Aleación de tierra rara

Tierra rara ligera

Metales de tierras raras

Tierra rara mediana

Tierra rara pesada

Tierra rara mezclada
Lantano de tierras raras (la), cerio (CE), praseodimio (PR), neodimio (ND), prometio (PM), Samario (SM), europio (UE), gadolinio (GD), terbio (TB), disprosio (Dy), holmio (Ho), erbio (Er), tulium (TM), ytterbio (Yb), lutecio (Lu), Escandio (SC) e itrio (y), un total de 17 elementos. El nombre inglés es Rare Earth. Los metales de tierras raras son generalmente blandos, maleables, maleables, polvorientos y altamente reactivos a altas temperaturas. Este grupo de metales tiene una fuerte actividad química, y tiene una fuerte afinidad por el hidrógeno, el carbono, el nitrógeno, el oxígeno, el azufre, fósforo y halógeno. Es fácil oxidarse en el aire. La superficie de las tierras raras pesadas y el escandio y el itrio es fácil de formar una capa protectora de óxido a temperatura ambiente. Los elementos de tierras raras pueden dividirse en tierras raras ligeras y tierras raras pesadas, principalmente en forma de óxidos de tierras raras. China, Rusia, Estados Unidos y Australia lideran el mundo en reservas de tierras raras. La tierra rara se utiliza principalmente en el petróleo, la industria química, la metalurgia, el textil, el vidrio cerámico, los materiales magnéticos permanentes y otros campos, conocidos como "glutamato monosódico industrial", "vitamina industrial" y "la madre de nuevos materiales", son recursos metálicos estratégicos preciosos.
 

La tierra rara (tierra rara) es el nombre general de la serie de lantanida y el escandio y el itrio en la tabla periódica de elementos. Hay 250 minerales raros de la tierra encontrados en la naturaleza.

Tierras raras fueron descubiertas por primera vez por el químico finlandés John Gadolin. En 1794, aisló el primer "elemento" de tierra rara (itrio, o Y2O3) de un mineral bituminoso pesado.

Debido a que en el siglo 18th se encontraron minerales raros de la tierra, en ese momento, sólo una pequeña cantidad de óxidos insolubles pudo ser obtenida por proceso químico. En la historia, era costumbre llamar tales óxidos "tierra", de ahí el nombre de tierra rara. [1]

Aplicación industrial de vitaminas petróleo, industria química, metalurgia, textil, cerámica y distribución permanente de materiales de imán países China, India, Estados Unidos y así sucesivamente

directorio

1 elementos componentes

2 Propiedades físicas y químicas

3 tipos comunes

Mineral crudo

▪ producto acabado

4 método de preparación

beneficio

determinación

▪ descomposición

▪ fundición

▪ purificación

5 Campos de aplicación

▪ militares

▪ Industria metalúrgica

▪ Industria petroquímica

▪ cerámica de vidrio

▪ Agricultura

6. El desarrollo de China

Situación actual

▪ enfoque de gestión

7. Se lanzó la primera compra estratégica y almacenamiento de tierras raras

8 distribución de recursos

▪ Características de la tierra rara

estado

9 total mundial

▪ China

▪ Turquía

▪ Estados Unidos

▪ India

▪ Rusia

▪ Australia

▪ Canadá

▪ Sudáfrica

▪ Malasia

▪ Egipto

▪ Brasil

10 guerras terrestres raras

▪ Japón

▪ Estados Unidos

▪ Unión Europea

▪ Cooperación India-Japón

▪ objetivo real

▪ Eliminación de aranceles

11 Intoxicación con tierras raras

Emisión de edición de componentes

Tierra y materiales raros

Tierras raras y materiales (14 hojas)

Según la estructura de la capa de electrones atómicos y las propiedades físicas y químicas de los elementos de tierras raras, así como su co-ocurrencia en minerales y las características de los diferentes radios iónicos, 17 elementos de tierras raras se dividen generalmente en dos grupos:

Las tierras raras ligeras incluyen: Lantano, cerio, praseodimio, neodimio, prometium, samario, europio.

Las tierras raras pesadas incluyen gadolinio, terbio, disprosium, holmio, erbio, tulium, ytterbio, lutecio, escandio e itrio.

