희토류 산업 기술 소개
·희토류 is는 금속 원소가 아니라 15가지 희토류 원소를 총칭하는 용어입니다.이트륨그리고스칸듐따라서 17가지 희토류 원소와 그 다양한 화합물은 순도 46%의 염화물부터 단일 희토류 산화물까지 다양한 용도로 사용됩니다.희토류 금속순도 99.9999%의 희토류 원소를 함유하고 있습니다. 관련 화합물과 혼합물을 추가하면 무수히 많은 희토류 제품이 탄생합니다.희토류이 17가지 원소의 차이에 따라 기술 또한 다양합니다. 그러나 희토류 원소는 세륨과이트륨광물 특성에 따른 분류, 희토류 광물의 채굴, 제련, 분리 공정 또한 비교적 통일되어 있습니다. 초기 광석 채굴부터 시작하여 희토류의 분리 방법, 제련 공정, 추출 방법, 정제 공정을 하나씩 소개합니다.
희토류 광물 가공
·광물처리는 광석을 구성하는 다양한 광물 간의 물리적, 화학적 성질의 차이를 이용하고, 다양한 선광 방법, 공정 및 장비를 사용하여 광석에 있는 유용한 광물을 풍부하게 하고, 유해한 불순물을 제거하고, 갱석 광물과 분리하는 기계적 처리 공정입니다.
·에서희토류전 세계적으로 채굴된 광석의 함량희토류 산화물몇 퍼센트에 불과하며, 일부는 그보다 더 낮습니다. 제련 생산 요건을 충족하기 위해희토류제련 전 선광을 통해 광물을 맥석 광물 및 기타 유용 광물로부터 분리하여 희토류 산화물 함량을 높이고 희토류 야금 요건을 충족하는 희토류 정광을 얻습니다. 희토류 광석의 선광은 일반적으로 부유 선별법을 사용하며, 중력 선별과 자력 선별을 여러 차례 조합하여 선광 공정 흐름을 형성합니다.
그만큼희토류내몽골 바이위네보 광산의 광상은 주로 철광석에 수반되는 희토류 광물(불소탄소 세륨광석 및 모나자이트 외에도 여러 가지가 있음)로 구성된 탄산염암 유형의 철 백운석 광상입니다.니오브그리고희토류탄산수).
추출된 광석에는 약 30%의 철과 약 5%의 희토류 산화물이 함유되어 있습니다. 광산에서 대형 광석을 파쇄한 후, 기차를 타고 바오터우 철강 그룹 회사의 선광 공장으로 운반됩니다. 선광 공장의 임무는철2산화물(Fe2O3)33%에서 55% 이상까지, 먼저 원뿔형 볼 밀에서 분쇄 및 분류한 다음 62-65% Fe2O3의 1차 철 농축물을 선택합니다(산화철) 원통형 자기 분리기를 사용합니다. 광미는 계속해서 부유선별과 자기 분리를 거쳐 45% 이상의 철을 함유하는 2차 철 정광을 얻습니다.철2산화물(Fe2O3)(산화철). 희토류는 부유 폼(flotation foam)에 10~15%의 등급으로 농축되어 있습니다. 정광은 진동대를 사용하여 REO 함량이 30%인 조질 정광을 생산할 수 있습니다. 선광 장비를 사용하여 재처리하면 REO 함량이 60% 이상인 희토류 정광을 얻을 수 있습니다.
희토류 정광의 분해 방법
·희토류농축물 내 원소는 일반적으로 불용성 탄산염, 불화물, 인산염, 산화물 또는 규산염 형태로 존재합니다. 희토류 원소는 다양한 화학 변화를 통해 물이나 무기산에 용해되는 화합물로 전환된 후, 용해, 분리, 정제, 농축 또는 소성과 같은 공정을 거쳐 다양한 혼합 원소를 생성합니다.희토류혼합 희토류 염화물과 같은 화합물은 단일 희토류 원소를 분리하는 제품이나 원료로 사용할 수 있습니다. 이 공정을희토류농축물 분해, 전처리라고도 함.
·분해 방법은 다양하다희토류정광은 일반적으로 산법, 알칼리법, 염소 분해법의 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 산 분해는 염산 분해, 황산 분해, 불산 분해로 세분될 수 있습니다. 알칼리 분해는 수산화나트륨 분해, 수산화나트륨 용융, 소다 배소법으로 세분될 수 있습니다. 적절한 공정 흐름은 일반적으로 정광 유형, 등급 특성, 제품 계획, 비희토류 원소의 회수 및 종합적 활용의 편의성, 노동 위생 및 환경 보호의 이점, 그리고 경제적 합리성 등의 원칙을 바탕으로 선택됩니다.
·약 200여 종의 희귀하고 분산된 원소 광물이 발견되었지만, 그 희소성 때문에 산업적 채굴을 통해 독립적인 광상으로 농축되지는 않았습니다. 지금까지는 희귀하고 독립적인게르마늄, 셀렌, 그리고텔루르퇴적물이 발견되었으나 퇴적물의 규모는 그다지 크지 않습니다.
