中国稀土冶金技术的发展
浅谈稀土的应用现状与前景

浅谈稀土的应用现状与前景浅谈稀土的应用现状与前景12化本 120900017 贺惠苹摘要:21世纪的发展使稀土工业面临着新的挑战。
为了适应时代的脉搏,探索新的产品和用途,必须对各种形式的稀土产物的特性和可能产生的附加值进行广泛、深入的研究。
我国有丰富的稀土资源,约占世界己探明储量的80%以上。
我国是世界稀土资源大国,我国稀土资源的特点是储量大、类型多、品种全、质量好、开采成本低。
除Pm外的16个稀土元素,在我国从南到北分布齐全。
北方以包头矿为主,生产轻稀土;南方以江西、四川、湖南、广东等省为主,生产中、重稀土。
目前已形成了良好的生产布局,产量稳居世界首位。
因此,开发推广稀土应用对充分利用我国富有的稀土资源、推动稀土产业的发展,具有重要的社会意义。
关键字:稀土资源应用前景引言:稀土在国民经济发展中发挥着愈来愈重要的作用,其作用并不在于其自身的价格,而在于它在其他领域的应用能产生其自身价值数十倍甚至上万倍的经济效益和社会效益。
近年来稀土应用领域越来越广泛,新的应用不断出现。
以我国为例,稀土应用已遍及国民经济的13个领域40多个行业,经济效益十分显著。
另一方面,稀土在高新技术领域的应用前景十分广阔,是高新技术发展的战略材料。
稀土元素因其特有的4f层电子结构,而具有很好的光、电、磁性质,成为光、电、磁等新型功能材料的核心。
它还可以与其他元素组合成性能优异的功能材料,在新材料发展中起重要作用。
稀土材料在高新技术领域中具有十分重要的战略地位,人们都在大力加强稀土新材料的研究和开发,竞争十分激烈。
[1]一稀土在钢铁冶金领域的应用稀土元素由于其特殊的原子结构和活性,作为微量添加剂用于钢、铸铁、钦、铝、镍、钨、钥等材料中,能产生消除杂质、细化晶粒和改善组成的神奇功效,从而改进合金的机械、物理和加工性能,提高合金的热稳定性和耐腐蚀性。
例如,稀土作为添加剂,可以净化钢液,改变钢中夹杂物的形态和分布,细化晶粒,改善钢的组织和性能.稀土在钢铁冶金中的应用是中国稀土的最大消费领域。
基于镁盐循环利用的稀土绿色冶炼分离新技术及产业化

基于镁盐循环利用的稀土绿色冶炼分离新技术及产业化为了解决这一难题,研究人员开始探索基于镁盐循环利用的稀土绿色冶炼分离新技术。
镁盐是一种绿色环保的材料,可以实现多次循环利用,降低对环境的影响。
基于镁盐循环利用的稀土绿色冶炼分离技术,可将废弃镁盐再生利用于稀土矿的提纯和分离,实现了废物利用和资源综合利用的双重目的,有望成为未来稀土冶炼分离的重要发展方向。
一、基于镁盐循环利用的稀土冶炼分离技术原理基于镁盐循环利用的稀土冶炼分离技术的基本原理是利用镁盐的强还原性和可再生性,在稀土矿提纯和分离过程中作为还原剂和分离剂,完成稀土的提纯和分离。
其主要步骤如下:1. 镁盐还原提取稀土:将稀土矿与适量的镁盐混合并加热,镁盐在高温下发生还原反应,将稀土元素从矿石中提取出来,并得到稀土-镁合金。
2. 稀土-镁合金电解分离:将稀土-镁合金进行电解分离,利用不同的电化学活性在电解质中的差异,将稀土元素分离出来。
3. 镁盐回收再生:将电解后的镁盐还原剂回收再生,可以继续用于稀土矿的提纯和分离,形成闭环循环利用。
通过以上步骤,可以实现对稀土矿的高效提纯和分离,同时实现对镁盐的循环利用,降低了生产成本和环境影响,是一种具有潜力的绿色冶炼分离技术。
二、基于镁盐循环利用的稀土绿色冶炼分离技术的优势1. 环保节能:镁盐是一种天然矿物,具有绿色环保的特点,可以避免传统冶金过程中产生的大量废弃物和有毒气体的排放,降低了对环境的污染。