La posición de los elementos de tierras raras en la tabla periódica

La posición de los elementos de tierras raras en la tabla periódica

Clasificación por separación de extracción:

Tierra rara ligera (P204 débil extracción de acidez) -- lantano, cerio, praseodimio, neodimio;

Tierras raras (P204 extracción de baja acidez) -- Samarium, europio, gadolinio, terbio y disprosio;

Tierras raras pesadas (extracción de pH en P204) -- holmio, erbio, tulium, ytterbium, lutetium, itrio.

Emisiones editadas de propiedades físicas y químicas

Uno es la ausencia de sulfuros y sulfatos (muy raramente), lo que sugiere que los elementos de la tierra rara son amantes del oxígeno.

En segundo lugar, los silicatos de la tierra rara son principalmente de tipo isleño, sin estructura de capa, marco y cadena.

En tercer lugar, algunos minerales raros de la tierra (especialmente óxidos complejos y silicatos) son amorfos.

El cuarto es la distribución de minerales de tierras raras, que son principalmente silicatos y óxidos en rocas magmáticas y pegmatita, fluorocarburos y fosfatos en depósitos hidrotermales y depósitos de corteza de erosión. La mayoría de los minerales ricos en itrio se encuentran en rocas similares al granito, pegmatita y depósitos hidrotermales de gas.

Quinto, los elementos de tierras raras son a menudo simbiosis en el mismo mineral debido a su similar estructura atómica, propiedades químicas y químicas cristalinas, es decir, cerio tierras raras y itrio tierras raras a menudo coexisten elementos en un mineral, pero estos elementos no coexisten en cantidades iguales, algunos minerales están dominados por la tierra rara del cerio, mientras que algunos minerales están dominados por el itrio.

Entre más de 250 minerales de tierras raras y minerales que contienen elementos de tierras raras han sido descubiertos, hay sólo más de 10 minerales industriales adecuados para las condiciones actuales de separación y metalurgia.

Tipos comunes editados difusión

Mineral crudo

monazita

Monazita (Monazita) también conocida como lantanita de cerio fosforoso.

Composición y propiedades químicas: (CE, la, y, th) [PO4]. La composición varía mucho. El contenido de óxidos de tierras raras en la composición mineral puede alcanzar el 50 ~ 68%. Las mezclas homomorfas son y, th, ca, [SiO4] y [SO4]. La monazita se disuelve en H3PO4, HClO4, H2SO4.

Estructura y morfología del cristal: Sistema de cristal monoclínico, clase de cristal rómbico columnar. Cristal en placa, superficie de cristal a menudo rayada, a veces columnar, cono, granular.

Propiedades físicas: Marrón amarillento, marrón, rojo, a veces verde. Translucidez a transparencia. Vetas blancas o amarillo rojizo claro. Tiene un fuerte brillo de cristal. Dureza 5,0 ~ 5,5. Es frágil. La gravedad específica es 4,9 ~ 5,5. El electromagnetismo es moderadamente débil. Se ilumina en verde en rayos X. No brilla bajo rayos catódicos.

Estado de la formación: Presencia en granito y granito-pegmatita; rocas raras de carbonato de metal; Dolomita y cuarcita; en Yunxia syenita, aegirita y pegmatita alcalina de la syenita; en los Alpes; en roca mixta; y corteza y placer desgastados.

Objetivo: Principalmente utilizado para extraer elementos de tierras raras.

Origen: Los principales recursos de monazita con valor minero económico son los depósitos aluviales o costeros de placer. Los depósitos de placer costeros más importantes se encuentran en las costas de Australia, Brasil e India. Además, Sri Lanka, Madagascar, Sudáfrica, Malasia, China, Tailandia, Corea del Sur, Corea del Norte y otros lugares contienen depósitos pesados de monozona.

La producción de monazita ha disminuido en los últimos años, principalmente porque el elemento de torio en el mineral es radiactivo y perjudicial para el medio ambiente.

fluocerita

Propiedades de la composición química: (CE, la) [CO3]F. Mezcla mecánica de SiO2, Al2O3, P2O5. La Bastesita es soluble en HCl diluido, HNO3, H2SO4 y H3PO4.

Estructura y morfología del cristal:

Sistema hexagonal. Cristales dipiramidales ditripartitos. Los cristales son columnas o placas hexagonales. Agregado granular fino.

Propiedades físicas: Amarillo, marrón rojizo, verde claro o marrón. Lustre de vidrio, brillo de grasa, rayas son blancas, amarillas, transparentes a translúcidas. Dureza 4 ~ 4,5, frágil, gravedad específica 4,72 ~ 5,12, a veces con radiactividad, débil magnética. Transparente en escamas, incoloro o amarillento en la luz transmitida, y no luminoso en los rayos catódicos.

