Scheiding en zuivering van zeldzame aardelementen

Sinds de jaren vijftig Chineeszeldzame aardeWetenschappelijk en technologisch werkers hebben uitgebreid onderzoek en ontwikkeling gedaan naar de oplosmiddelextractiemethode voor het scheidenzeldzame aardeelementen, en hebben veel wetenschappelijke onderzoeksresultaten opgeleverd, die op grote schaal zijn gebruikt bij de industriële productie van zeldzame aardmetalen. In 1970 werd N263 met succes gebruikt in de industrie om te winnen en te scheidenyttriumoxidemet een zuiverheid van 99,99%, ter vervanging van de ionenuitwisselingsmethode voor het scheidenyttriumoxide. De kosten bedroegen minder dan een tiende van die van de ionenuitwisselingsmethode; In 1970 werd P204-extractie gebruikt in plaats van de klassieke herkristallisatiemethode om licht te producerenzeldzame aardoxiden; Extraherenlanthaanoxidegebruik van methyl-dimethylheptylester (P350) in plaats van de klassieke fractionele kristallisatiemethode; In de jaren zeventig begon het proces van ammoniak P507-extractie en -scheidingzeldzame aardeelementen en de extractie ervanyttriummet nafteenzuur werd voor het eerst gebruikt in Chinazeldzame aardehydrometallurgie-industrie; De snelle ontwikkeling van extractietechnologie in Chinazeldzame aardeDe industrie is onlosmakelijk verbonden met het harde werk van Yuan Chengye en andere kameraden van de Chinese Academie van Wetenschappen, het Shanghai Institute of Organic Chemistry. Verschillende extractiemiddelen (zoals P204, P350, P507, enz.) die zij met succes hebben onderzocht, zijn op grote schaal in de industrie gebruikt; De cascade-extractietheorie, voorgesteld en gepromoot door professor Xu Guangxian van de Universiteit van Peking in de jaren zeventig, heeft een leidende rol gespeeld in de Chinese extractie- en scheidingstechnologie. Tegelijkertijd werd een scheidingsproces voorgesteld dat geoptimaliseerd werd met behulp van de cascade-extractietheorie en dat breed toegepast werd in de wereldzeldzame aardeextractie- en scheidingsindustrie.

De afgelopen 40 jaar heeft China veel opmerkelijke prestaties geboekt op het gebied vanzeldzame aardescheiding en zuivering.

In de jaren zestig heeft het Beijing Nonferrous Metals Research Institute met succes de methode voor het verminderen van de zinkpoeder-alkaliteit bestudeerd om zeer zuivere metalen te produceren.europiumoxide, wat de eerste keer in China was dat producten van meer dan 99,99% werden geproduceerd. Deze methode wordt nog steeds in verschillende landen gebruiktzeldzame aardmetalendoor het hele land dat door de fabriek wordt gebruikt; Shanghai Yuelong Chemical Plant, Fudan University en Beijing General Institute of Nonferrous Metals werkten samen om eerst een extractie-ionenuitwisselingsproces te gebruiken om N263 te verrijken met P204 en te extraheren en te zuiveren om een ​​zuiverheid van 99,95% te verkrijgenyttriumoxide. In 1970 werd P204 gebruikt om N263 te verrijken en te verkrijgenyttriumoxidemet een zuiverheid van meer dan 99,99% door secundaire extractie en zuivering.

Van 1967 tot 1968 werkten de experimentele fabriek van de Jiangxi 801 Factory en het Beijing Nonferrous Metals Research Institute samen om met succes het proces te bestuderen van het gebruik van P204-extractiegroepering - N263-extractie om yttriumoxide te extraheren. In december 1968 werd een yyttriumoxideproductieworkshop werd gebouwd, met een zuiverheid van 99% vanyttriumoxide.

In 1972 werd een onderzoeksteam gevormd door vier bedrijven, waaronder het Beijing Nonferrous Metals Research Institute, Jiangxi 806 Factory, het Jiangxi Nonferrous Metallurgy Research Institute en het Changsha Nonferrous Metallurgy Design Institute. Na twee jaar gezamenlijke onderzoeksexperimenten bij het Beijing Nonferrous Metals Research Institute, het extractieprocesyttriumoxideHet gebruik van nafteenzuur als extractiemiddel en gemengde alcohol als verdunningsmiddel werd met succes bestudeerd.