2. 资源综合利用:利用废弃的镁盐进行稀土矿提纯和分离,实现了资源综合利用,降低了对原料的需求,降低了生产成本,提高了资源利用率。
3. 高效经济:基于镁盐循环利用的稀土绿色冶炼分离技术具有高效、低成本的优势,可以实现对稀土矿的快速、高效提纯和分离,提高了生产效率,降低了生产成本,具有很高的经济效益。
三、基于镁盐循环利用的稀土绿色冶炼分离技术的产业化进展和展望基于镁盐循环利用的稀土绿色冶炼分离技术目前仍处于实验室研究阶段,尚未实现产业化规模化生产。
中国稀土资源储量、稀土矿产量,冶炼分离总量统计(附稀土产业历程、产业链结构)

中国稀土资源储量、稀土矿产量,冶炼分离总量统计(附稀土产业历程、产业链结构)稀土是化学周期表中镧系元素和钪、钇共十七种金属元素的总称。
自然界中有250种稀土矿。
根据稀土元素原子电子层结构和物理化学性质,以及它们在矿物中共生情况和不同的离子半径可产生不同性质的特征,稀土元素通常分为二组。
轻稀土:镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆;重稀土:铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。
稀土从资源开发到应用主要分为探勘、采矿、选矿、冶炼等多个步骤。
首先从稀土原矿中通过选矿得到稀土精矿,再通过湿法或者火法冶金分别得到稀土化合物与稀土合金。
对于稀土化合物与稀土金属,又可进一步分离成永磁材料、催化材料、发光材料等多种下游材料,最后被广泛引用进传统行业、电动汽车、风力发电、永磁电机、电子通信等多个应用产业。
中国稀土矿产虽然在华北、东北、华东、中南、西南、西北等六大区均有分布,但主要集中在华北区的内蒙古白云鄂博铁-铌、稀土矿区,其稀土储量占全国稀土总储量的80%以上,是中国轻稀土主要生产基地。
国内来看,我国轻稀土主要集中在内蒙古、山东等北部省份及四川省部分地区,中重稀土主要集中在江西、广东、广西、福建等南部省份,因此我国稀土储量分布呈现“北轻南重”的特点。
《2020-2026年中国稀土行业兼并重组行业市场战略规划及供需策略分析报告》显示:2019年国内整体稀土矿开采指标在13.2万吨,同比增长10%,其中轻稀土开采指标达到11.3万吨,中重稀土开采指标为1.9万吨。
自2015年以来,轻稀土总量指标增加29.6%,中重稀土总量指标仅增加7%。
稀土下游需求主要包括永磁材料、催化材料、抛光材料和玻璃、石化、冶金等传统行业。
受益于新能源车、风电和节能家电行业近年来高速增速,永磁材料在国内稀土下游需求最大比例。
随着新能源车比例未来持续扩大,永磁材料需求中长期向好。
催化材料主要用于汽车尾气净化和石油硫化裂化等稀土传统应用领域;催化材料、抛光材料和玻璃、石化、冶金等传统行业近年来需求保持平稳根据中国有色金属工业协会统计数据:2016年我国稀土消费量为8.90万吨,需求量同比增长8.5%;2017年我国稀土消费量为10.15万吨,2019年我国稀土消费量在14.74万吨左右。
稀土金属利用与回收技术研究

稀土金属利用与回收技术研究随着现代科技的飞速发展,人类对于稀土金属的需求也日益增加。
从电子设备到节能灯泡,从太阳能电池板到汽车发动机,稀土金属在各行各业都扮演着至关重要的角色。
稀土金属的开采和利用对于经济的发展有着不可替代的作用,但是也给地球带来了巨大的环境压力。
如何更加有效地利用和回收稀土金属,成为了当今科技研究中的重要议题。
