Муқаддима ба технологияи саноати камёфт
·Замини нодир is элементи металлӣ нест, балки истилоҳи дастаҷамъӣ барои 15 элементи нодири замин ваиттриумваскандия.Аз ин рӯ, 17 унсури нодири замин ва пайвастагиҳои гуногуни онҳо аз хлоридҳои тозагии 46% то оксидҳои ягонаи нодири замин ваметаллхои камьёби заминбо тозагии 99,9999%.Бо илова кардани пайвастагиҳо ва омехтаҳои алоқаманд, маҳсулоти бешумори нодири замин вуҷуд доранд.Пас,замини нодиртехнология низ дар асоси тафовути ин 17 элемент гуногун аст.Аммо аз сабаби он ки элементхои нодири заминро ба церий ваиттриумгуруххое, ки аз руи хусусиятхои маъданй асос ёфтаанд, процессхои истихроч, гудохтан ва чудо кардани маъданхои камьёби замин низ нисбатан ягона мебошанд.Аз истихрочи маъданхои ибтидой сар карда, усулхои чудокунй, процессхои гудохтан, усулхои истихроч ва тозакунии маъданхои камьёб як ба як чорй карда мешаванд.
Коркарди маъданхои маъданхои нодир
· Коркарди маъдан як раванди коркарди механикӣ мебошад, ки аз фарқиятҳои хосиятҳои физикӣ ва химиявии байни маъданҳои гуногун, ки маъданро ташкил медиҳанд, истифода мебарад, усулҳои гуногуни ғанисозӣ, равандҳо ва таҷҳизотро барои ғанӣ гардонидани маъданҳои фоиданок дар маъдан, хориҷ кардани ифлосиҳои зараровар ва ҷудо кардани онҳо истифода мебарад. аз маъданхои ганг.
·Дарзамини нодирмаъданхои дар тамоми чахон истихрочшуда, мазмуниоксидхои камьёби заминхамагй чанд фоиз ва баъзеашон аз ин хам камтар аст.Барои конеъ гардондани талаботи истехсолии гудохта,замини нодирканданихои фоиданок аз маъданхои ганг ва дигар маъданхои фоиданок бо рохи бойгардонй пеш аз гудохтан чудо карда мешаванд, то ки мазмуни оксидхои камьёби заминро зиёд кунанд ва концентратхои нодири заминро ба даст оранд, ки ба талаботи металлургияи нодир чавоб дода метавонанд.Дар ғанисозии маъданҳои нодири замин умуман усули флотатсияро қабул мекунад, ки аксар вақт бо омезиши сершумори вазнинӣ ва ҷудошавии магнитӣ барои ташаккул додани ҷараёни раванди бойсозӣ пурра карда мешавад.
Дарзамини нодиркони кони Байюнебо дар Муғулистони Дохилӣ як кони санги карбонатии доломити оҳанӣ буда, асосан аз маъданҳои ҳамроҳи замини нодир дар маъдани оҳан иборат аст (ба ғайр аз маъдани фторкарбон серий ва монацит, инчунин якчандниобийвазамини нодирминералҳо).
Дар маъдани истихроҷшуда тақрибан 30% оҳан ва тақрибан 5% оксидҳои нодири замин мавҷуд аст. Пас аз майда кардани маъдани калон дар кон, он тавассути қатора ба корхонаи коркарди ширкати Baotou Iron and Steel Group интиқол дода мешавад.Вазифаи комбинати бофандагй зиёд кардан астFe2O3аз 33% то зиёда аз 55%, аввал дар осиёби конусшакл суфта ва разряд карда, сипас консентрати ибтидоии оҳани 62-65% Fe2O3 (оксиди оҳан) бо истифода аз сепаратори магнитии цилиндршакл.Пардохтҳо аз флотатсия ва ҷудокунии магнитӣ идома доранд, то консентрати дуюмдараҷаи оҳани дорои зиёда аз 45%Fe2O3(оксиди оҳан).Замини нодир бо кафки флотационӣ бой карда мешавад, ки дараҷаи 10-15% мебошад.Консентратро бо истифода аз ҷадвали ларзиш интихоб кардан мумкин аст, то консентрати дағал бо таркиби REO 30% истеҳсол карда шавад.Пас аз коркарди дубора тавассути таҷҳизоти бойгардонӣ, метавон консентрати замини нодирро бо миқдори REO зиёда аз 60% ба даст овард.