In 1974 ontdekte het Changchun Institute of Applied Chemistry dit voor het eerst bij het scheidenzeldzame aardeelementen met behulp van nafteenzuurextractie,yttriumbevond zich voorlanthaan, waardoor het het minst gemakkelijk te extraheren element is in zeldzame aardmetalen. Daarom een ​​technologie voor scheidenyttriumoxideEr werd voorgesteld om nafteenzuurextractie uit het salpeterzuursysteem te gebruiken. Tegelijkertijd deed het Beijing Nonferrous Metals Research Institute onderzoek naar de scheiding vanyttriumoxideuit zoutzuursystemen waarbij nafteenzuur werd gebruikt, en in 1975 werden uitgebreide experimenten uitgevoerd in Nanchang 603 Plant en Jiujiang 806 Plant, waarbij gebruik werd gemaakt van Longnan mixedzeldzame aardoxideals grondstof. In 1974 werkten Shanghai Yuelong Chemical Plant, Fudan University en Beijing Nonferrous Metals Research Institute samen om de scheiding vanyttriumoxidee van monaziet De gemengdezeldzame aardevan bruinyttriumcolumbiumerts gebruikt het zwarezeldzame aardegeëxtraheerd en gegroepeerd op P204 als grondstof, enyttriumoxidee wordt gescheiden door nafteenzuurextractie. Er werd op drie fronten een vriendschapswedstrijd gehouden, waarbij iedereen informatie uitwisselde, van elkaars sterke en zwakke punten leerde en uiteindelijk met succes het nafteenzuurextractie- en scheidingsproces van 99,99% bestudeerde.yttriumoxidee met Chinese kenmerken.

Van 1974 tot 1975 werkte Nanchang 603 Factory samen met het Changchun Institute of Applied Chemistry, het Beijing General Institute of Non-ferro Metals, het Jiangxi Institute of Non-ferro Metallurgy en andere eenheden om met succes de derde generatie te bestuderen.yttriumoxidee extractieproces – nafteenzuur eenstapsextractie en extractie van hoge zuiverheidyttriumoxidee. Het proces werd in 1976 in gebruik genomen.

Bij de eerste NationaalZeldzame aardeExtractieconferentie gehouden in Baotou in 1976, stelde de heer Xu Guangxian de theorie van cascade-extractie voor. In 1977 werd het “Nationaal Symposium overZeldzame aardeExtraction Cascade Theory and Practice” werd gehouden in de Shanghai Yuelong Chemical Plant en bood een systematische en uitgebreide introductie tot deze theorie. Vervolgens werd de cascade-extractietheorie op grote schaal toegepast bij het onderzoek en de productie van scheiding en zuivering van zeldzame aardmetalen.

In 1976 gebruikte het Beijing Nonferrous Metals Research Institute Baotou-erts gemengd metzeldzame aardeuitpakkenceriumuit het verrijkte materiaal. Voor de scheiding werd gebruik gemaakt van de N263-extractiemethodelanthaan praseodymium neodymium. In één extractie werden drie producten gescheiden, en de zuiverheid ervanlanthaanoxide, praseodymiumoxide, Enneodymiumoxidelag rond de 90%.

Van 1979 tot 1983 BaotouZeldzame aardeResearch Institute en Beijing Nonferrous Metals Research Institute ontwikkelden een P507-zoutzuursysteemzeldzame aardeextractie-scheidingsproces met behulp van Baotou zeldzame aarderts als grondstof om zes single te verkrijgenzeldzame aardeproducten (zuiverheid 99% tot 99,95%) vanlanthaan, cerium, praseodymium, neodymium, Samarium, Engadolinium, evenalseuropiumEnterbiumverrijkte producten. Het proces was kort en continu en de productzuiverheid was hoog.

Begin jaren tachtig werkte het Beijing Nonferrous Metals Research Institute samen met Jiujiang Nonferrous Metalsmelter, het Changchun Institute of Applied Chemistry en de Jiangxi 603 Factory om het nationale ‘Zesde Vijfjarenplan’-onderzoek uit te voeren en met succes een procestechnologie te ontwikkelen voor het volledig scheiden van afzonderlijke componenten.zeldzame aardeelementen uit Longnan gemengdzeldzame aardemet behulp van het P507-zoutzuursysteem.

In 1983 nam de Jiujiang Non-ferro Metalsmelter de procestechnologie van het “nafteenzuur-zoutzuursysteem van het Beijing Nonferrous Metals Research Institute over om fluorescerende kwaliteit te producerenyttriumoxidevan Longnan gemengde zeldzame aarde” om fluorescerende kwaliteit te producerenyttriumoxide, waardoor de kosten worden verlaagdyttriumoxideen voldoen aan de vraag naaryttriumoxidevoor kleurentelevisie in China.