一、稀土金属的开采与利用稀土金属是指元素周期表中的镧系元素和铪、钪、钇等元素,它们在自然界中分布较为广泛,但是分散程度较高,通常没有成矿的状况。
目前全球对于稀土金属的需求都主要依靠开采和精选来满足。
稀土金属的开采主要是通过采矿、选矿和冶炼等过程进行。
然而,稀土金属的开采对于矿区环境、地表水、土壤和空气等都会造成巨大的污染,这也给周边居民的健康带来了威胁。
稀土金属的利用则更加广泛和复杂,它们不仅被用于高科技领域,也广泛应用于冶金、涂料、汽车、医疗器械、玻璃等各个领域。
例如,钕铁硼磁铁、元素铈用于汽车催化转化器,镝铁硼用于风力发电机和汽车动力电池等。
稀土金属的应用在一定程度上推动了经济的发展和科技的进步,但是它们的开采和利用也给环境带来了巨大的压力,这也导致了稀土金属价格的不断上涨和供应商的更替。
二、稀土金属的回收和回用稀土金属的利用途径广泛,但是其回收和循环利用却相对较少。
稀土金属的回收可以从电子废弃物、冶炼废渣、废水、废墨等方面入手。
电子废弃物中含有大量的稀土金属,但是目前的回收率并不高。
环保压力主导下,许多国家开展了对电子废弃物搜集和回收的工作,但是其中仍有很大的机会可以加以挖掘和利用。
冶炼废渣也是稀土金属回收的重要来源和途径,其中包含大量的稀土金属和关联元素。
冶炼废渣的回收可以通过湿法浸出、硫酸法浸出、碳酸铵法等方式进行,但是其过程成本较高,需要大量的能源和资金投入。
废水、废墨等的回收和利用也是当前稀土金属回收的研究重点,可实现稀土金属的循环利用和环保效益的最大化,同时也能节约大量的能源和资源。
中国稀土产业的战略觉醒

工 ,结果湖里渗出的物 质污染 了周 围的
农 田。 既 不能 饮 用 ,也 不 适 宜灌 溉 。
战略调整下的稀土产业
由于 稀土 资源 不断 流失 ,不能 掌 握高科技、高附加值 的稀土深加工产 品
和 应 用 产 品 技 术 , 我 国 稀 土 战 略 开 始
爱普生将其生产线全部移至 中国 ,三德 的问题 ,高度重视前端的应用研究 ,主 方利益的驱使 ,存在大量小规模 、设施 和昭和等也在 中国生产 。中国公司往往 要关注于稀土分离和冶炼技术 ,而 忽略 不完善的企业,稀 土的环境 问题比较 突 沦 为资源的提供者和生产者 ,还 失去 了 了后端 的应 用研 究 ,特别是 中国高端应 出 。特 别是生产过程 中会排放氟 、硫等 创新的主动性。 以钕铁硼永磁材料 为例 , 用 环节 一直 明显 欠缺 。按 照 尼欧 新材 有害元素 ,酸性过高的废水 以及放射性 其 生产 工序 有熔 炼 、 制粉 、成型 、烧 料 公 司的 卡拉 扬普 洛斯 估计 ,中 国自 物质 。一个鲜活的例子是 内蒙古包头郊
获取 专利最 大的 国家 。1 9 ~ 0 2 , 9 8 20 年
日本在华 申请 专利4 9 ,主要 集中在 2项
我 国稀 土 的工业储量 为3 O 万吨 质 ,都独立对磁材料及应用 、精密陶瓷、储氢材料 稀土氧化 物 , 占世界 的3 2 6 %,并拥 致 价格 一 直上 不去 。 中国无 法凭借 产 5
取得 的成果 。都是世界第一 。同时,日 材料技术 , 并积极回收稀土元素。
本在稀土功能材料及应用方面积 极在 华
08 。 .%
另外一个严重的现象就是产业组织 结构分散 ,导致博弈主体众多 ,力量 弱 且分散 。我 国生产稀土企业大都产品同
稀土元素的应用与开发现状分析

稀土元素的应用与开发现状分析一、稀土元素概述稀土元素是指具有原子序数为57-71的一组金属元素,它们在自然界中不是一种单独存在的元素,而是以氧化物、碳酸盐和磷酸盐等形式分布在矿物中。
