稀土市(shi)場是一(yī)個多元(yuán)化的市(shi)場,它不(bú)隻是一(yi)個産品(pin),而是🌈15個(gè)稀土元(yuán)素和钇(yǐ)、钪及其(qí)各種化(huà)合物從(cong)純度46%的(de)氯化物(wù)到🈲99.9999%的單(dan)一稀土(tu)氧化物(wù)及稀土(tu)金屬,均(jun)具有多(duō)種多樣(yàng)的用途(tu)。娱🔞乐网❌加上相(xiang)關的化(huà)合物和(he)混合⭕物(wu),産品不(bú)計其數(shù)。首先從(cong)最初㊙️的(de)礦石開(kai)采起,我(wo)們逐一(yi)介紹稀(xi)土的分(fen)離方法(fa)和冶煉(lian)過✌️程。
一(yi)、稀土選(xuǎn)礦
選礦(kuàng)是利用(yong)組成礦(kuang)石的各(ge)種礦物(wù)之間的(de)物理化(huà)🧡學性質(zhì)的差異(yì),采用不(bu)同的選(xuǎn)礦方法(fǎ),借助不(bu)同的選(xuǎn)礦工藝(yi)🍓,不同的(de)選礦設(she)備,把礦(kuàng)石中的(de)有用礦(kuàng)物富集(ji)起來,除(chu)去有害(hai)雜質,并(bìng)使之與(yu)脈石礦(kuang)物分離(lí)🌏的機械(xie)加工過(guò)程。
當前(qián)我國和(he)世界上(shàng)其它國(guo)家開采(cai)出來的(de)稀土礦(kuang)石中,稀(xī)土氧化(huà)物含量(liang)隻有百(bai)分之幾(ji),甚至有(you)的更🈲低(dī),爲了滿(mǎn)足冶煉(liàn)的生産(chǎn)要求,在(zài)冶煉前(qián)經選礦(kuàng),将稀土(tǔ)礦🈲物與(yǔ)脈石礦(kuang)物和其(qi)它有用(yong)礦物分(fen)開,以提(tí)📧高稀土(tǔ)氧化物(wù)的含量(liàng),得到能(neng)滿足稀(xī)土冶金(jin)要求的(de)稀土精(jīng)礦。稀土(tǔ)礦的選(xuǎn)🔅礦一般(ban)采用浮(fú)選法,并(bing)常♍輔以(yǐ)重選、磁(ci)♻️選🥵組成(cheng)多種組(zu)合⭕的選(xuan)礦工藝(yì)流程。
内(nei)蒙古白(bai)雲鄂博(bó)礦山的(de)稀土礦(kuàng)床,是鐵(tie)白雲石(shi)的㊙️碳🔅酸(suān)岩型礦(kuang)床,在主(zhǔ)要成分(fen)鐵礦中(zhōng)伴生稀(xi)土礦物(wù)📧(除氟碳(tàn)铈礦、獨(du)居石外(wài),還有數(shù)種含铌(ní)、稀土礦(kuang)物)。采出(chū)的礦🌈石(shi)中含鐵(tiě)30%左右🛀,稀(xī)土氧🧡化(hua)物約🈲5%。在(zai)礦山先(xian)将
大礦(kuàng)石破碎(suì)後,用火(huo)車運至(zhi)包頭鋼(gang)鐵集團(tuan)公司的(de)選礦廠(chang)。選礦廠(chang)的任務(wù)是将Fe2O3從(cong)33%提高到(dao)55%以上,先(xiān)在錐形(xing)球磨機(jī)上磨礦(kuang)分⁉️級,再(zài)用圓筒(tǒng)磁選機(ji)選得62~65%Fe2O3的(de)一次鐵(tiě)精♋礦。其(qi)尾礦繼(jì)續進行(háng)浮選與(yǔ)磁選,得(de)到含45%Fe2O3以(yi)上的二(èr)次鐵精(jing)礦。稀土(tǔ)富集在(zài)浮選泡(pào)沫中,品(pin)位達到(dào)10~15%。該富集(jí)物可用(yòng)搖床選(xuǎn)出REO含量(liang)爲30%的🌍粗(cū)精礦,經(jīng)選礦設(she)備再處(chu)㊙️理後,可(kě)得到REO60%以(yǐ)上的稀(xī)土精礦(kuang)。
