过渡族金属的热扩散来制备稀土合金的方法。

  利用稀土金属与其所含杂质元素的蒸气压间的显著差别在真空中进行加热将二者分离的提纯方法。

  将合金化元素以氧化物形态和稀土氧化物同时用金属钙还原制备稀土永磁合金的一种方法。

  将含有待精炼的稀土金属的卤化物和碱金属卤化物或者再添加碱土金属卤化物组成的混合熔盐作电解质,将待精炼的稀土金属做可溶性阳极,用经过提纯的同元素的高纯稀土金属做阴极,在惰性气体保护下电解,去除杂质元素,精炼纯稀土金属的方法。

  利用燃料或电能将原料(矿石或精矿等)和熔剂加热使发生物理化学变化,并在一定温度下熔融,从而获得纯金属或合金的方法。

  电传输法又称固体电解法,原理是在电场作用下使金属中杂质离子按顺序移动,移向金属两端,使金属得到提纯。方法是把正、负极固定在金属棒的两端,在真空和惰性气氛中,以直流电加热到金属熔点以下的100~200℃时,进行长时间的电解(电解时间几天–几星期),使杂质向两极移动,金属的中间部分纯度较高,切去两端,即得高纯金属。

  根据各种元素在熔融的金属与渣之间的分配系数的差异,将杂质元素与有价元素分离的一种提纯金属的方法。

  将金属或非金属粉末,混合后压制成型,并在低于金属熔点的温度下进行烧结,利用粉末间原子扩散使其结合的一种冶金方法。一般用于高熔点金属、不互熔的金属、金属与非金属制品的制备。在稀土工业中,多用于制备稀土永磁材料。

  将熔融态合金浇注到快速旋转的铜辊冷却到室温,形成组织更加均匀的片状合金的工艺。

  高温固相合成是指在高温(1000℃~1800℃)下,固体界面间经过接触、反应、成核、晶体生长而生成复合氧化物、含氧酸盐、二元或多元陶瓷化合物等。

  指在密闭的体系中,以水为介质,加热至一定的温度时,在水自身产生的压强下,体系中的物质进行化学反应,产生新的物相或新的物质。

  共沉淀法是指在溶液中含有两种或多种阳离子,它们以均相存在于溶液中,加入沉淀剂,经沉淀反应后,可得到各种成分的均一的沉淀,它是制备含有两种或两种以上金属元素的复合氧化物超细粉体的重要方法。

  喷雾热解法制备发光材料微米和亚微米级的粉体,是将与产物组成相应的原料化合物配置成溶液或胶体溶液,在超声振荡作用下雾化成气溶胶状的雾滴,用惰性气体或还原性气体(如N2或N2-H2)将气溶胶状雾滴载带到高温热解炉中,在几秒短暂的时间内,雾滴发生溶剂蒸发、溶质沉淀、干燥和热解反应,首先生成输送的微粒,并立即烧结成致密的微米级粉体的过程。

  用硅或硅铁作还原剂,在电弧炉中还原熔炼稀土氧化物、稀土富渣或稀土精矿渣生产稀土硅铁合金或其他稀土中间合金的方法,简称硅热法。

  为了有效地把化学活性强的稀土加入到钢液中所采用的种种加入方法,如吊挂法、喂丝(线)法、喷吹法等。

  使用吊挂装置将混合稀土金属棒悬挂在下注钢锭模内,借上升的钢液逐渐将其熔化到钢液中。

  将稀土硅铁合金、硅钙合金及稀土硅镁等合金,按一定顺序置于铁水包底的一侧,利用稀土硅镁合金中的镁汽化所产生的“爆发”力对铁水进行搅拌以加速铁水对稀土的吸收。

  在处理铁水时,将稀土硅铁合金等添加剂加入到出铁槽中,利用铁水流将添加剂冲入包中并产生搅拌作用。

  在出铁槽与铁水包之间增设一个中间槽(或中问包),使加入合金的铁水从出铁槽先进入中间槽(或中间包),在其中充分混合后再流入铁水包中。

  在稀土处理钢中,稀土多以氧化物、硫化物、硫氧化物的形式,单独或与其他非金属化台物复合存在于钢中。

  晶体取向的铽镝铁大磁致伸缩材料采用的是定向凝固工艺,熔炼铸棒后的合金在惰性气体或真空中定向凝固达到晶体取向。为了提高材料的性能,通常需要进行退火热处理。

如果您有任何问题,请跟我们联系!

联系我们

Copyright © 2028 门徒娱乐注册 TXT地图 HTML地图 XML地图