Lega di terre rare

Terra rara leggera

Metalli delle terre rare

Terre rare medie

Terra rara pesante

Terre rare miste
Lantanio delle terre rare (la), cerio (CE), praseodimio (Pr), neodimio (Nd), prometio (PM), Samario (SM), europio (UE), gadolinio (Gd), terbio (TB), disprosio (Dy), Olmio (ho), erbio (Er), tulio (TM), itterbio (Yb), lutezio (Lu), Scandio (SC) e ittrio (Y), un totale di 17 elementi. Il nome inglese è Terra rara. I metalli delle terre rare sono generalmente morbidi, malleabili, malleabili, polverosi e altamente reattivi alle alte temperature. Questo gruppo di metalli ha una forte attività chimica e ha una forte affinità per idrogeno, carbonio, azoto, ossigeno, zolfo, fosforo e alogeno. È facile da ossidare nell'aria. La superficie di terre rare pesanti e scandio e ittrio è facile da formare uno strato protettivo di ossido a temperatura ambiente. Gli elementi delle terre rare possono essere suddivisi in terre rare leggere e terre rare pesanti, principalmente sotto forma di ossidi delle terre rare. Cina, Russia, Stati Uniti e Australia sono leader mondiale nelle riserve di terre rare. Terre rare è utilizzato principalmente in petrolio, industria chimica, metallurgia, tessile, vetro ceramico, i materiali a magnete permanente e altri campi, noti come "glutammato monosodico industriale", "vitamina industriale" e "madre di nuovi materiali", sono preziose risorse metalliche strategiche.
 

Terre rare (terre rare) è il nome generale della serie lantanide e scandio e ittrio nella tavola periodica degli elementi. Ci sono 250 minerali di terre rare trovati in natura.

Terre rare sono state scoperte per la prima volta dal chimico finlandese John Gadolin. Nel 1794, isolò il primo "elemento" di terre rare (ittrio, o Y203) da un pesante minerale bituminoso.

Poiché nel XVIII secolo si trovavano minerali di terre rare, allora, solo una piccola quantità di ossidi insolubili poteva essere ottenuta mediante processo chimico. Nella storia, era consuetudine chiamare tali ossidi "terra", da cui il nome terra rara. [1]

Applicazioni industriali di vitamine petrolio, industria chimica, metallurgia, tessile, ceramica e materiali a magneti permanenti paesi di distribuzione Cina, India, Stati Uniti e così via

directory

1 elementi componenti

2 proprietà fisiche e chimiche

3 tipi comuni

Minerale grezzo

▪ prodotto finito

4 metodo di preparazione

benefazione

determinazione

▪ decomposizione

▪ fondere

Purificazione ▪

5 campi di applicazione

▪ militare

▪ industria metallurgica

▪ industria petrolchimica

▪ ceramica di vetro

▪ Agricoltura

6. Sviluppo della Cina

Situazione attuale

▪ approccio gestionale

7. È stato lanciato il primo acquisto strategico e stoccaggio di terre rare

8 distribuzione delle risorse

▪ caratteristiche della terra rara

stato

9 totale globale

▪ Cina

▪ Turchia

▪ Stati Uniti

▪ India

▪ Russia

▪ Australia

▪ Canada

▪ Sud Africa

▪ Malesia

▪ Egitto

▪ Brasile

10 Guerre della Terra rare

▪ Giappone

▪ Stati Uniti

▪ Unione europea

▪ cooperazione India-Giappone

▪ scopo reale

▪ eliminazione delle tariffe

11 avvelenamento da terre rare

Trasmissione di modifica dei componenti

Terre rare e materiali

Terre rare e materiali (14 fogli)

In base alla struttura dello strato di elettroni atomici e alle proprietà fisiche e chimiche degli elementi delle terre rare, nonché alla loro co-presenza nei minerali e alle caratteristiche di diversi raggi ionici, 17 elementi delle terre rare sono solitamente suddivisi in due gruppi:

Terre rare leggere comprendono: Lantanio, cerio, praseodimio, neodimio, prometio, samario, europio.

Terre rare pesanti includono gadolinio, terbio, disprosio, olmio, erbio, tulio, itterbio, lutezio, scandio e ittrio.

La posizione degli elementi delle terre rare nella tavola periodica

La posizione degli elementi delle terre rare nella tavola periodica

Classificazione per separazione di estrazione:

Terre rare leggere (P204 debole estrazione di acidità) -- lantanio, cerio, praseodimio, neodimio;

Terre rare (estrazione a bassa acidità P204) -- Samario, europio, gadolinio, terbio e disprosio;

Terre rare pesanti (estrazione del pH in P204) -- olmio, erbio, tulio, itterbio, lutezio, ittrio.