Estado de la formación: Ocurre en rocas raras de carbonato de metal; granito y granito-pegmatita; en una vena de cuarzo asociada con la sienita granítica; en el dique de carbonato de cuarzo-hierro-manganeso; en el colocador.

Uso: Es una importante materia prima mineral para extraer elementos de tierra rara de cerio. El cerio se utiliza en aleaciones para mejorar la elasticidad, dureza y resistencia de los metales, y es una parte importante en aviones a reacción, misiles, motores y maquinaria resistente al calor. También se puede utilizar como una capa protectora contra la radiación. El cerio también se utiliza para fabricar vidrio de color.

fosfoyttriita

Composición y propiedades químicas: Y[PO4]. La composición es del Y2O 361,4% y P2O5 del 38,6%. Se mezclaron elementos de tierras raras del grupo de itrio, incluyendo el ytterbio, el erbio, el disprosio y el gadolinio. Elementos como el circonio, el uranio y el torio se sustituyen por el itrio, acompañado por silicio en lugar de fósforo. En general, el contenido de uranio en la fosfoyttriita es mayor que el torio. Las propiedades químicas del fosfoytrio son estables. Estructura y morfología del cristal: Sistema tetragonal, tipo dipiramidal tetragonal compuesto, granular y masivo.

Propiedades físicas: Amarillo, marrón rojizo, a veces amarillo-verde, marrón o avellana. Rayas marrón claro. Lustre de vidrio, brillo de grasa. Dureza 4 ~ 5, gravedad específica 4,4 ~ 5,1, con polocromismo débil y radioactividad.

Estado de formación: Principalmente producido en granito, granito-pegmatita. También se encuentra en granito alcalino y depósitos relacionados. También se produce en las minas de placer. Propósito: Cuando se enriquece en grandes cantidades, puede usarse como materia prima mineral para refinar elementos de tierras raras.

Lantano vanadio epidotita

Un equipo de investigación conjunto de la Universidad de Yamaguchi, la Universidad de Ehime y la Universidad de Tokio dijo en una declaración que habían descubierto un nuevo tipo de mineral que contenía tierras raras en la prefectura de Mie. La tierra rara juega un papel de "toque medio" en la transformación de las industrias tradicionales y el desarrollo de campos de alta tecnología. El nuevo mineral fue descubierto en las montañas de la ciudad de Ise en la prefectura de Mie en abril de 2011. Es un tipo especial de epidote marrón que contiene el lantano de la tierra rara y el vanadio de metal raro. El 1 de marzo de 2013, el mineral fue reconocido como un nuevo mineral por la Asociación Mineralógica Internacional y llamado "lantano vanadio epidotita".

Producto acabado

Carbonato de cloruro de tierra raro

Estos son los dos principales productos primarios en la industria de tierras raras, y en general, actualmente hay dos procesos principales para producir estos dos productos.

Un proceso es el tostado concentrado de ácido sulfúrico, en el cual el concentrado de tierra rara se mezcla con ácido sulfúrico en un horno rotativo. El mineral calcinado es lixiviado con agua, y el sulfato soluble de tierra rara entra en la solución acuosa, que se llama solución de lixiviación. Luego agregue bicarbonato de amonio a la solución de lixiviación, tierra rara como precipitación de carbonato, después de la filtración para obtener carbonato de tierra rara.

Otro proceso se llama proceso de sosa cáustica, conocido como proceso alcalino. Generalmente, el 60% del concentrado de tierras raras se mezcla con lejía concentrada y se fusiona a alta temperatura. El concentrado de tierras raras se descompone y la tierra rara se convierte en hidróxido de tierras raras. El pastel de álcali se lava para eliminar la sal de sodio y el exceso de álcali, y luego el hidróxido de tierra rara lavado se disuelve en ácido clorhídrico. La solución filtrada de cloruro de tierras raras se concentra y cristaliza para producir cloruro de tierras raras sólidas.

Fosforita tierra rara

Además de los minerales de tierras raras, una gran parte de los elementos de tierras raras coexisten con los minerales de apatita y fosforita. Debido a que los radios iónicos de la tierra rara (0,848 ~ 0,106 nm) y Ca2+ (0,106 nm) están muy cerca, la tierra rara existe en la roca fosfatada de una manera homomorfa. Las reservas totales de mineral de fosfato del mundo son de unos 100 millones de toneladas, con un contenido promedio de tierras raras del 0,5 ‰, y la cantidad total estimada de tierras raras asociadas con el mineral de fosfato del mundo es de 50 millones de toneladas.