二、稀土(tǔ)冶煉方(fang)法
稀土(tu)冶煉方(fāng)法有兩(liǎng)種,即濕(shi)法冶金(jīn)和火法(fa)冶金。
濕(shi)法冶金(jīn)屬化工(gōng)冶金方(fang)式,全流(liu)程大多(duo)處于溶(róng)液、溶劑(ji)之中,如(rú)稀土精(jīng)礦的分(fen)解、稀土(tǔ)氧化物(wù)、稀土化(hua)合物、單(dan)一🌂稀土(tǔ)金屬的(de)分離和(he)提取過(guò)程就是(shi)采用沉(chén)澱、結晶(jīng)、氧化🔱還(hai)原、溶劑(jì)萃取、離(li)子交換(huàn)等化學(xue)分離工(gong)藝過程(cheng)。現應用(yòng)較普遍(bian)的是有(you)機溶劑(ji)萃取法(fǎ),它是工(gong)業分離(li)高純單(dān)一稀土(tu)元素的(de)❄️通用工(gōng)藝。濕⭕法(fa)冶金流(liu)程複雜(zá),産品純(chun)度高🐉,該(gāi)法生産(chǎn)成品應(ying)用面廣(guang)闊。
火法(fa)冶金工(gong)藝過程(cheng)簡單,生(shēng)産率較(jiào)高。稀土(tu)火法冶(yě)🎯煉🙇♀️主🔞要(yào)包括矽(xi)熱還原(yuán)法制取(qǔ)稀土合(he)金,熔鹽(yan)電解法(fǎ)制取稀(xī)土金屬(shu)或合金(jīn),金屬熱(rè)還原法(fǎ)制取稀(xī)土合金(jīn)等。火法(fa)冶😍金的(de)共同特(te)點是在(zài)高🐪溫條(tiao)件下生(sheng)産。
1.稀土(tǔ)精礦的(de)分解
稀(xī)土精礦(kuàng)中的稀(xi)土,一般(bān)呈難溶(róng)于水的(de)碳酸鹽(yan)、氟化物(wu)、磷酸🧡鹽(yan)、氧化物(wu)或矽酸(suan)鹽等形(xíng)态。必須(xu)通過各(gè)種化學(xue)變化将(jiang)稀土轉(zhuǎn)化爲溶(róng)于水或(huò)無機酸(suān)的化合(he)物,經🤞過(guo)溶解、分(fen)離、淨化(hua)、濃縮或(huò)灼燒🏃等(děng)工序,制(zhi)成各種(zhǒng)混合稀(xī)土化合(hé)物如混(hùn)合🍓稀土(tu)氯化❄️物(wu),作爲産(chan)品或分(fen)離單一(yi)稀土的(de)原料,這(zhè)樣的過(guo)程稱爲(wèi)稀土精(jing)礦分解(jie)也㊙️稱爲(wei)前處理(lǐ)。
分解稀(xi)土精礦(kuang)有很多(duo)方法,總(zǒng)的來說(shuo)可分爲(wèi)三類,即(jí)酸法㊙️、堿(jian)法和氯(lǜ)化分解(jiě)。酸法分(fèn)解又分(fèn)爲鹽酸(suān)分解、硫(liu)酸分🎯解(jiě)和氫氟(fu)酸分❗解(jiě)法等。堿(jian)法分解(jie)又分爲(wei)氫氧化(hua)鈉分解(jie)或氫氧(yǎng)化鈉熔(rong)融或蘇(sū)打焙燒(shāo)法等♈。一(yi)般根據(jù)🌂精礦的(de)類型、品(pǐn)位特點(diǎn)、産品方(fāng)♌案、便于(yu)非🌂稀土(tu)元素的(de)回收與(yu)綜合利(li)用、利于(yu)勞動衛(wèi)生與環(huan)🔱境保護(hu)、經濟合(hé)理等原(yuán)則選擇(zé)适宜的(de)工藝流(liu)程。
碳酸(suan)稀土和(hé)氯化稀(xi)土的生(sheng)産:
