淺析稀土材料的制備技術(shù)(編輯修改稿)
2025-08-31 02:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 理：滲浸液的進(jìn)一步處理工藝有兩種,一種是用草酸沉淀稀土,再從稀土草酸鹽制得混合稀土氧化物產(chǎn)品；另一種是將滲取液進(jìn)行萃取分組,再以草酸沉淀,灼燒得到各富集物的氧化物。常用的離子型稀土礦的提取工藝有：1)食鹽——草酸提取工藝；2)硫酸銨——草酸提取工藝；3)氯化銨——草酸提取工藝；4)浸礦劑(碳酸鹽提取工藝)。5)自浸礦母液中直接萃取分組。近年來,隨著對離子型稀土礦研究的深入和稀土工業(yè)技術(shù)水平的提高,在我國有不少新的提取工藝的出現(xiàn)并逐漸應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。主要的新工藝有； 1)真空浸礦和帶式過濾機(jī)浸礦工藝； 2)螺旋分級機(jī)~板框濾機(jī)浸礦工藝； 3)離子交換樹脂礦漿交換提取工藝； 4)液膜法自母液中提取稀土等。稀土元素的物理和化學(xué)性質(zhì)極為相似,稀土元素的分離就成為無機(jī)制備工藝化學(xué)中的難題。過去一直使用混合稀土氧化物(RE2O3),直到近幾年,隨著稀土分離化學(xué)方法和技術(shù)的研究,制備出單一高純稀土(氧化物)產(chǎn)品,并促進(jìn)了稀土材料在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用和發(fā)展。稀土元素的分離包括下述方面：(一).稀土元素和非稀土元素的分離[RE2(SO4)3]難溶性和鐵,磷等雜質(zhì)元素分離；[RE2(C2O4)3]的難溶性與可溶性的非稀土元素的分離；,利用萃取方法和技術(shù)把稀土元素從雜質(zhì)元素中分離。(二).稀土元素之間的相互分離：1).利用被分離元素在兩相之間分配系數(shù)的差異：在分離過程中,一般是使被分離的元素在兩相之間進(jìn)行分配；或者在固~液兩相之間進(jìn)行分配(分級結(jié)晶法,分級沉淀法和離子交換法)；或者在液~液兩相之間進(jìn)行分配(溶劑萃取法)。利用A元素和B元素在Ⅰ相和Ⅱ相這兩相之間的分配系數(shù)D的差異進(jìn)行分離。在恒溫,恒壓下,某元素i的分配系數(shù)Di是達(dá)到平衡后,i在Ⅰ相中的濃度MⅠ與在Ⅱ相中的濃度MⅡ的比值?？杀硎緸椋篋i == MⅠ/MⅡ分級結(jié)晶的分配系數(shù)D表示為：Di ==Mc/Ml==元素i在晶體中的量/元素i在母液中的量分級沉淀法的分配系數(shù)D表示為：Di =Ms/Ml=元素i在沉淀中的量/元素i在母液中的量離子交換法分配系數(shù)D表示：Di=Mr/Ml=每克樹脂中元素i的量/每毫升溶液中元素i的量溶劑萃取的分配系數(shù)D表示為：Di=Mo/Ma=有機(jī)相中元素i的濃度/水相中元素i的濃度為了表征元素A和元素B在Ⅰ相和Ⅱ相這兩相之間進(jìn)行一次分配后的分離效果,通常以A元素和B元素的分配系數(shù)DA和DB的比值β表示。β就稱為分離因子：β=DA/DB當(dāng)β=1時，說明DA=DB。A元素和B元素在兩相之間不發(fā)生分離和富集。因此,β值越是偏離1,就說明分離效果越好。對于分級結(jié)晶法,要求經(jīng)過溶解~結(jié)晶,再溶解~再結(jié)晶等多次反復(fù)操作。對于分級沉淀法,要求經(jīng)過溶解~沉淀,再溶解~再沉淀等多次反復(fù)操作。對于離子交換法,要求經(jīng)過吸附~脫附,再吸附~再脫附等多次反復(fù)操作。對于溶劑萃取法,要求經(jīng)過萃取~反萃,再萃取~再反萃等多次反復(fù)操作。