En vista de las características de bajo contenido de tierras raras y estado de ocurrencia especial en el mineral, se han llevado a cabo una variedad de procesos de recuperación en el país y en el extranjero, que pueden dividirse en método húmedo y método caliente:

Método húmedo, según la descomposición de los diferentes ácidos puede dividirse en método, método de ácido clorhídrico, método de ácido sulfúrico. Hay muchos tipos de recuperación de tierras raras a partir del proceso químico del fósforo, que están estrechamente relacionados con el procesamiento del mineral de fosfato.

En el proceso de producción térmica, la tierra rara entra principalmente en escoria de silicato, que puede descomponerse y lixiviarse por una gran cantidad de ácido clorhídrico o  filtrarse para eliminar la sílice, y luego ser extraído por la TBP para recuperar la tierra rara. La tasa de recuperación de tierras raras puede alcanzar el 60%.

Con la continua utilización de los recursos de mineral de fosfato, se está volviendo al desarrollo de mineral de fosfato de baja calidad. Ácido sulfúrico proceso húmedo el proceso de ácido fosfórico se ha convertido en el método principal de la industria química del fósforo, y la recuperación de tierras raras en ácido sulfúrico proceso húmedo ácido fosfórico se ha convertido en un punto clave de investigación. En el proceso de producción de ácido sulfúrico ácido fosfórico húmedo, el proceso de extracción de tierras raras con disolvente orgánico es más ventajoso que los métodos desarrollados anteriormente al controlar el enriquecimiento de tierras raras en ácido fosfórico.

Tierra rara mezclada

Metal producido por electrólisis de sal fundida a partir de minerales de tierras raras que contienen óxidos o cloruros de lantano, cerio, praseodimio, neodimio y una pequeña cantidad de samario, europio y gadolinio. El total de tierras raras es más del 98%, el cerio es más del 48% de tierras raras ligeras. Es fácil oxidarse a negro en el aire, y puede reaccionar con el agua a temperatura ambiente. Puede usarse como piedra, aditivos de aleación, materiales de almacenamiento de hidrógeno.

Método de preparación editar emisión

beneficio

El beneficio es un proceso de procesamiento mecánico que utiliza las diferencias entre las propiedades físicas y químicas de varios minerales compuestos de mineral, adopta diferentes métodos de beneficio, con la ayuda de diferentes procesos de beneficio y diferentes equipos de beneficio para enriquecer minerales útiles en el mineral, eliminar impurezas perjudiciales, y lo separan de los minerales de gangue.

En la actualidad, el contenido de óxidos de tierras raras en los minerales de tierras raras extraídos por China y otros países del mundo es sólo un poco, o incluso menor. Con el fin de cumplir con los requisitos de producción de la fundición, los minerales de tierras raras se separan de los minerales de gangue y otros minerales útiles mediante el beneficio antes de la fundición, con el fin de aumentar el contenido de óxidos de tierras raras y obtener concentrados de tierras raras que puedan satisfacer los requisitos de la metalurgia de tierras raras. El procesamiento mineral del mineral de tierras raras generalmente adopta el método de flotación, y a menudo se complementa con la separación por gravedad y la separación magnética para formar una variedad de procesos de procesamiento de minerales.

El depósito de tierras raras en la mina Bayan Obo en Mongolia Interior es un depósito tipo roca carbonatada de dolomita de hierro, con minerales de tierras raras asociados con los principales componentes del mineral de hierro (además de la bastnaita y la monazita, hay varios niobio y minerales de tierras raras). El mineral producido contiene cerca del 30% de hierro y cerca del 5% de óxidos de tierra raros. Después de triturar grandes minerales en la mina, se transportan en tren hasta el concentrador de Baotou Iron and Steel Group Company. La tarea del concentrador es aumentar Fe2O3 de 33% a más de 55%, primero molienda y nivelación en el molino de bolas cónico, y luego utilizar el separador magnético del cilindro para seleccionar 62 ~ 65%Fe2O3 (óxido de hierro) concentrado de hierro primario. Los relaves fueron más flotación y separación magnética para obtener un concentrado secundario de hierro que contenía 45% Fe2O3 (óxido de hierro) o más. La tierra rara se enriquece en espuma de flotación con un grado de 10 ~ 15%. El concentrado grueso con 30% de contenido de REO puede seleccionarse por agitador, y el concentrado de tierras raras con más de 60% de REO puede obtenerse después del reprocesamiento por equipos de beneficio.

determinación

15ml. Absorber 1 filtrado de la solución de revelado de color, añadir 3ml% de ácido oxálico y 50ml fosfina azo en una botella cónica 7ml 5, y agitar bien. Esta es la solución de paquete de desarrollo.