這是(shì)稀土工(gong)業中最(zuì)主要的(de)兩種初(chu)級産品(pǐn),一般地(di)說,目前(qián)有兩🙇🏻個(gè)主要工(gōng)藝生産(chǎn)這兩種(zhǒng)産品。
一(yī)個工藝(yì)是濃硫(liu)酸焙燒(shāo)工藝,即(jí)把稀土(tǔ)精礦與(yǔ)硫酸混(hùn)合在回(hui)轉窯中(zhōng)焙燒。經(jīng)過焙燒(shāo)的礦用(yong)水浸出(chu),則可溶(rong)性的稀(xi)土硫酸(suan)鹽就進(jin)入水溶(rong)液,稱之(zhī)爲浸出(chū)液。然後(hou)往浸出(chū)液中加(jiā)入碳酸(suan)氫铵,則(ze)稀土呈(cheng)碳酸鹽(yan)沉澱下(xià)來,過濾(lü)🔴後即得(dé)碳酸稀(xi)土。
另一(yi)種工藝(yì)叫燒堿(jiǎn)法工藝(yì),簡稱堿(jian)法工藝(yi)。一般是(shi)将60%的稀(xi)土精礦(kuàng)與濃堿(jiǎn)液攪勻(yun),在高溫(wen)下熔融(rong)反應,稀(xī)土精礦(kuang)即被分(fen)解,稀土(tǔ)變爲氫(qīng)氧化稀(xi)土,把堿(jiǎn)餅經水(shui)洗除去(qu)鈉📧鹽和(he)多餘的(de)堿,然後(hou)把水洗(xi)過的氫(qing)氧化稀(xī)土再用(yòng)鹽酸溶(rong)解,稀土(tu)被溶解(jie)爲氯化(hua)稀土溶(róng)液,調酸(suan)度除去(qù)雜質,過(guo)濾後的(de)氯化稀(xī)土溶液(yè)經濃縮(suo)結晶即(ji)制得固(gu)體的氯(lǜ)化稀土(tu)。
2.稀土元(yuán)素的分(fen)離
目前(qian),除Pm以外(wai)的16個稀(xī)土元素(su)都可提(tí)純到6N(99.9999%)的(de)純度。由(yóu)稀土精(jīng)礦分❌解(jiě)後所得(de)到的混(hun)合稀土(tǔ)化合物(wu)中,分離(lí)提👨❤️👨取出(chu)單一純(chún)稀土元(yuán)素,在化(hua)學工藝(yì)上是比(bi)較複雜(zá)和🏃♂️困難(nan)的。其主(zhǔ)要原因(yīn)有二個(gè),一是镧(lán)系元素(sù)之間的(de)物理性(xing)質和👣化(huà)學性質(zhì)十分相(xiang)似,多數(shù)稀土離(lí)子半徑(jing)居于相(xiàng)鄰兩元(yuan)素之間(jiān),非常相(xiàng)近,在水(shuǐ)溶液中(zhong)都是穩(wen)定的三(sān)價态。稀(xī)土離子(zǐ)與水的(de)親和力(li)大,因受(shou)水合物(wu)的保護(hu),其✂️化學(xué)性質非(fēi)常相似(si),分離提(tí)🐪純極爲(wèi)困難。二(er)是🔞稀土(tǔ)精礦分(fen)解後所(suǒ)得到的(de)混♌合稀(xi)土化合(hé)物中伴(bàn)生的雜(zá)質元素(su)較多(如(ru)鈾、钍、铌(ni)、钽、钛、锆(gào)、鐵、鈣、矽(xi)、氟、磷等(deng))。因此,在(zai)分離稀(xī)土元素(sù)的工🏃♀️藝(yi)流程中(zhong),不但要(yào)考慮這(zhe)十幾個(gè)化學性(xing)質極其(qi)相近的(de)稀土元(yuán)素之間(jiān)的分離(li),而且還(hai)必須考(kao)慮稀土(tu)元素同(tong)伴生的(de)雜質元(yuán)素之間(jiān)的分離(lí)。
現在稀(xi)土生産(chǎn)中采用(yòng)的分離(li)方法(濕(shi)法生産(chan)工藝♊)有(yǒu):(1)分步♍法(fa)(分🐕級結(jié)晶法、分(fen)級沉澱(diàn)法和氧(yang)化還原(yuán)法);(2)離子(zǐ)交換法(fa);(3)溶劑萃(cuì)取法。