稀土元素具有独特的电子结构和物理化学性质,在现代技术和工业生产中具有广泛的应用和重要的价值。
二、稀土元素的应用1. 电子行业稀土元素在电子行业中的应用主要体现在磁性材料、发光材料、太阳能电池等领域。
稀土元素的磁性材料主要是钕铁硼磁体,它在电子行业中被广泛应用于电动车、计算机硬盘等领域。
发光材料中的稀土元素主要包括铕、钆、镓、铽等元素,它可以制造成各种颜色的荧光粉,应用于电视、手机、汽车尾灯等领域。
太阳能电池中的稀土元素主要是铈、镝、钕等,它可以提高太阳能电池的转换率和稳定性。
2. 硬质合金硬质合金是由钨钴硬质相和金属结合相组成的材料。
硬质合金具有高硬度、高强度、高耐磨性等优点,广泛应用于机械制造、航空、地质勘察等领域。
稀土元素在硬质合金中起到着极其重要的作用,它能够提高合金的硬度和强度,同时还能够改善合金的韧性和加工性能。
3. 催化剂催化剂是一种能够促进化学反应速度或改变反应途径的物质,具有广泛的应用领域。
稀土元素在催化剂中也起到着很重要的作用,它能够提高催化剂的活性和选择性,同时还能够提高催化剂的稳定性和寿命。
4. 光电材料光电材料是指能够将光能转化为电能或者将电能转化为光能的材料。
稀土元素在光电材料中具有广泛的应用领域,主要应用于激光谱仪、红外传感器、液晶显示器等领域。
例如,稀土元素铒在激光谱仪中被广泛应用,它能够发出1275nm波长的光,用于测量铯原子的光谱线宽度。
5. 新能源材料新能源材料是指能够向人类提供清洁、高效能源的材料,例如燃料电池、太阳能电池等。
稀土元素在新能源材料中也有着广泛的应用,例如太阳能电池中的稀土元素铽、钕等可以提高太阳能电池的转换效率和稳定性。
三、稀土元素的开发现状分析1. 国际市场稀土元素在国际市场上的需求量逐年增加,尤其是在电子行业和新能源材料中的需求量更加占比较大。
中国稀土现状报告

能源与动力工程学院能动17 张雪勇2110301183中国稀土现状报告摘要:现在谈到我国的国际贸易界流行这样的一句话:“中国买什么什么贵,中国卖什么什么便宜。
”当听到这句话,在联想到我们的稀土行业,我们不禁要问,为什么我们承受环境恶化的沉重代价向国外大量贱卖稀土,而国外稀土储备丰富的国家却不开采稀土,转而从我国进口稀土?稀土作为一种重要的战略资源,我们应该如何保护它呢?保护稀土,就是保护我们的战略资源,就是保护我们的国家安全。
关键字:稀土战略资源现状保护正文:一、稀土简介有人问你稀土是什么的时候,你是怎么回答的,没望文生义吧?稀土(RE或R)不是某一种金属的名称,而是化学元素周期表中镧系元素——镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素——钪(Sc)和钇(Y)共17种元素,称为稀土元素(Rare Earth)。
简称稀土(RE或R)。
二、稀土的重要用途稀土家族的每个成员都身手不凡,有着非同一般的本领,他们在农业、工业、科技、军事等各方,都发挥着十分关键的作用,甚至可以说,如果没有稀土产业的发展,人类的科技水平绝不会发展到今天的程度。
钕铁硼磁体在汽车上的应用据统计,目前世界稀土资源消费总量的70%左右用于材料方面。
稀土材料的应用遍及了国民经济中的冶金、机械、石油、化工、玻璃、陶瓷、轻工、纺织、电子、光学、磁学、生物、医学、航空航天和原子能工业以及现代技术的各大领域的30多个行业。
