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国内稀土分离的主要方法

2021-10-29 来源:三信匣钵

中国稀土储量居世界第一位。稀土冶炼厂设计始于20世纪50年代,用碱法处理独居石。到1992年,设计建设了约50个稀土冶炼厂,使用的稀土精矿有包头混合稀土矿、氟碳铈镧矿、离子吸附型稀土矿和独居石等;稀土分离方法以液一液溶剂萃取为主。1988年,各种稀土矿产品年产量约30000t。至1989年,分组分离能力为每年12000t,生产400余个品种、1000余个规格产品;各种产品出口量约为9200t,领先于世界;国内应用量为6770t,占世界第二。甘肃稀土公司是中国设计的最大稀土项目,处理包头混合稀土矿、氟碳铈镧矿和离子吸附型稀土矿,生产混合氯化稀土和单一稀土产品。

产品方案稀土产品主要用于冶金、玻璃陶瓷、石油化工及光学、电子、发光、永磁、磁光、超导材料等领域。产品约500个品种、3000个规格,其中有混合轻稀土,各种品位的富集物,各种纯度的单一化合物和金属。用于荧光材料的稀土化合物纯度为99.95%~99.99%,用于光学、激光等方面的化合物纯度为99.995%~99.999%。中国稀土产品已有400多种、1000余个规格,至1992年已制订23种产品的国家标准。

工艺流程选择稀土生产过程主要由精矿分解、稀土分组分离、化合物和金属制备等工序组成。

精矿分解有硫酸焙烧法、烧碱浸煮法和用盐酸或硝酸溶解法等。处理包头混合稀土矿和氟碳铈镧矿时,如果厂区的“三废”处理排放条件较好,多用成本较低的硫酸焙烧法;相反则可用烧碱浸煮法。处理独居石多用烧碱浸煮法,可以同时回收磷酸三钠。生产无水氯化稀土时,可用直接氯化法处理包头混合稀土矿、氟碳铈镧矿或独居石。离子吸附型矿,用盐酸或硝酸溶解法分解。

混合稀土分组分离工艺的确定,主要考虑产品品种、纯度和经济效益。大批量生产多用液一液溶剂萃取法;批量较小的高纯稀土,则可用离子交换法或萃取色层法生产。

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铕的分离多采用锌粉还原碱度法。

经过分组分离的富集物或单一稀土氯化物或硝酸盐,纯度高的用草酸沉淀法;富集物或纯度较低的产品,则用成本较低的碳酸氢铵沉淀法,过滤后,再灼烧成氧化物。混合轻稀土氯化物也可直接浓缩结晶,再经熔盐电解成混合稀土金属。单一稀土金属制取中,轻稀土多用熔盐电解,重稀土多用金属热还原,或先熔盐电解,制得相应的中间合金,再经真空蒸馏得海绵状纯金属。稀土永磁体生产,用粉末冶金法或还原扩散法。稀土荧光材料生产,多用粉末烧成法。

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