(1)分(fèn)步法
從(cóng)1794年發現(xiàn)的钇(Y)到(dao)1905年發現(xian)的镥(Lu)爲(wei)止,所有(yǒu)天然存(cun)在的稀(xī)土元素(sù)間的單(dan)一分離(lí),還有居(jū)裏夫婦(fù)發現的(de)鐳,都是(shi)用這種(zhǒng)方法分(fen)離的。分(fèn)步法是(shì)利用化(huà)合物🈲在(zai)溶劑🛀中(zhōng)溶解的(de)難易程(chéng)度(溶解(jie)度)上的(de)差别來(lái)進行分(fen)離和提(ti)純的。方(fāng)法的操(cao)作程序(xù)是:将含(han)有兩種(zhǒng)稀土元(yuán)素的化(hua)合物先(xian)以适宜(yi)的溶劑(ji)溶解後(hou),加熱濃(nóng)縮,溶液(ye)中一🏒部(bù)分元素(su)化合物(wù)析出來(lái)(結晶🏃♀️或(huo)沉澱)。析(xī)出物💃中(zhōng),溶解度(dù)較小的(de)稀土元(yuán)素得到(dào)富集,溶(rong)解度較(jiào)大點的(de)稀土元(yuán)素在溶(róng)液中也(ye)得到富(fù)集。因爲(wèi)稀土元(yuán)✏️素之間(jian)的溶解(jie)度差别(bie)很小,必(bi)須重複(fú)操🈲作多(duo)次才能(neng)将這兩(liǎng)種稀土(tǔ)元素分(fen)離開來(lai),因而這(zhè)是一件(jiàn)非常困(kùn)難的工(gong)作。全部(bu)稀土元(yuán)素的單(dan)一分離(li)耗😄費了(le)100多年,一(yī)次分離(li)重複操(cao)作竟達(dá)2萬次,對(dui)于化學(xue)工作者(zhe)而言,其(qi)艱辛的(de)程度,可(ke)想而知(zhi)。因此用(yòng)這樣的(de)方法不(bu)能大量(liang)生産單(dān)一稀土(tu)。
(2)離子交(jiāo)換法
由(you)于分步(bù)法不能(néng)大量生(shēng)産單一(yi)稀土,因(yin)而稀土(tu)元素🌈的(de)研究工(gōng)☁️作也受(shòu)到了阻(zu)礙,第二(er)次世界(jie)大戰後(hou),美國原(yuán)子彈研(yán)制計📐劃(huà)即所謂(wei)曼哈頓(dun)計劃推(tuī)動了稀(xi)土分離(li)技術的(de)發展,因(yin)稀土元(yuan)素和鈾(yóu)、钍等放(fang)射性元(yuán)素性質(zhi)相似,爲(wei)盡快推(tuī)進㊙️原子(zi)能的研(yán)究,就将(jiāng)😍稀土作(zuò)爲其代(dai)用品加(jiā)以利用(yong)。而且,爲(wèi)📱了分析(xī)原子核(he)裂變産(chǎn)物中🐅含(hán)有的稀(xī)土元㊙️素(sù),并除去(qù)鈾、钍♊中(zhong)的㊙️稀土(tǔ)元素💁,研(yan)究成功(gōng)了離子(zi)交換色(se)層分析(xī)法(離子(zi)交換法(fǎ)),進而用(yòng)于稀💃🏻土(tu)元素的(de)分離。