In 1984 bestudeerde het Beijing General Institute of Non-ferro Metals met succes de scheiding van hoogzuivere metalenterbiumoxidemet behulp van P507-extractieharsterbiumverrijkte stoffen als grondstoffen in China.

In 1985 heeft het Beijing Nonferrous Metals Research Institute de fluorescerende kwaliteit van de nafteenzuurextractie-extractie overgedragenyttriumoxideprocestechnologie naar de voormalige Duitse Democratische Republiek voor 1,71 miljoen Zwitserse frank, wat de eerste waszeldzame aardescheidingsprocestechnologie geëxporteerd door China.

Van 1984 tot 1986 voltooide de Universiteit van Peking industriële experimenten met de extractie en scheiding van La/CePr/Nd en La/Ce/Pr in het P507-HCl-systeem op de derde plaats.Zeldzame aardeFabriek van Baosteel. Meer dan 98%praseodymiumoxide, 99,5%lanthaanoxide, meer dan 85%ceriumoxideen 99%neodymiumoxidewerden verkregen. In 1986 paste de Shanghai Yuelong Chemical Plant de optimalisatieontwerptheorie van het extractieproces met drie uitlaten toe, een theoretische prestatie van de cascade-extractietheorie van de Universiteit van Peking, om een ​​industrieel experiment met drie uitlaten uit te voeren in het nieuw gebouwde P507-HCl-systeem voor het scheiden van lichte zeldzame aardmetalen. De industriële experimentschaal breidde het ontwerp van de cascade-extractietheorie direct uit tot 100 ton, waardoor de cyclus van toepassing van het nieuwe proces op de productie aanzienlijk werd verkort.

Van 1986 tot 1989 ontwikkelden Baotou Rare Earth Research Institute, Jiangxi 603 Factory en Beijing Nonferrous Metals Research Institute een P507-HCl-systeem multi-output-extractieproces, dat de gelijktijdige productie van 3-5 zeldzame aardproducten mogelijk maakt via één fractionele extractie. Het proces is kort, kosteneffectief en flexibel.

Van 1990 tot 1995, Beijing Nonferrous Metals Research Institute en BaotouZeldzame aardeHet onderzoeksinstituut werkte samen om het nationale “Achtste Vijfjarenplan” wetenschappelijke en technologische onderzoeksproject “Research on High Purity SingleZeldzame aardeExtractietechnologie”. Zestien alleenstaandenzeldzame aardoxideproducten met een zuiverheid groter dan 99,999% tot 99,9999% werden bereid met behulp van respectievelijk de extractiemethode, de extractiechromatografiemethode, de redoxmethode en de kationenuitwisselingsvezelchromatografiemethode. Dit proces heeft het internationale geavanceerde niveau bereikt en heeft de National “Achtste Vijfjarenplan” Major Achievement Award gewonnen.

In 2000 ontwikkelde het Beijing Nonferrous Metals Research Institute met succes de elektrolytische reductie-alkaliteitsmethode om zeer zuivere metalen te bereideneuropiumoxide. Door de vervuiling van zinkpoeder op het product te vermijden, kan dit proces extrahereneuropiumoxidemet een zuiverheid van 5N-6N in één keer. In 2001 heeft een jaarlijkse productielijn van 18 ton hoge zuiverheidsgraadeuropiumoxidewerd gebouwd in GansuZeldzame aardeBedrijf en dat jaar in gebruik genomen.

Kortom: Chinazeldzame aardeEr kan worden gezegd dat scheidings- en zuiveringstechnologie toonaangevend is in de wereld, zoals de scheiding van nafteenzuurextractieyttriumoxidegroter dan 5N, P507-extractiemethode voor bereidinglanthaanoxidegroter dan 5N, elektrolytische reductie-extractiemethode of alkaliteitsmethode voor bereidingeuropiumoxidegroter dan 5N, enz. Het niveau van automatiseringscontrole in de scheidings- en zuiveringsindustrie is echter relatief laag en sommige bedrijven hebben een slechte kwaliteitsstabiliteit en consistentie van hoge zuiverheidzeldzame aardeproducten. Daarom is het noodzakelijk om het uitrustingsniveau van ondernemingen verder te verbeteren.


Posttijd: 02-nov-2023