희토류 금속 제련
·두 가지 방법이 있습니다희토류제련, 습식야금 및 건식야금.
·희토류 습식야금 및 금속화학야금의 전 공정은 대부분 용액과 용매에서 진행되며, 희토류 정광의 분해, 분리 및 추출 등이 이에 해당합니다.희토류 산화물, 화합물 및 단일 희토류 금속을 분리하는 데 사용되는 방법은 침전, 결정화, 산화-환원, 용매 추출, 이온 교환 등의 화학적 분리 공정을 사용합니다. 가장 일반적으로 사용되는 방법은 유기 용매 추출로, 고순도 단일 희토류 원소의 산업적 분리에 보편적인 공정입니다. 습식 제련 공정은 복잡하고 제품 순도가 높습니다. 이 방법은 완제품 생산에 광범위하게 적용됩니다.
열연 야금 공정은 간단하고 생산성이 높습니다.희토류열연 야금에는 주로 다음이 포함됩니다.희토류 합금규소열환원법에 의한 희토류금속 또는 합금의 생산, 용융염 전기분해법에 의한 희토류금속 또는 합금의 생산,희토류 합금금속 열 환원법 등
고온야금의 공통적인 특징은 고온 조건에서 생산된다는 것입니다.
희토류 생산 공정
·희토류탄산염과희토류 염화물두 가지 주요 기본 제품입니다.희토류산업계에서는 일반적으로 이 두 제품을 생산하는 데 두 가지 주요 공정이 있습니다. 하나는 진한 황산 배소 공정이고, 다른 하나는 가성소다 공정, 줄여서 가성소다 공정이라고 합니다.
·다양한 희토류 광물에 존재하는 것 외에도 상당 부분이희토류 원소자연에는 인회석과 인광석 광물들이 공존합니다. 전 세계 인광석의 총 매장량은 약 1,000억 톤이며, 평균 매장량은희토류0.5‰의 함량. 총량은 다음과 같이 추정됩니다.희토류전 세계 인산광석과 관련된 매장량은 5천만 톤입니다. 낮은 인산철의 특성에 대응하여희토류광산의 희토류 함량 및 특수 발생 현황을 고려하여 국내외에서 다양한 회수 공정이 연구되어 왔으며, 이는 습식법과 열법으로 구분할 수 있습니다. 습식법은 분해산의 종류에 따라 질산법, 염산법, 황산법으로 구분할 수 있습니다. 인산 화학 공정에서 희토류를 회수하는 다양한 방법이 있으며, 이는 모두 인광석 처리 방법과 밀접한 관련이 있습니다. 열 생산 공정에서는희토류회수율은 60%에 달할 수 있습니다.
인산광석 자원의 지속적인 이용과 저품질 인산광석 개발로의 전환으로 인해 황산 습식 공정 인산 공정이 인산 화학 산업의 주류 공정이 되었으며 회수가 용이해졌습니다.희토류 원소황산 습식 공정 인산은 연구의 중심지가 되었습니다. 황산 습식 공정 인산 생산 공정에서 인산 내 희토류 원소의 농축을 제어한 후 유기 용매 추출을 통해 희토류 원소를 추출하는 공정은 기존에 개발된 방법보다 더 많은 장점을 가지고 있습니다.
희토류 추출 공정
황산 용해도
추출 분리
추출 과정 소개
추출 과정에는 단계별 추출법, 이온 교환법, 용매 추출법의 세 가지 유형이 있습니다.
단계별 방법
용매에 대한 화합물의 용해도 차이를 이용하여 분리하고 정제하는 방법을 단계별 방법이라고 합니다.이트륨(Y)에게루테튬(Lu), 자연적으로 발생하는 모든 것 사이의 단일 분리희토류 원소퀴리 부부가 발견한 라듐을 포함하여
이 방법들은 모두 이 방법으로 분리됩니다. 이 방법의 작동 절차는 비교적 복잡하며, 모든 희토류 원소를 한 번 분리하는 데 100년 이상이 걸렸고, 한 번의 분리와 반복 작업은 2만 번에 달했습니다. 화학 작업자들에게 그들의 작업은
강도가 비교적 높고 공정이 비교적 복잡하기 때문에 이 방법으로는 단일 희토류 원소를 대량으로 생산할 수 없습니다.