Proprietà fisiche e chimiche modificate broadcast

Uno è l'assenza di solfuri e solfati (molto raramente), che suggeriscono che gli elementi della terra rara sono ossigeno-amorevoli.

In secondo luogo, i silicati delle terre rare sono prevalentemente isolani, senza struttura a strati, a telaio e a catena.

In terzo luogo, alcuni minerali delle terre rare (soprattutto ossidi e silicati complessi) sono amorfi.

Il quarto è la distribuzione di minerali delle terre rare, che sono principalmente silicati e ossidi in rocce magmatiche e pegmatiti, fluorocarbati e fosfati in depositi idrotermici e depositi di crosta da agenti atmosferici. La maggior parte dei minerali ricchi di ittrio si trovano in rocce simili a granito, depositi di pegmatite e gas-idrotermali.

Quinto, gli elementi delle terre rare sono spesso simbiosi nello stesso minerale a causa della loro struttura atomica simile, delle proprietà chimiche e chimiche cristalline, cioè, gli elementi delle terre rare del cerio e degli ittrio spesso coesistono in un minerale, ma questi elementi non coesistono in quantità uguali, alcuni minerali sono dominati da terre rare di cerio, mentre alcuni minerali sono dominati da ittrio.

Tra più di 250 minerali e minerali delle terre rare contenenti elementi delle terre rare, sono stati scoperti solo più di 10 minerali industriali adatti alle attuali condizioni di separazione e metallurgia.

Trasmissione modificata dei tipi comuni

Minerale grezzo

monazite

Monazite (Monazite) nota anche come lantanite fosforosa cerio.

Composizione chimica e proprietà: (CE, la, Y, th) [PO4]. La composizione varia notevolmente. Il contenuto di ossidi di terre rare nella composizione minerale può raggiungere il 50 ~ 68%. Le miscele omomorfe sono Y, Th, CA, [Si04] e [S04]. La monazite si dissolve in H3PO4, HCl04, H2SO4.

Struttura e morfologia dei cristalli: Sistema monoclinico a cristalli, classe dei cristalli colonnari rombici. Cristallo in piastra, superficie cristallina spesso striata, a volte colonnare, cono, granulare.

Proprietà fisiche: Marrone giallastro, marrone, rosso, talvolta verde. Trasparenza in trasparenza. Strisce bianche o gialle rossastre chiaro. Ha una forte lucentezza di vetro. Durezza 5.0 ~ 5.5. È fragile. Il peso specifico è 4.9 ~ 5.5. L'elettromagnetismo è moderatamente debole. Si illumina di verde nei raggi X. Non si illumina sotto i raggi catodici.

Stato di formazione: Presente in granito e granito-pegmatite; rocce di carbonato di metallo raro; Dolomiti e quarzite; in Yunxia senite, aegirite e pegmatite alcalina senite; nelle Alpi; in roccia mista; e crosta e placer stagionato.

Scopo: Utilizzato principalmente per estrarre elementi di terre rare.

Origine: Le principali risorse di monazite con valore minerario economico sono i giacimenti alluvionali o costieri. I più importanti giacimenti costieri sono al largo delle coste di Australia, Brasile e India. Inoltre, Sri Lanka, Madagascar, Sudafrica, Malesia, Cina, Thailandia, Corea del Sud, Corea del Nord e altri luoghi contengono depositi pesanti monaziti.

Negli ultimi anni la produzione di monazite è diminuita, soprattutto perché l'elemento del torio nel minerale è radioattivo e nocivo per l'ambiente.

fluocerite

Proprietà di composizione chimica: (CE, la) [CO3]F. Miscela meccanica di SiO2, A1203, P205. La Bastesite è solubile in HCl, HNO3, H2S04 e H3P04 diluiti.

Struttura e morfologia dei cristalli:

Sistema esagonale. Cristalli dipiramidali ditripartiti. I cristalli sono colonne o piastre esagonali. Aggregato granulare fine.

Proprietà fisiche: Giallo, marrone rossastro, verde chiaro o marrone. Lucentezza del vetro, lucentezza del grasso, strisce bianche, gialle, trasparenti a traslucenti. Durezza 4 ~ 4.5, fragile, peso specifico 4.72 ~ 5.12, talvolta con radioattività, debole magnetica. Trasparente in scaglie, incolore o giallastro in luce trasmessa, e non luminoso nei raggi catodici.