Усули таҷзияи консентрати замини нодир
·Замини нодирЭлементҳо дар консентратҳо одатан дар шакли карбонатҳои ҳалнашаванда, фторидҳо, фосфатҳо, оксидҳо ё силикатҳо мавҷуданд.Элементҳои нодири замин бояд тавассути тағироти гуногуни кимиёвӣ ба пайвастагиҳои дар об ё кислотаҳои ғайриорганикӣ ҳалшаванда табдил дода шаванд ва сипас равандҳои ба монанди обшавӣ, ҷудокунӣ, тозакунӣ, консентратсия ё калсинатсияро гузаранд, то омехтаҳои гуногуни омехта ҳосил кунанд.замини нодирпайвастагиҳо ба монанди хлоридҳои омехтаи замини нодир, ки метавонанд ҳамчун маҳсулот ё ашёи хом барои ҷудо кардани унсурҳои ягонаи замини нодир истифода шаванд.Ин раванд номида мешавадзамини нодиртаҷзияи консентрат, ки ҳамчун пеш аз табобат маълум аст.
·Усулҳои зиёди таҷзия вуҷуд дорандзамини нодирконсентратҳо, ки онҳоро ба таври умум ба се категория тақсим кардан мумкин аст: усули кислота, усули ишқӣ ва таҷзияи хлоризатсия.Таҷзияи кислотаҳоро метавон минбаъд ба таҷзияи кислотаи гидрохлоридӣ, таҷзияи кислотаи сулфат ва таҷзияи кислотаи гидрофторӣ тақсим кард.Таҷзияи сілтӣ метавонад минбаъд ба таҷзияи гидроксиди натрий, обшавии гидроксиди натрий ё усулҳои бирён кардани сода тақсим карда шавад.Ҷараёни мувофиқи раванд одатан дар асоси принсипҳои навъи консентрат, хусусиятҳои навъ, нақшаи маҳсулот, роҳат барои барқарорсозӣ ва истифодаи ҳамаҷонибаи унсурҳои нодири замин, фоида ба гигиенаи меҳнат ва ҳифзи муҳити зист ва оқилонаи иқтисодӣ интихоб карда мешавад.
·Бо вуҷуди он ки қариб 200 маъданҳои элементҳои нодир ва пароканда кашф шудаанд, онҳо аз сабаби камёфт буданашон дар конҳои мустақили истихроҷи саноатӣ ғанӣ гардонида нашудаанд.То ҳол, танҳо нодир мустақилгерманий, селен, вателлурконхо кашф карда шудаанд, вале микьёси конхо чандон калон нест.
Гудохтани маъданхои нодир
·Ду усул вуҷуд дорадзамини нодирметаллгудозй, гидрометаллургия ва пирометаллургия.
·Тамоми раванди гидрометаллургияи нодири замин ва металлургияи кимиёвии металлӣ асосан дар маҳлул ва ҳалкунанда, аз қабили таҷзияи консентратҳои нодир, ҷудо ва истихроҷиоксидхои камьёби замин, пайвастагиҳо ва металлҳои ягонаи нодири замин, ки равандҳои ҷудошавии кимиёвӣ, аз қабили боришот, кристаллизатсия, оксидшавӣ-редуксия, истихроҷи ҳалкунанда ва мубодилаи ионҳоро истифода мебаранд.Усули аз ҳама бештар истифодашаванда истихроҷи маҳлулҳои органикӣ мебошад, ки раванди универсалӣ барои ҷудокунии саноатии элементҳои ягонаи нодири замин мебошад.Процесси гидрометаллургия мураккаб буда, тозагии махсулот баланд аст.Ин усул дар истеҳсоли маҳсулоти тайёр доираи васеи татбиқ дорад.
Процесси пирометаллургй оддй буда, махсулнокии баланд дорад.Замини нодирпирометаллургия асосан истехсолихӯлаҳои замини нодирбо усули редуксияи силикотермикӣ, истеҳсоли металлҳои нодир ё хӯлаҳои заминӣ бо усули электролизи намаки гудохта ва истеҳсолихӯлаҳои замини нодирбо усули кам кардани термикии металл ва гайра.