稀土材料的应用可以分为传统材料领域和高技术新材料领域两个方面:1、稀土在传统材料领域的应用方面主要有(1)冶金机械(2)石油化工(3)玻璃陶瓷2、稀土在新材料领域的应用方面主要有(1)稀土磁性材料(2)稀土发光和激光材料(3)稀土特种玻璃和高性能陶瓷材料(4)稀土储氢材料(5)稀土超导材料(6)稀土气体净化催化材料(7)稀土核材料三、世界及中国稀土资源概况稀土元素在地壳中丰度并不稀少,只是分散而已。
稀土材料在钢铁冶金中的应用研究

稀土材料在钢铁冶金中的应用研究摘要稀土材料在钢铁冶金中具有广泛的应用前景。
本文主要介绍了稀土材料在钢铁冶金中的应用研究的相关内容,包括稀土材料在炼钢、铸铁以及表面处理等方面的应用。
稀土材料能够提高钢铁的机械性能、耐热性能和耐蚀性能,同时还能够改善钢铁的组织和性能,提高生产效率和节约能源。
本文还对稀土材料在钢铁冶金中的应用前景进行了展望,提出了进一步研究的方向和重点。
1. 引言钢铁冶金是现代工业中最重要的基础行业之一,稀土材料作为一类特殊的材料,在钢铁冶金中具有独特的应用优势。
稀土元素具有多种特殊性质,包括高熔点、良好的热稳定性和化学稳定性,还具有很强的亲氧性和亲硫性等。
这些特殊的性质使得稀土材料在钢铁冶金中具有广泛的应用前景。
2. 稀土材料在炼钢中的应用2.1 稀土材料的脱氧剂作用稀土材料具有很强的还原能力,能够将钢水中的氧和杂质元素还原,并与氧和杂质元素生成稳定的化合物,从而达到脱氧的目的。
稀土材料脱氧剂的应用可以提高钢水的质量和纯度,改善钢的组织和性能。
2.2 稀土材料的除硫剂作用稀土材料具有很强的亲硫性,能够与熔池中的硫元素反应产生稳定的硫化物,从而达到除硫的目的。
稀土材料除硫剂的应用可以大大降低钢铁中的硫含量,提高钢铁的耐蚀性能和焊接性能。
3. 稀土材料在铸铁中的应用3.1 稀土材料在球化处理中的应用球化是铸铁生产过程中的重要工艺,稀土材料具有很好的球化作用。
稀土材料能够改善铸铁的组织和性能,提高铸铁的强度和韧性,降低铸铁的脆性和疲劳性。
3.2 稀土材料在脱气处理中的应用稀土材料具有很强的吸气能力,能够吸附熔池中的气体,从而达到脱气的目的。
稀土材料的脱气剂应用可以降低铸铁中的气孔率,提高铸铁的密度和耐磨性。
4. 稀土材料在表面处理中的应用4.1 稀土材料在热处理中的应用稀土材料具有很好的耐热性能,能够提高钢铁的耐热性能和抗变形性能。
稀土材料在热处理中的应用可以改善钢铁的显微组织,提高钢铁的硬度和强度。
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中国稀土湿法冶金技术的发展
黄小卫,龙志奇,李红卫,应娓娟,张国成,薛向欣
(1.北京有色研究总院有研稀土新材料股份有限公司,北京100088;
2.东北大学冶金资源与环境工程学院,沈阳,110004)
摘要:本文综述了处理中国的包头混合型稀土精矿、氟碳铈矿和离子吸附型稀土矿的新工艺进展。
介绍了中国单一高纯稀土化合物的分离和净化的研究与应用状况及进展。
些外,展望了稀土湿法冶金的发展。
我们建议,为了保证稀土消费平衡与扩大应用,应加强应用稀土,特别是应用Ce,Y,Gd,Sm等的产品的研究和开发,为了提高产品的稳定性和一致性,应提高企业的自动控制水平,同时应注意环境保护。
关键词:稀土湿法冶金,分离和净化
中国已建立了一个完整的稀土采矿、选矿、熔炼、分离的工业体系。
稀土工业化水平和产品质量快速发展,中国稀土产品的产量占世界的90%以上。
目前,中国不仅稀土资源第一,而且稀土产品的产能、产量、稀土出口量和消费量也位居首位。
然而,与发达国家相比,在应用于高科技的稀土精细化工产品方面,中国仍然处于落后状态。