Stato di formazione: Si verifica in rocce di carbonato di metallo raro; in granito e granito-pegmatite; in una vena di quarzo associata a senite granitica; in un colorante carbonato di quarzo-ferro-manganese; nel placer.

Uso: È un importante materiale minerale per estrarre elementi di cerio terre rare. Il cerio è utilizzato nelle leghe per migliorare l'elasticità, la tenacità e la resistenza dei metalli ed è una parte importante nei jet aerei, nei missili, nei motori e nei macchinari resistenti al calore. Può anche essere utilizzato come guscio protettivo contro le radiazioni. Il cerio viene anche utilizzato per produrre vetro colorato.

fosfoittriite

Composizione chimica e proprietà: Y[PO4]. La composizione è Y20 361.4% e P205 38.6%. Sono stati miscelati elementi di terre rare del gruppo ittrio, inclusi itterbio, erbio, disprosio e gadolinio. Elementi come zirconio, uranio e torio sono sostituiti da ittrio, accompagnati da silicio invece che fosforo. In generale, il contenuto di uranio nella fosfoittriite è superiore al torio. Le proprietà chimiche del fosfoittrio sono stabili. Struttura e morfologia dei cristalli: Sistema tetragonale, tipo tetragonale dipiramidale composto, granulare e massiccio.

Proprietà fisiche: Giallo, rossastro-marrone, talvolta giallo-verde, marrone o nocciola. Striature marrone chiaro. Lucentezza in vetro, lucentezza di grasso. Durezza 4 ~ 5, peso specifico 4.4 ~ 5.1, con policromismo debole e radioattività.

Stato di formazione: Prodotto principalmente in granito, granito-pegmatite. Si trova anche in granito alcalino e depositi relativi. È anche prodotto in miniere di placer. Scopo: Quando arricchito in grandi quantità, può essere utilizzato come materia prima minerale per la raffinazione di elementi di terre rare.

Epidotite di vanadio al lantanio

Un team di ricerca congiunto dell'Università di Yamaguchi, dell'Università di Ehime e dell'Università di Tokyo ha dichiarato in una dichiarazione che avevano scoperto un nuovo tipo di minerale contenente terre rare nella prefettura di Mie. La terra rara svolge un ruolo "Midas touch" nella trasformazione delle industrie tradizionali e nello sviluppo di campi ad alta tecnologia. Il nuovo minerale è stato scoperto nelle montagne della città di ISE nella prefettura di mie nell'aprile 2011. È un tipo speciale di epidote bruna contenente il lantanio delle terre rare e il vanadio dei metalli rari. Il 1 marzo 2013 il minerale è stato riconosciuto come nuovo minerale dall'Associazione Mineralogica Internazionale e denominato "lantanum vanadio epidotite".

Prodotto finito

Carbonato di cloruro di terre rare

Questi sono i due principali prodotti primari nell'industria delle terre rare e, in generale, esistono attualmente due processi principali per produrre questi due prodotti.

Un processo è costituito dalla torrefazione concentrata di acido solforico, in cui il concentrato di terre rare viene miscelato con acido solforico in un forno rotante. Il minerale calcinato viene lisciato con acqua, e il solfato di terre rare solubile entra nella soluzione acquosa, che viene chiamata soluzione di liscivia. Quindi aggiungere bicarbonato di ammonio alla soluzione lisciviante, terre rare come precipitazione di carbonato, dopo filtrazione per ottenere carbonato di terre rare.

Un altro procedimento è chiamato processo di soda caustica, indicato come processo alcalino. Generalmente, il 60% del concentrato di terre rare viene miscelato con liscivia concentrata e fuso ad alta temperatura. Il concentrato di terre rare viene decomposto e la terra rara diventa idrossido di terre rare. La torta alcalina viene lavata per rimuovere il sale di sodio e l'alcale in eccesso, e quindi l'idrossido di terre rare lavato viene disciolto in acido cloridrico. La soluzione filtrata di cloruro di terre rare viene concentrata e cristallizzata per produrre cloruro di terre rare solido.

Fosforite terra rara

Oltre ai minerali delle terre rare, gran parte degli elementi delle terre rare coesistono con i minerali di apatite e fosforite. Poiché i raggi ionici delle terre rare (0.848 ~ 0.106 nm) e Ca2+ (0.106 nm) sono molto vicini, la terra rara esiste nella roccia fosfato in modo omomorfico. Le riserve totali di minerali di fosfato nel mondo sono di circa 100 miliardi di tonnellate, con un contenuto medio di terre rare di 0.5 ‰, e la quantità totale stimata di terre rare associata al minerale di fosfato nel mondo è di 50 milioni di tonnellate.