Хусусияти умумии пирометаллургия истеҳсол дар шароити ҳарорати баланд мебошад.
Раванди истеҳсоли замини нодир
·Замини нодиркарбонат вахлориди замини нодирду маҳсулоти асосии асосӣ мебошандзамини нодирсаноат.Умуман, дар айни замон ду раванди асосии истеҳсоли ин ду маҳсулот вуҷуд дорад.Як раванд раванди бирён кардани кислотаи сулфати консентратӣ мебошад ва раванди дигарро раванди содаи каустикӣ меноманд, ки ихтисоршуда ҳамчун содаи каустикӣ номида мешавад.
·Ба ѓайр аз он ки дар маъданњои гуногуни замини нодир мављуд аст, як ќисми зиёдиэлементхои нодири заминдар табиат бо минералхои чинсхои апатит ва фосфатй якчоя зиндагй мекунанд.Захираи умумии маъдани фосфати чахонй ба хисоби миёна кариб 100 миллиард тоннаро ташкил медихадзамини нодирмазмуни 0,5 ‰.Тахмин карда мешавад, ки маблаги умумиизамини нодирки бо маъдани фосфат вобаста аст, дар чахон 50 миллион тоннаро ташкил медихад.Дар ҷавоб ба хусусиятҳои пастзамини нодирмазмун ва ҳолати махсуси пайдоиши конҳо, равандҳои гуногуни барқарорсозӣ ҳам дар дохили кишвар ва ҳам дар сатҳи байналмилалӣ омӯхта шудаанд, ки онҳоро ба усулҳои тар ва гармӣ тақсим кардан мумкин аст.Дар усулҳои тар, онҳоро аз рӯи кислотаҳои гуногуни таҷзия ба усули кислотаи нитратӣ, усули кислотаи гидрохлоридӣ ва усули кислотаи сулфат тақсим кардан мумкин аст.Роххои гуногуни аз процессхои химиявии фосфор ба даст овардани конхои камьёби замин мавчуданд, ки хамаи онхо бо усулхои коркарди маъдани фосфат зич алокаманданд.Дар ҷараёни истеҳсоли гармидиҳӣ,замини нодирсуръати барқароршавӣ метавонад ба 60% расад.
Бо истифодаи пайвастаи захираҳои сангҳои фосфатӣ ва гузаштан ба сӯи коркарди сангҳои фосфатии пастсифат, раванди тар коркарди кислотаи сулфати кислотаи фосфорӣ дар саноати кимиёи фосфатӣ усули асосӣ ва барқарорсозии он гардид.элементхои нодири заминдар процесси нам кислотаи сулфат кислотаи фосфорй ба маркази тадкикот табдил ёфтааст.Дар раванди истеҳсоли кислотаи сулфати тар кислотаи фосфорӣ, раванди назорати ғанисозии заминҳои нодир дар кислотаи фосфорӣ ва сипас истифодаи истихроҷи ҳалкунандаи органикӣ барои истихроҷи маъданҳои нодир назар ба усулҳои барвақт таҳияшуда бартариҳои бештар дорад.
Раванди истихроҷи замини нодир
Ҳалшавандагии кислотаи сулфат
Серийгурӯҳ (дар намакҳои мураккаби сулфатҳо ҳалшаванда) -лантан, серий, празеодим, неодим, ва прометий;
Тербиягурӯҳ (дар намакҳои мураккаби сулфат каме ҳал мешавад) -самарий, европиум, гадолиниум, тербия, диспрозия, вахолмиум;
Итриумгурӯҳ (дар намакҳои мураккаби сулфат ҳалшаванда) -иттриум, эрбиум, тулий, итербия,лютетий, васкандия.
Ҷудокунии истихроҷ
Нурзамини нодир(P204 истихроҷи кислотаи заиф) -лантан,серий, празеодим,неодим, ва прометий;
Замини нодири миёнаи миёна (истихроҷи кислотаи пасти P204) -самарий,европиум,гадолиниум,тербия,диспрозия;
Вазнинзамини нодирунсурҳо(истихроҷи кислота дар P204) -холмиум,
Муқаддима ба раванди истихроҷ
Дар раванди ҷудошавӣунсурҳои нодири замин,аз сабаби хеле монанд будани хосиятҳои физикӣ ва химиявии 17 элемент, инчунин фаровонии ифлосиҳои ҳамроҳ дарэлементхои нодири замин, раванди истихроҷ нисбатан мураккаб ва маъмулан истифода мешавад.