離(lí)子交換(huàn)色層法(fa)的原理(lǐ)是:首先(xian)将陽離(li)子交換(huan)樹脂填(tián)充于柱(zhu)✉️子内,再(zai)将待分(fen)離的混(hun)合稀土(tǔ)吸附在(zài)柱子入(rù)口處的(de)🔅那一端(duan),然後讓(rang)淋洗液(yè)從上到(dao)下流經(jīng)柱子。形(xíng)成了絡(luo)合物的(de)稀土就(jiu)脫離離(lí)子交換(huàn)樹脂而(er)随淋洗(xǐ)液一起(qǐ)🚶♀️向下流(liu)動。流動(dòng)的過程(cheng)中稀土(tǔ)絡合物(wu)分解🈲,再(zai)吸附于(yú)樹脂上(shàng)。就這樣(yang),稀土離(li)子一⛹🏻♀️邊(bian)吸附、脫(tuo)離樹🌐脂(zhī),一邊随(suí)着淋洗(xǐ)液向柱(zhu)子的出(chū)口端流(liú)動。由于(yú)稀土🥵離(lí)子與絡(luò)合劑形(xíng)成的絡(luo)合物的(de)💁穩定性(xìng)不同,因(yin)此各種(zhǒng)稀土離(lí)子向下(xià)移動的(de)速度不(bú)一樣,親(qīn)和力大(da)的稀土(tǔ)向下💋流(liú)動快,結(jie)果先⛷️到(dào)達🌐出口(kou)端。
離子(zǐ)交換法(fǎ)的優點(dian)是一次(cì)操作可(kě)以将多(duo)個元素(sù)加🍉以分(fen)離🚶♀️。而且(qiě)還能得(dé)到高純(chun)度的産(chǎn)品。這種(zhǒng)方法👄的(de)缺🙇♀️點是(shi)不能連(lian)續處理(li),一次操(cāo)作周期(qi)花費時(shi)間⭐長,還(hái)有樹脂(zhī)的再生(shēng)、交換等(deng)所耗成(cheng)本高,因(yin)此,這種(zhǒng)曾經是(shì)分離大(dà)量稀土(tǔ)的主要(yao)方法已(yǐ)從主流(liú)分離方(fang)法上退(tui)下來,而(er)被溶劑(jì)📱萃取法(fǎ)取代。但(dan)由于離(lí)子交換(huan)色層法(fǎ)具有獲(huò)得高純(chun)度單一(yi)稀土産(chan)品的突(tu)出特點(diǎn),目前,爲(wèi)制取超(chao)高純單(dān)一稀土(tu)産品以(yǐ)及一些(xiē)重稀土(tu)元素的(de)分㊙️離,還(hái)需用離(lí)子交換(huan)色層法(fǎ)分🏃🏻♂️離制(zhì)取。
(3)溶劑(ji)萃取法(fa)
利用有(you)機溶劑(jì)從與其(qí)不相混(hùn)溶的水(shui)溶液中(zhong)把被🐆萃(cui)🌐取物提(ti)取分離(li)出來的(de)方法稱(cheng)之爲有(you)機溶劑(ji)液—液液(yè)萃取法(fa),簡稱溶(róng)👄劑萃取(qu)法,它是(shi)一種把(ba)物質從(cong)一個液(yè)❄️相轉移(yi)📱到另一(yī)個液相(xiàng)的傳質(zhì)過程。
溶(róng)劑萃取(qu)法在石(shí)油化工(gōng)、有機化(huà)學、藥物(wù)化學和(hé)分析化(huà)👅學方面(miàn)應用較(jiào)早。但近(jìn)四十年(nian)來,由于(yú)原子能(neng)科學技(ji)術😍的發(fa)展,超純(chun)物質及(jí)稀有元(yuan)素生産(chǎn)的需要(yao),溶劑萃(cui)取法⚽在(zài)核燃料(liào)工業、稀(xi)有冶金(jin)等工業(yè)方面,得(de)到了很(hen)大的發(fā)展。我國(guó)在萃取(qǔ)理論的(de)研究、新(xīn)型萃取(qǔ)劑的合(hé)成與應(ying)用和稀(xi)土元素(sù)分離的(de)萃取工(gong)藝流程(cheng)等方㊙️面(miàn),均達到(dao)了很高(gāo)的水平(píng)。
溶劑萃(cui)取法其(qí)萃取過(guò)程與分(fen)級沉澱(diàn)、分級結(jie)晶、離子(zǐ)🌈交換等(děng)分☁️離方(fang)法相比(bi),具有分(fen)離效果(guǒ)好、生産(chǎn)能力大(dà)、便于快(kuài)速連續(xu)生産、易(yì)于實現(xiàn)自動控(kòng)制等一(yi)系列優(you)點,因而(er)逐漸變(biàn)成分離(lí)🏃🏻大量稀(xi)土的主(zhǔ)要方法(fa)。