2, la solución de referencia y la solución de color después de la misma operación, añadir 1-2 gotas de solución de difosfato sódico (gota dos gotas lata), descolorida como el líquido de referencia (líquido blanco), vertido en el colorímetro 2cm, longitud de onda 660nm, medir su absorbancia y contenido. (Se puede hacer en el pasillo 2). Nota: La solución de revelado de color es tinta negra.

descomposición

Las tierras raras en el concentrado de tierras raras son generalmente en forma de carbonato, fluoruro, fosfato, óxido o silicato que son insolubles en agua. La tierra rara debe transformarse en compuestos solubles en agua o ácido inorgánico a través de varios cambios químicos. Después de la disolución, separación, purificación, concentración o quema y otros procesos, varios compuestos mixtos de tierras raras como el cloruro de tierras raras mezclado se hacen como materias primas para productos o separación de una sola tierra rara. Tal proceso se llama descomposición de concentrado de tierras raras, también conocido como pretratamiento.

Hay muchos métodos para la descomposición de los concentrados de tierras raras. En términos generales, pueden dividirse en tres categorías: Ácido, álcali y cloración. La descomposición ácida se divide en descomposición del ácido clorhídrico, descomposición del ácido sulfúrico y descomposición. La descomposición de los álcalis se divide en descomposición de hidróxido de sodio o hidróxido de sodio fusión o método de asado de soda. En general, el proceso tecnológico apropiado se selecciona de acuerdo con los tipos, características de grado y esquemas de productos de concentrados, que son convenientes para la recuperación y la utilización integral de elementos de tierra no raros, conducentes a la salud laboral y protección del medio ambiente, y económicos y razonables.

En la actualidad, se han encontrado casi 200 tipos de minerales elementales dispersos, pero debido a la rareza y la falta de ricos depósitos independientes integrados con explotación industrial, solo se han encontrado raras germanitas independientes, selenitas y teluritas, pero la escala de depósitos no es grande.

Disolución de ácido sulfúrico

Grupo de cerio (la sal compuesta de sulfato es insoluble): Lantano, cerio, praseodimio, neodimio y prometio;

Grupo terbio (ligeramente soluble con sulfato doble) -- Samario, europio, gadolinio, terbio, disprosio y holmio;

Grupo de itrio (soluble por sulfato doble): Itrio, erbio, tulium, ytterbio, lutecio y escandio.

fundición

Hay dos métodos de fundición de tierras raras, a saber, la hidrometalurgia y la pirometalurgia.

La hidrometalurgia es una forma de metalurgia química, y todo el proceso está principalmente en solución y disolvente. Por ejemplo, la descomposición del concentrado de tierras raras, la separación y extracción de óxidos de tierras raras, compuestos de tierras raras y metales únicos de tierras raras son los procesos de separación química como la precipitación, cristalización, REDOX, extracción de disolventes e intercambio iónico. En la actualidad, la extracción de disolventes orgánicos se utiliza ampliamente, lo que es un proceso general para la separación industrial de elementos de tierras raras simples de alta pureza. El proceso de hidrometalurgia es complejo, la pureza del producto es alta y la aplicación del producto acabado es amplia.

El proceso pirometalúrgico es simple y la productividad es alta. La pirofundición de tierras raras incluye principalmente la aleación de tierras raras por reducción térmica de silicio, metal de tierras raras o aleación por electrólisis de sal fundida, aleación de tierras raras por reducción térmica de metales, etc. la característica común de la pirometalurgia es que se produce a alta temperatura.

Método de paso fraccionario

Desde el itrio (y) en 1794 hasta el lutecio (Lu) en 1905, todas las separaciones individuales de elementos de tierras raras naturales, así como el radio, descubierto por los Curies, se hicieron de esta manera. El método fraccional se utiliza para separar y purificar compuestos utilizando diferencias en la facilidad con que se disuelven en disolventes (solubilidad). El procedimiento de operación del método es: Contendrá dos elementos de tierra rara