上述制備工藝流程中還要求在化工設(shè)備方面尋求可以連續(xù)自動化地進(jìn)行多次分配的單元操作。目前只有離子交換法,反相色層層析法和溶劑萃取法可以實現(xiàn)連續(xù)自動化進(jìn)行多次分配的單元操作,工作效率較高。2).溶劑萃取法(1).萃取劑：包括：磷類萃取劑(P型)；胺類萃取劑(N型)；螯合劑；有機(jī)羧酸類等。① 磷類萃取劑：這類萃取劑有中性正磷酸鹽類。如：磷酸三丁脂(n—C4H9O)3PO,(TBP)；三辛基氧膦(C8H17)3PO,(TOPO)和甲基膦酸二甲庚酯等。一元酸類有：二(2~乙基己基)膦酸(HDEHP),或P204；2~乙基己基膦酸單2~乙基己酯[HEH(EHP)],或者叫P507,或叫PC88A；二丁基磷酸(HDBP)；還有二元酸類和酸性,中性有機(jī)焦磷酸鹽類等。② 胺類萃取劑：這類萃取劑分為伯胺,N~1923；仲胺,叔胺,N~235；季胺,N~263等；③ 螯合劑和有機(jī)羧酸類：這類萃取劑有水楊酸,馬尿酸,環(huán)烷酸和異羥肟酸(HYA)等；萃取分離法可以進(jìn)行混合稀土元素的分離,也可進(jìn)行單一稀土元素的分離。⑴.溶劑萃取與萃取過程:利用有機(jī)溶劑從與它不互相混溶的液相中把某種物質(zhì)富集分離出來的方法就是有機(jī)溶劑液~液萃取法。簡稱為溶劑萃取法。溶劑萃取法是利用被分離的元素,在兩個互不相混的液相中分配時分配系數(shù)D的不同來進(jìn)行分離的，是一種將物質(zhì)從一個液相轉(zhuǎn)移到另一個液相的過程。將含有被萃物的水相與含有萃取劑的有機(jī)相充分混合合并且被萃取組分在兩相中分配達(dá)到平衡,兩相靜止分層后,把兩相分離的過程就稱為一級萃取,水相叫重相或萃余相；有機(jī)相叫輕相或萃取相。通過萃取方式,可以達(dá)到分離和富集物質(zhì)的目的。⑵.洗滌:將某種適宜的溶液(稀酸,去離子水等)與負(fù)載有機(jī)相充分接觸,使機(jī)械性夾帶和某些一同萃入有機(jī)相的雜質(zhì)離子被洗滌回水相中去,而被萃組分留在有機(jī)相的過程就是洗滌。這種水溶液就是洗滌劑,洗滌過程的實質(zhì)是雜質(zhì)的反萃過程。⑶.反萃:使用某種水溶液(無機(jī)酸,去離子水等)與經(jīng)過洗滌后的負(fù)載有機(jī)相充分接觸,但不破壞有機(jī)相中萃合物的結(jié)構(gòu),使被萃物重新由有機(jī)相轉(zhuǎn)入水相,與萃取相反的過程就是反萃,所使用的溶液就是反萃取劑。⑷.萃取液:也叫料液,含有被萃物但沒有與萃取劑接觸的水溶液。⑸.萃合物:萃取劑與被萃取物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成不易溶于水相而溶于有機(jī)相的化合物。⑹.負(fù)載有機(jī)相:也叫萃取液,含有萃合物的有機(jī)相。分餾萃取中的萃取液即指有機(jī)相的出口,含有較純的易萃組分。⑺.萃余液:指萃取后殘余的水相,一般是指被多次連續(xù)萃取后的水相出口,逆流或回流萃取的萃余液中含有較純的難萃組分。(2)萃取方式：稀土元素的化學(xué)性質(zhì)極為相似。相鄰的RE3+的分配系數(shù)D值差別不大,要經(jīng)過多級萃取才能達(dá)到分離的目的。在生產(chǎn)中要使料液水相和有機(jī)萃取相多次接觸,才能得到單一高純的稀土氧化物產(chǎn)品,就要求將若干個萃取器串聯(lián)起來,使有機(jī)相和水相反復(fù)多次接觸來提高分離效果。這種萃取分離工藝流程就叫串級萃取。在萃取方式上有：①.錯流萃?。哄e流萃取是將一次萃取后的萃余水相再多次和新鮮有機(jī)相接觸進(jìn)行萃取；或
數(shù)學(xué)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1