溶劑萃(cuì)取法的(de)分離設(she)備有混(hun)合澄清(qing)槽、離心(xīn)萃取器(qi)等,提純(chun)稀土所(suo)用的萃(cui)取劑有(you):以酸性(xing)磷酸酯(zhǐ)爲代表(biǎo)的陽離(li)子🏒萃取(qu)劑如P204、P507,以(yǐ)胺爲代(dai)表的陰(yin)離子交(jiao)換液N1923和(hé)以TBP、P350等中(zhōng)性磷酸(suan)🥰酯爲代(dai)🌐表的溶(rong)✊劑萃取(qu)劑三種(zhong)。這些萃(cuì)🛀取劑的(de)粘度與(yu)比重都(dou)很高,與(yu)✊水不易(yi)分🔱離。通(tong)常用煤(méi)油等溶(róng)劑将其(qi)稀釋再(zai)用💃。
萃取(qǔ)工藝過(guo)程一般(ban)可分爲(wèi)三個主(zhǔ)要階段(duàn):萃取、洗(xi)滌、反萃(cui)🌍取🔅。
3.稀土(tu)金屬的(de)制備
稀(xī)土金屬(shu)的生産(chan)又叫稀(xī)土火法(fa)冶金生(sheng)産。稀土(tu)金屬一(yī)般分爲(wei)混合稀(xi)土金屬(shǔ)和單一(yī)稀土金(jin)屬。混合(hé)稀土金(jīn)屬的組(zǔ)成與礦(kuàng)石中原(yuan)有的稀(xī)土成份(fen)接近,單(dan)一金💰屬(shǔ)是各🎯稀(xi)土分離(li)精制✉️的(de)金屬。以(yi)稀土氧(yang)化物(除(chú)钐、铕、镱(yì)及铥的(de)氧化物(wu)外)爲原(yuán)料用㊙️一(yī)般冶金(jīn)方法很(hěn)難還原(yuan)成單一(yī)金🏃🏻屬,因(yin)其生成(chéng)🏃熱很大(dà)、穩定性(xing)高。因此(ci)目前生(sheng)産稀土(tu)金屬常(chang)用的原(yuan)料是它(tā)們👄的氯(lǜ)化物和(hé)氟化物(wu)。
(1)熔鹽電(dian)解法
工(gōng)業上大(dà)批量生(shēng)産混合(he)稀土金(jīn)屬一般(bān)使用熔(róng)鹽電解(jie)🏃🏻法。這一(yī)方法是(shi)把稀土(tu)氯化物(wù)等稀土(tu)化合物(wu)加熱熔(róng)融,然後(hou)進行☂️電(dian)解,在陰(yin)極上析(xī)出稀土(tu)金屬。電(dian)解法有(you)氯化物(wu)電解和(hé)氧化🐅物(wu)電解兩(liang)種方法(fǎ)。單一稀(xi)土金✏️屬(shǔ)的制備(bèi)方法因(yin)元素不(bu)同而異(yì)。钐、铕、镱(yi)、铥因蒸(zheng)氣壓高(gao),不适于(yu)電解法(fa)制備,而(ér)使用還(hai)原蒸餾(liú)法。其它(tā)元素可(kě)用電解(jie)法或金(jin)屬熱還(hái)原法制(zhì)備🐪。
氯化(huà)物電解(jiě)是生産(chǎn)金屬最(zui)普通的(de)方法,特(te)别是混(hùn)合稀土(tǔ)金屬☁️工(gong)藝簡單(dan),成本便(biàn)宜,投資(zi)小,但最(zui)大缺♉點(dian)是氯氣(qì)放出,污(wū)染環境(jìng)🌈。
氧化物(wù)電解沒(méi)有有害(hài)氣體放(fàng)出,但成(cheng)本稍高(gāo)些,一般(ban)☀️生産價(jia)格較高(gāo)的單一(yī)稀土如(rú)钕、镨等(děng)都用氧(yǎng)化物電(dian)解。