1. 稀土矿湿法冶金
长时间以来,中国的科学家和工程师们致力于具有中国特色的特殊稀土资源的研究和开发,使得中国的稀土湿法冶金和分离技术在世界上占主导地位。
中国的稀土冶金工艺可以分为三类,分别适用于包头混合型稀土矿、氟碳铈矿和离子吸附型稀土矿。
1.1包头混合型稀土矿的湿法冶金工艺
包头混合型稀土矿位于中国内蒙古的白云鄂博,是世界上最大的轻稀土矿。
矿物中氟碳铈矿与独居石的比例为3:1~2:1。
精矿中稀土氧化物占45%~65%,精矿含有铁、氟化物、重晶石、方解石和少量的铌(Nb2O5~0.1%),由于其复杂的成份和特殊的矿物特性,使得分离很困难。
但是,该精矿的碱法和酸法工艺已经在中国的稀土工业上发展和应用。
酸法工艺:由北京有色研究总院发明的硫酸焙烧工艺已应用于包头稀土精矿和氟碳铈矿,并逐步从第一代工艺发展到第三代工艺,第三代酸法工艺已应用于中国的许多稀土企业,例如:甘肃稀土股份有限公司,内蒙古包头稀土高科技有限公司等等。
目前,用该工艺处理的包头稀土精矿总量达到每年90000吨,超过包头稀土精矿总处理量的90%。
第三代包头稀土矿酸法工艺的简化流程图见图1所示。
混有强硫酸的精矿
在回转窑中在400℃—500℃下进行焙烧。
稀土和少量的铁、钙、钍转化为能溶于水的硫酸盐。
微量钍、铁和磷,通过调节pH值以沉淀的形式除去。
稀土的分解率约95%。
净化后的硫酸稀土溶液含40g/L的REO,可通过P204-H2SO4溶剂萃取体系进一步处理,生产混合氯化稀土和单一稀土氧化物。
该工艺突出的优点有以下几个方面:
(1)无论精矿的品位和组成如何变化,稀土回收率高,
(2)用未经皂化的P507可直接从硫酸稀土溶液里分离出稀土,所以生产成本低,且不产生含氨和氮的废水。
(3)工艺简单且连续,所以容易控制。
(4)产品中各种杂质含量低。
(1)
单一稀土化合物或混合氯化稀土
单一稀土化合物
图1.包头稀土矿第三代酸法工艺的简化流程图
但是设备在焙烧过程中容易被腐蚀,并且萃取设备大,所以投资高,废气的处理很麻烦,而且钍也不能被回收。
另一方面,根据市场要求,可从纯净的RE2(SO4)3溶液中用碳酸氢铵沉淀法生产碳酸稀土混合物。
用HCl溶解生产成混合氯化稀土或进一步用P204溶剂萃取法分离单一稀土都很容易。
投资少。
但是
图1中工艺(2)和工艺(1)进行比较,工艺(2)的RE回收率低,单位产品的化学原料消耗量大。
1.2离子吸附型稀土矿的湿法冶金
20世纪60年代末,在中国南方五省发现了独特的离子吸附型稀土矿,它中、重稀土含量高。
之后,中国科学家研究和解决了其特殊的浸出和浓缩上的问题。
稀土精矿可以用盐酸溶解,再用P204溶剂萃取分离生产单一稀土化合物。
1.3氟碳铈矿的湿法冶金工艺
目前在工业上有三种处理氟碳铈矿的化学方法:
(1)氧化焙烧:通过H2SO4浸出、复盐沉淀的方法得到99%的CeO2和少Ce的混合氯化稀土。
(2)氧化焙烧:通过盐酸浸出—碱分解—还原浸出的方法生产98%的CeO2和少Ce的氯化物或混合稀土。
(3)氧化焙烧—盐酸浸出法能生产铈富集物或少铈的RECl3。
这些化学方法成本低,投资少,缺点是收率低,产品的纯度低,工艺不连续,氟碳铈矿中的钍和氟化物不能被回收。
溶剂萃取被认为是一个简单、连续,产品收率高、纯度高的工艺。
氟化物和钍也可以被有效回收,但是高纯铈(99.99%)的消费量很小,且生产生成本比其它化学法高,所以目前溶剂萃取工艺还没有应用到工业上。
目前,在中国,发展中的溶剂萃取法处理氟碳铈矿的流程见图2和图3所示。
2稀土化合物的分离和提纯