In considerazione delle caratteristiche del basso contenuto di terre rare e dello stato di presenza speciale nel minerale, sono stati effettuati in patria e all'estero vari processi di recupero, che possono essere suddivisi in metodo umido e metodo caldo:

Metodo umido, a seconda della decomposizione di acidi diversi possono essere suddivisi in metodo, metodo acido cloridrico, metodo acido solforico. Ci sono molti tipi di recupero di terre rare da processo chimico di fosforo, che sono strettamente collegati con il trattamento del minerale di fosfato.

Nel processo di produzione termica, le terre rare entrano principalmente in scorie di silicato, che possono essere decomposte e liscivie con una grande quantità di acido cloridrico o  filtrate per rimuovere la silice, e poi estratte mediante TBP per recuperare le terre rare. Il tasso di recupero delle terre rare può raggiungere il 60%.

Grazie al continuo utilizzo delle risorse di minerale di fosfato, si sta rivolgendo allo sviluppo di minerali di fosfato di bassa qualità. Acido solforico processo umido processo acido fosforico è diventato il metodo principale di fosforo industria chimica, e il recupero di terre rare in acido solforico processo umido acido fosforico è diventato un hotspot di ricerca. Nel processo di produzione di acido solforico fosforico umido, il processo di estrazione delle terre rare con solvente organico è più vantaggioso rispetto ai metodi sviluppati in precedenza controllando l'arricchimento delle terre rare in acido fosforico.

Terre rare miste

Metallo prodotto mediante elettrolisi del sale fuso da minerali di terre rare contenenti ossidi o cloruri di lantanio, cerio, praseodimio, neodimio e una piccola quantità di samario, europio e gadolinio. La terra rara totale è superiore al 98%, il cerio è più del 48% di terra rara leggera. È facile da ossidare a nero nell'aria e può reagire con l'acqua a temperatura ambiente. Può essere utilizzato come selce, additivi in lega, materiali di stoccaggio di idrogeno.

Trasmissione modifica metodo di preparazione

benefazione

L'arricchimento è un processo di lavorazione meccanica che utilizza le differenze tra le proprietà fisiche e chimiche di vari minerali composti da minerali, adotta diversi metodi di arricchimento, con l'ausilio di diversi processi di arricchimento e di diverse attrezzature di arricchimento per arricchire minerali utili nel minerale, rimuovere le impurità nocive, e renderla separata dai minerali della gangue.

Attualmente, il contenuto di ossidi di terre rare nei minerali di terre rare estratti dalla Cina e da altri paesi del mondo è solo di pochi per cento, o addirittura inferiore. Per soddisfare le esigenze di produzione della fusione, i minerali delle terre rare vengono separati da minerali di gangue e altri minerali utili mediante arricchimento prima della fusione, in modo da aumentare il contenuto di ossidi delle terre rare e ottenere concentrati di terre rare che possono soddisfare i requisiti della metallurgia delle terre rare. Il trattamento minerale di minerale di terre rare adotta generalmente un metodo di flottazione, e viene spesso integrato da separazione per gravità e separazione magnetica per formare una varietà di combinazioni di processi di lavorazione minerari.

Il deposito di terre rare nella miniera di Bayan Obo nella Mongolia interna è un deposito di tipo carbonato di dolomite di ferro, con minerali di terre rare associati con i principali componenti del minerale di ferro (oltre alla bastnaite e alla monazite, ci sono diversi niobio e minerali di terre rare). Il minerale prodotto contiene circa il 30% di ferro e circa il 5% di ossidi di terre rare. Dopo aver frantumato i grandi minerali nella miniera, vengono trasportati in treno al concentratore della Baotou Iron and Steel Group Company. Il compito del concentratore è quello di aumentare Fe2O3 dal 33% a più del 55%, prima macinazione e classificazione sul mulino a sfere conico, e poi utilizzando il separatore magnetico del cilindro per selezionare 62 ~ 65% Fe2O3 (ossido di ferro) concentrato di ferro primario. Le residui di scarto sono state ulteriormente flottanti e separazioni magnetiche per ottenere un concentrato di ferro secondario contenente Fe203 al 45% (ossido di ferro) o più. La terra rara è arricchita con schiuma di flottazione di grado 10 ~ 15%. Il concentrato grossolano con il 30% di contenuto di REO può essere selezionato mediante agitatore, e il concentrato di terre rare con più del 60% di REO può essere ottenuto dopo il ritrattamento mediante attrezzatura di arricchimento.

determinazione

1. Assorbire 15 ml di filtrato dalla soluzione di sviluppo a colori, aggiungere 7 ml di acido ossalico al 5% e 3 ml di fosfina azo in una bottiglia conica da 50 ml, e agitare bene. Questa è la soluzione del pacchetto di sviluppo.