(2)真空(kong)熱還原(yuán)法
電解(jie)法隻能(néng)制備一(yī)般工業(yè)級的稀(xi)土金屬(shǔ),如要制(zhì)備雜質(zhi)較低,純(chún)度高的(de)金屬,一(yī)般用真(zhēn)空熱還(hai)原的方(fang)法來制(zhì)取。一般(bān)是把稀(xi)土氧化(huà)物先制(zhi)成氟化(huà)稀土,在(zai)真空感(gan)應爐内(nèi)用金屬(shu)鈣進行(háng)還原,制(zhì)得粗金(jīn)屬,然後(hou)再經過(guò)重熔和(he)蒸餾獲(huo)得較純(chún)的金屬(shu),這一✊方(fang)法可以(yi)生産所(suo)有的單(dan)一稀土(tǔ)金屬✊,但(dàn)钐、铕、镱(yì)、铥不能(néng)用這種(zhong)方法。
钐(shān)、铕、镱、铥(diū)與鈣的(de)氧化還(hái)原電位(wei)僅使氟(fú)化稀土(tu)産生📱部(bù)分⛷️還原(yuan)。一般制(zhi)備這些(xie)金屬,是(shi)利用這(zhe)些金屬(shu)🚩的高蒸(zheng)汽👨❤️👨壓和(he)镧金💛屬(shu)的低蒸(zhēng)氣壓的(de)原理,将(jiang)這四種(zhǒng)稀土的(de)氧化物(wu)與镧金(jin)屬的碎(suì)屑混合(hé)壓塊,在(zai)真空爐(lu)中進行(háng)還原,镧(lán)比較活(huó)潑,钐、铕(yǒu)、镱、铥被(bèi)镧還原(yuan)成金屬(shǔ)後收集(jí)在冷凝(níng)器上,與(yǔ)渣很容(rong)易分開(kai)。
三、稀土(tu)産品的(de)分類方(fang)法
稀土(tu)的産品(pǐn)種類很(hen)多。按加(jia)工深度(du),我們将(jiāng)其分爲(wei)選冶産(chǎn)🔞品和應(ying)用産品(pǐn)。前者指(zhi)稀土礦(kuang)山和冶(ye)煉企業(ye)生🏃🏻♂️産的(de)稀土精(jing)礦💚、單一(yi)和混合(hé)的稀土(tǔ)氧化物(wu)、金屬及(ji)其合金(jīn)、單一及(jí)混合稀(xi)土鹽類(lèi)等,共計(jì)300多個品(pǐn)種、500多個(ge)規格。後(hòu)者指一(yi)切含稀(xi)土的制(zhì)成品,如(ru)稀土🥵永(yǒng)磁體、稀(xi)土熒光(guāng)粉、稀土(tu)抛光粉(fen)、稀土微(wēi)肥、稀土(tǔ)激光晶(jing)體、稀土(tu)貯👉氫材(cái)料等。目(mu)前🌈沒有(yǒu)統一的(de)分🏒類法(fǎ),也沒有(yǒu)統一的(de)叫✔️法,界(jiè)限🏃♂️也不(bú)明确✨,大(dà)家熟悉(xi)的叫法(fǎ);礦産品(pǐn),初級産(chan)品(或粗(cu)産品)稱(chēng)上遊産(chan)品;深加(jiā)工産品(pǐn)(或叫🐆單(dan)一産品(pǐn)、高純産(chan)品)稱中(zhong)遊産品(pin);應用材(cai)👄料和應(ying)用産品(pin)(或器件(jian))稱下遊(you)産品。其(qí)中單一(yī)稀土氧(yang)化物、稀(xi)土金屬(shu)、混合稀(xī)土氧化(huà)物、混合(he)稀土金(jīn)屬主要(yào)用途見(jiàn)表1。
稀土(tǔ)産品用(yòng)途一覽(lan)表
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單一(yī)稀土氧(yǎng)化物 |
混(hùn)合稀土(tu)氧化物(wu) |
單一稀(xi)土金屬(shǔ) |
混合稀(xī)土金屬(shǔ) |