自从20世纪70年代以来,为提高稀土产品的纯度,降低成本和实现技术的工业化,中国稀土科学家和工程师进行了大量的研究工作。
溶剂萃取有反应速度快、分离效果好、萃取容量大等优点,已成为一个分离和提纯稀土的重要方法。
在20世纪70年代,中国科学家成功地合成了P507,并发展了使用氨化P507萃取工艺。
为了提高萃余液稀土浓度和降低杂质,目前,氨皂的P507的萃取工艺已改进为用稀土来皂化P507。
自20世纪80年代,发展了“三出口萃取”或者“多出口萃取”工艺,可同时从一个生产线获得三个或多个产品。
目前为止,这些工艺已广范应用于中国的稀土工业。
由北京大学提出的“串级萃取理论”揭示了待分离元素的分布规律,以及产品质量和工艺条件之间的关系。
该理论为缩短研究周期,指导工艺设计、在线检测和自动化控制提供了理论基础。
残渣
硫酸稀土溶液
(REO100g./L F 8~9g./L Ce 98%)
单一稀土化合物 CeO 2(4N ),氟化物
图2溶剂萃取法处理氟碳铈矿流程图
滤渣
硫酸稀土溶液
(REO100g./L F 8~9g./L /Ce 98%)
用P923溶剂萃取
Th 化合物 CeO 2(4N ),氟化物
P507萃取
单一稀土化合物
图3四川氟碳铈矿的工艺流程图
“一段萃取”是生产荧光级氧化钇的工艺,除了氧化钇,料液中的其它稀土元素也可以被分离,9个稀土氧化物可被分离,纯度为99.5%~99.99%。
北京有色研总院和甘肃稀土有限公司研究了Eu3+电化学还原法。
电化学还原法取代传统锌粉还原法,可以有效地避免锌带来的污染。
电化学还原法获得的Eu2O3的纯度可达到99.999%~99.9999%,还原率是98.5%,电流效率超过82.5%。
用两个溶剂萃取体系的重稀土分离工艺。
由于重稀土反萃困难,用P507工艺生产高纯重稀土。
C272具有很好的分离性质,但是由于它的萃取容量低,在萃取过程中容易形成沉淀。
因此提出了一个P507和C272的双萃取剂的萃取体系来生产高纯重稀土,并且已用于中国稀土工业。
在中国,高纯稀土化合物(5N~6N)的主要生产工艺是溶剂萃取、离子交换、萃取色层和氧化还原法等等。
目前,高纯氧化镧、氧化钪、氧化钇可通过溶剂萃取获得。
高纯氧化镨和氧化钕由离子交换获得。
氧化钬和氧化铒由离子交换纤维法(?)制得。
氧化钐、氧化钆、氧化铽、氧化镝、氧化铥、氧化镱和氧化镥由萃取色层法制取。
氧化铈通过电化学氧化—溶剂萃取制得。
氧化铕通过电化学还原—溶剂萃取或锌粉还原碱法工艺。
氧化镧、氧化铈、氧化钆、氧化铽、氧化铥、氧化镱、氧化镥和氧化钪可达到6N。
其它产品的纯度也高于5N。
溶剂萃取法的实践理论还在发展中,中国稀土科学家越来越多地关注新萃取剂、新工艺、萃取机械装置和规格的研究。
3.发展趋势与建议
随着高新技术的发展,需要具有独特物理性能的稀土化合物,如超细稀土氧化物,高比表面积稀土化合物等。
降低产品成本,稀土化合物的制备工艺与稀土分离、净化相结合起来。
如用作磷光体、、磷光体的添加剂、激光晶体(?)、陶瓷、催化剂等的多元稀土化合物,可在分离净化工艺中直接生产。
为了保持资源中所有稀土元素消费平衡,发展稀土的新的应用领域是非常重要的,特别是Ce、Y、Gd、Sm等。
与发达国家相比,在应用于高科技的稀土精细化工产品方面,中国仍然处于落后状态。
所以,我们建议加强应用稀土的产品的研究和发展;为了更好地利用稀土资源,改进传统冶金工艺,发展污染少、成本低的短流程;为了提高产品的稳定性和一致性,应提高工厂的自动控制水平
参考文献(略)。