이온 교환
희토류 원소에 대한 연구 작업은 단일 원소를 생산할 수 없다는 점에서 방해를 받았습니다.희토류 원소단계별 방법을 통해 대량으로. 분석하기 위해희토류 원소핵분열 생성물에 포함된 희토류 원소를 우라늄과 토륨에서 제거하고 이온교환 크로마토그래피(ion exchange chromatography)를 성공적으로 연구하여 이를 분리에 활용했습니다.희토류 원소s. 이온 교환법의 장점은 한 번의 작업으로 여러 원소를 분리할 수 있다는 것입니다. 또한 고순도 제품을 얻을 수 있습니다. 그러나 단점은 연속 처리가 어렵고, 작업 주기가 길며, 수지 재생 및 교환 비용이 높다는 것입니다. 따라서 한때 대량의 희토류를 분리하는 주요 방법이었던 이 방법은 주류 분리 방법에서 물러나고 용매 추출법으로 대체되었습니다. 그러나 고순도 단일 희토류 제품을 얻는 데 있어 이온 교환 크로마토그래피의 뛰어난 특성으로 인해, 현재 초고순도 단일 제품을 생산하고 일부 중희토류 원소를 분리하기 위해서는 이온 교환 크로마토그래피를 사용하여 희토류 제품을 분리하고 생산하는 것이 필수적입니다.
용매 추출
유기 용매를 사용하여 혼합되지 않는 수용액에서 추출 물질을 추출하고 분리하는 방법을 유기 용매 액액 추출이라고 하며, 용매 추출로 줄여서 사용합니다. 이는 물질을 한 액상에서 다른 액상으로 옮기는 물질 전달 공정입니다. 용매 추출법은 이전에 석유화학, 유기화학, 제약화학, 분석화학에 적용되었습니다. 그러나 지난 40년 동안 원자력 과학 기술의 발전과 초순수 물질 및 희귀 원소 생산의 필요성으로 인해 용매 추출은 핵연료 산업 및 희귀 야금과 같은 산업에서 큰 진전을 이루었습니다. 중국은 추출 이론, 새로운 추출제의 합성 및 응용, 희토류 원소 분리를 위한 추출 공정에서 높은 수준의 연구를 달성했습니다. 등급 침전, 등급 결정화, 이온 교환과 같은 분리 방법과 비교하여 용매 추출은 우수한 분리 효과, 큰 생산 용량, 빠르고 연속적인 생산을 위한 편의성, 자동 제어의 용이성과 같은 일련의 장점을 가지고 있습니다. 따라서 점차 대량의 물질을 분리하는 주요 방법으로 자리 잡았습니다.희토류s.
희토류 정제
생산 원자재
희토류 금속일반적으로 혼합 희토류 금속과 단일 희토류 금속으로 구분됩니다.희토류 금속. 혼합의 구성희토류 금속광석의 원래 희토류 성분과 유사하며, 단일 금속은 각 희토류에서 분리되고 정제된 금속입니다. 환원하기 어렵습니다.희토류 산화물s (산화물 제외)사마륨,유로퓸,, 툴륨,이테르븀)은 높은 생성열과 높은 안정성으로 인해 일반적인 야금법을 사용하여 단일 금속으로 제조됩니다. 따라서 일반적으로 사용되는 원료는희토류 금속오늘날에는 염화물과 불화물이 있습니다.
용융염 전기분해
혼합된 물질의 대량 생산희토류 금속산업계에서는 일반적으로 용융염 전기분해법을 사용합니다. 전기분해에는 염화물 전기분해와 산화물 전기분해의 두 가지 방법이 있습니다. 단일희토류 금속요소에 따라 다릅니다.사마륨,유로퓸,,툴륨,이테르븀증기압이 높아 전해 제조에 적합하지 않으며, 대신 환원 증류법을 사용하여 제조합니다. 다른 원소들은 전해 또는 금속 열 환원법으로 제조할 수 있습니다.
염화물 전기분해는 금속, 특히 혼합 희토류 금속을 생산하는 가장 일반적인 방법입니다. 이 공정은 간단하고 비용 효율적이며 최소한의 투자만 필요합니다. 그러나 가장 큰 단점은 환경을 오염시키는 염소 가스가 방출된다는 것입니다. 산화물 전기분해는 유해 가스를 방출하지 않지만 비용이 약간 더 높습니다. 일반적으로 고가의 단일희토류 원소~와 같은네오디뮴그리고프라세오디뮴산화물 전기분해를 사용하여 생산됩니다.
진공환원전기분해법은 일반산업용 등급의 제품만 제조할 수 있다.희토류 금속. 준비하려면희토류 금속불순물이 적고 순도가 높은 경우 일반적으로 진공 열 환원법이 사용됩니다. 이 방법은 모든 단일 희토류 금속을 생산할 수 있지만,사마륨,유로퓸,,툴륨,이테르븀이 방법을 사용하면 생산할 수 없습니다. 산화환원전위는사마륨,유로퓸,,툴륨,이테르븀그리고 칼슘은 부분적으로만 감소합니다희토류불화물. 일반적으로 이러한 금속의 제조는 이러한 금속의 높은 증기압과 낮은 증기압의 원리에 기반합니다.란탄 금속s. 이 네 가지의 산화물희토류 원소의 조각들과 섞여있다란탄 금속s로 압축하고 블록으로 만든 후 진공로에서 환원합니다.란탄더 활동적이면서사마륨,유로퓸,,툴륨,이테르븀금으로 환원되다란탄응축되어 수집되므로 슬래그와 쉽게 분리할 수 있습니다.
게시 시간: 2023년 11월 7일