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La2 O3 :光學玻(bo)璃、陶瓷(cí)電容器(qi)、催化劑(ji)、熱電子(zi)發射體(tǐ)等。
Ce2
O3
:玻璃(lí)脫色劑(jì)、催化劑(ji)、光學玻(bō)璃、抛光(guang)粉等。
Nd2 O3 :永(yong)磁體、玻(bō)璃添加(jiā)劑、陶瓷(ci)電容器(qì)、激光器(qi)等。 Sm2 O3 :永磁(cí)體、陶瓷(cí)電容器(qì)、催化劑(jì)。 Eu2 O3 :紅色熒(ying)光粉、原(yuán)子反應(yīng)堆控制(zhì)材料等(deng)。 Gd2 O3 :原子反(fan)應堆控(kong)制材料(liào)、GGG磁光材(cái)料、磁緻(zhi)冷材料(liào)、光學玻(bō)🚶♀️璃。
Tb4
O7
:高顯(xian)色燈、磁(cí)光存儲(chu)材料、磁(cí)緻伸縮(suo)材料。
Ho2 O3 :顔(yá)料、激光(guang)器等。 Er2 O3 :光(guang)學玻璃(li)、半導體(ti)、光導纖(xiān)維。
Tm2
O3
:激光(guang)器等。
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抛(pāo)光粉
平(píng)闆玻璃(lí)、電視顯(xian)像管、照(zhao)相機鏡(jing)頭、眼鏡(jìng)片等。
石(shi)油裂化(huà)催化。 |
钇(yǐ):耐熱鋼(gāng)添加劑(jì)、電子材(cai)料、核反(fan)應堆材(cái)料、鋁導(dao)線😘。 镧:貯(zhù)氫合金(jīn)、電子射(shè)線源、吸(xī)氣劑、鋁(lü)合金。 镨(pu):永磁合(he)金、磁緻(zhi)冷合金(jīn)。 钕:永磁(ci)合金、磁(cí)光存貯(zhu)材料 钐(shān):永磁合(hé)金等。 铈(shì):火石合(hé)金、冶金(jīn)添加劑(ji)。
钆:原子(zǐ)能、磁緻(zhì)冷材料(liào)、磁光存(cún)貯材料(liao)。
镝:永磁(cí)合金、磁(ci)光存貯(zhù)材料、磁(cí)緻冷、磁(cí)緻伸縮(suo)材料。
铥(diu):磁緻伸(shen)縮材料(liao)等。
铽:磁(cí)緻伸縮(suo)材料、磁(ci)光存貯(zhù)材料。
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發(fā)火合金(jin)、鋼鐵和(he)有色金(jin)屬的添(tiān)加劑、貯(zhu)氫合金(jin)等。 |
從稀(xī)土原料(liào)直至最(zuì)終産品(pǐn)分爲幾(jǐ)個階段(duàn),越接近(jin)最終⭐産(chǎn)品,技術(shù)含量越(yuè)高,其附(fu)加值越(yue)高。從稀(xī)土原料(liào)到最終(zhong)成品要(yào)經過從(cóng)原料、材(cái)料、器件(jiàn)到産品(pin),且每一(yī)個環節(jiē)都有關(guan)鍵的技(ji)術,越接(jiē)近最終(zhōng)産品,其(qí)🤞技術含(han)量也越(yuè)高,當然(ran)附加值(zhí)也就越(yuè)高。所以(yǐ)發展稀(xī)土應用(yong)産品和(he)高附加(jiā)👌值産品(pǐn)是中國(guo)稀土未(wei)來🆚的希(xi)望。
下一(yī)篇: 能簡(jian)要作一(yi)下我國(guó)稀土資(zi)源與地(di)質科學(xue)發展的(de)述評嗎(ma)?
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