Се намуди равандҳои истихроҷ вуҷуд доранд: усули қадам ба қадам, мубодилаи ионҳо ва истихроҷи маҳлул.
Усули қадам ба қадам
Усули ҷудокунӣ ва тозакунӣ бо истифода аз фарқияти ҳалшавандагии пайвастагиҳо дар ҳалкунандаҳо усули зина ба зина номида мешавад.Азиттриум(Й) балютетий(Лу), ҷудоии ягонаи байни ҳама табиатан рух медиҳадэлементхои нодири замин, аз ҷумла радийро, ки ҷуфти Кюри кашф кардааст,
Ҳамаи онҳо бо ин усул ҷудо карда мешаванд.Тартиби корбарии ин усул нисбатан мураккаб буда, ҷудокунии ягонаи ҳамаи унсурҳои нодири замин зиёда аз 100 сол тӯл кашида, як ҷудокунӣ ва амалиёти такрорӣ ба 20000 маротиба мерасад.Барои коркунони химия, кори онхо
Қувват нисбатан баланд ва раванд нисбатан мураккаб аст.Аз ин ру, бо истифода аз ин усул як дона замини нодир ба микдори зиёд хосил кардан мумкин нест.
Мубодилаи ионҳо
Ба кори тадкикотй оид ба элементхои нодири замин на-тавонпстани хосил намудани як дона халал расондэлементи нодири заминба микдори зиёд бо усулхои пай дар пай.Барои тахлил карданиэлементхои нодири заминки дар таркиби маҳсулоти тақсимшавии ядроӣ мавҷуд аст ва элементҳои нодири заминро аз уран ва торий хориҷ мекунанд, хроматографияи мубодилаи ион (хроматографияи мубодилаи ион) бомуваффақият омӯхта шуд, ки баъдан барои ҷудо карданиэлементи нодири заминс.Бартарии усули мубодилаи ионҳо дар он аст, ки дар як амалиёт якчанд элементҳоро ҷудо кардан мумкин аст.Ва он инчунин метавонад маҳсулоти тозаи баланд ба даст орад.Аммо, нуқсон дар он аст, ки онро пайваста коркард кардан мумкин нест, бо давраи тӯлонии корӣ ва хароҷоти баланд барои барқарорсозӣ ва мубодилаи қатрон.Аз ин рӯ, ин як вақтҳо усули асосии ҷудо кардани миқдори зиёди заминҳои нодир аз усули ҷудокунии асосӣ хориҷ карда шуд ва ба усули истихроҷи ҳалкунанда иваз карда шуд.Бо вуҷуди ин, аз сабаби хусусиятҳои барҷастаи хроматографияи мубодилаи ионҳо ҳангоми ба даст овардани маҳсулоти ягонаи замини нодир, дар айни замон барои истеҳсоли маҳсулоти якхелаи хеле баланд тоза ва ҷудо кардани баъзе унсурҳои вазнини нодири замин, инчунин истифодаи хроматографияи мубодилаи ионҳо зарур аст. ки махсулоти камьёби замин чудо карда истехсол карда шавад.
Истеҳсоли ҳалкунанда
Усули истифодаи маҳлулҳои органикӣ барои истихроҷ ва ҷудо кардани моддаи истихроҷшуда аз маҳлули обии омехтанашаванда экстраксияи моеъи органикии ҳалкунанда номида мешавад, ки мухтасар ҳамчун экстраксияи ҳалкунанда номида мешавад.Ин як раванди интиқоли массаест, ки моддаҳоро аз як фазаи моеъ ба дигараш интиқол медиҳад.Усули истихроҷи ҳалкунанда қаблан дар химияи нафту кимиё, химияи органикӣ, кимиёи фармасевтӣ ва химияи аналитикӣ истифода мешуд.Аммо дар давоми чил соли охир ба туфайли инкишофи илм ва техникаи энергетикаи атом, инчунин зарурати истехсоли моддахои хеле тоза ва элементхои нодир истихрочи халкунанда дар сохахои саноат, ба монанди саноати сузишвории атомй ва металлургияи нодир ба пешравихои калон ноил гардид. .Чин ба сатҳи баланди тадқиқот дар назарияи истихроҷ, синтез ва истифодаи экстрагентҳои нав ва раванди истихроҷ барои ҷудо кардани унсурҳои нодири замин ноил шудааст.Дар муқоиса бо усулҳои ҷудокунӣ, аз қабили боришот, кристаллизатсияи дараҷавӣ ва мубодилаи ионҳо, истихроҷи ҳалкунанда як қатор бартариҳо дорад, аз қабили таъсири хуби ҷудокунӣ, иқтидори калони истеҳсолӣ, роҳат барои истеҳсоли зуд ва муттасил ва осон ба даст овардани назорати автоматӣ.Аз ин рӯ, он тадриҷан ба усули асосии ҷудо кардани миқдори зиёди он табдил ёфтаастзамини нодирs.