2, la soluzione di riferimento e la soluzione colorata dopo la stessa operazione, aggiungere 1-2 gocce di soluzione di difosfato di sodio (goccia due gocce lattina), sbiadito come liquido di riferimento (liquido bianco), versato nel colorimetro da 2 cm, lunghezza d'onda 660 nm, misurandone l'assorbanza e il contenuto. (Può essere fatto nella corsia 2). Nota: La soluzione di sviluppo a colori è nero.

decomposizione

Le terre rare in concentrato di terre rare sono generalmente sotto forma di carbonato, fluoruro, fosfato, ossido o silicato insolubili in acqua. Le terre rare devono essere trasformate in composti solubili in acqua o in acido inorganico attraverso varie modifiche chimiche. Dopo dissoluzione, separazione, purificazione, concentrazione o combustione e altri processi, vari composti misti di terre rare come cloruro misto di terre rare vengono prodotti come materie prime per prodotti o separazione di singole terre rare. Tale processo è chiamato decomposizione del concentrato di terre rare, anche noto come pretrattamento.

Ci sono molti metodi per la decomposizione dei concentrati di terre rare. In generale, possono essere suddivise in tre categorie: Acido, alcali e clorazione. La decomposizione acida è divisa in decomposizione dell'acido cloridrico, decomposizione dell'acido solforico e decomposizione. La decomposizione alcalina viene suddivisa in decomposizione di idrossido di sodio o fusione di idrossido di sodio o metodo di tostatura di soda. In generale, il processo tecnologico appropriato viene scelto in base ai tipi, alle caratteristiche di qualità e agli schemi di prodotto dei concentrati, che sono convenienti per il recupero e l'utilizzo globale di elementi terrestri non rari, che favoriscono la salute del lavoro e la tutela dell'ambiente, ed economici e ragionevoli.

Attualmente sono stati trovati quasi 200 tipi di minerali elementari sparsi, ma a causa della rarità e della mancanza di ricchi depositi indipendenti integrati con sfruttamento industriale, sono stati trovati solo rari germaniti indipendenti, seleniti e telluriti, ma la scala di deposito non è grande.

Dissoluzione dell'acido solforico

Gruppo cerio (il sale del composto solfato è insolubile) - lantanio, cerio, praseodimio, neodimio e prometio;

Gruppo terbio (leggermente solubile con doppio solfato) -- Samario, europio, gadolinio, terbio, disprosio e olmio;

Gruppo ittrio (solubile in doppio solfato) -- ittrio, erbio, tulio, itterbio, lutezio e scandio.

fusione

Esistono due metodi di fusione delle terre rare, vale a dire l'idrometallurgia e la pirometallurgia.

L'idrometallurgia è una forma di metallurgia chimica e l'intero processo è principalmente in soluzione e solvente. Ad esempio, la decomposizione del concentrato di terre rare, la separazione e l'estrazione di ossidi di terre rare, composti di terre rare e singoli metalli di terre rare sono i processi di separazione chimica quali precipitazione, cristallizzazione, REDOX, estrazione di solventi e scambio ionico. Attualmente, l'estrazione di solventi organici è ampiamente utilizzata, che è un processo generale per la separazione industriale di singoli elementi di terre rare ad alta purezza. Il processo di idrometallurgia è complesso, la purezza del prodotto è elevata e l'applicazione del prodotto finito è ampia.

Il processo pirometallurgico è semplice e la produttività è elevata. La pirosellizzazione delle terre rare comprende principalmente la lega delle terre rare mediante riduzione termica del silicio, metallo o lega delle terre rare mediante elettrolisi del sale fuso, lega delle terre rare mediante riduzione termica del metallo, ecc. la caratteristica comune della pirometallurgia è che viene prodotta ad alta temperatura.

Metodo a fase frazionale

Dall'ittrio (Y) nel 1794 al lutezio (Lu) nel 1905, tutte le singole separazioni di elementi naturali delle terre rare, così come il radium, scoperto dalle Curie, sono state effettuate in questo modo. Il metodo frazionario viene utilizzato per separare e purificare i composti utilizzando differenze nella facilità con cui vengono disciolti in solventi (solubilità). La procedura di funzionamento del metodo è: Conterrà due elementi di terre rare