Тозакунии замини нодир
Ашьёи хоми истехсолй
Металлхои камьёби заминба таври умум ба металлҳои омехтаи нодири замин ва ягона тақсим мешавандметаллхои камьёби замин.Таркиби омехтаметаллхои камьёби заминба таркиби аслии замини нодир дар маъдан монанд аст ва як филиз металлест, ки аз ҳар як замини нодир ҷудо ва тоза карда шудааст.Кам кардан душвор астоксиди замини нодирс (ба истиснои оксидҳоисамарий,европиум,, тулий,итербия) ба як металл бо усулхои умумии металлурги, аз хисоби гармии баланди хосилшавй ва устувории баланди онхо.Аз ин рӯ, ашёи хоми маъмулан барои истеҳсолиметаллхои камьёби заминхоло хлоридхо ва фторидхои онхо мебошанд.
Электролизи намаки гудохта
Истеҳсоли оммавии омехтаметаллхои камьёби заминдар саноат умуман усули электролизи намаки гудохтаро истифода мебарад.Ду усули электролиз вуҷуд дорад: электролизи хлоридӣ ва электролизи оксиди.Усули тайёр кардани якметаллхои камьёби заминвобаста ба элемент фарқ мекунад.самарий,европиум,,тулий,итербияаз сабаби фишори баланди буғ барои тайёр кардани электролитӣ мувофиқ нестанд ва ба ҷои он бо усули редуксияи редуксионӣ омода карда мешаванд.Дигар элементҳоро бо роҳи электролиз ё усули коҳиши гармии металлӣ омода кардан мумкин аст.
Усули маъмултарини истеҳсоли металлҳо, махсусан барои металлҳои омехтаи нодири замин, электролизи хлорӣ мебошад.Раванд содда, камхарҷ аст ва сармоягузории ҳадди ақалро талаб мекунад.Аммо бузургтарин камбудӣ ин хориҷ шудани гази хлор аст, ки муҳити зистро ифлос мекунад.Электролизи оксид газҳои зарароварро намебарад, аммо арзиши он каме баландтар аст.Умуман, як ягонаи гаронбаҳозаминхои нодирба мислинеодимвапразеодимбо рохи электролизи оксиди хосил карда мешаванд.
Усули электролизи вакуумӣ танҳо метавонад дараҷаи умумии саноатӣ омода кунадметаллхои камьёби замин.Омода карданметаллхои камьёби заминбо наҷосати паст ва тозагии баланд, усули коҳиши гармии вакуумӣ одатан истифода мешавад.Ин усул метавонад ҳамаи металлҳои нодир замин ягона истеҳсол, балкисамарий,европиум,,тулий,итербиябо ин усул истехсол кардан мумкин нест.Потенсиали оксидшавиисамарий,европиум,,тулий,итербиява калсий танҳо қисман кам мешавадзамини нодирфторид.Умуман, тайёр кардани ин металлҳо ба принсипҳои фишори баланди буғи ин металлҳо ва фишори пасти буғиметалли лантанс.Оксидхои ин чорзаминхои нодирбо пораҳои омехта омехта мешавандметалли лантанс ва ба блокҳо фишурда мешаванд ва дар печи вакуумӣ кам карда мешаванд.Лантанфаъолтар аст, дар ҳолесамарий,европиум,,тулий,итербияба тилло кам карда мешавандлантанва дар конденсат ҷамъоварӣ карда мешавад, ки аз шлак ҷудо карданро осон мекунад.
Вақти фиристодан: Ноябр-07-2023