稀土分离方法概述
混合稀土分离方法
混合稀土分离方法
混合稀土分离方法主要包括以下几种:
1. 溶液萃取法:利用稀土离子在不同溶液中的溶解度差异来实现分离。
常用的溶剂包括硝酸、盐酸、氨水等。
通过调节溶剂的酸碱性、浓度和温度等条件,使得稀土离子在不同溶液中的溶解度不同,从而分离出不同的稀土离子。
2. 离子交换法:利用离子交换树脂具有选择性吸附和释放离子的性质,将混合稀土溶液通过经过特殊处理的离子交换树脂柱,不同稀土离子会在树脂上以不同的速率被吸附和释放,从而实现分离。
3. 氧化还原法:利用稀土离子在不同氧化态下的溶解度差异来实现分离。
通过调节溶液中氧化还原剂的浓度和pH值等条件,使得不同氧化态的稀土离子发生氧化还原反应,从而实现分离。
4. 螯合剂络合法:利用稀土离子与特定螯合剂之间形成稳定络合物的性质来实现分离。
通过调节溶液中螯合剂的浓度和pH
值等条件,使得特定稀土离子与螯合剂形成络合物,从而与其他稀土离子发生不同程度的络合能力,实现分离。
5. 晶体生长法:利用稀土离子在晶体生长过程中的溶解度差异来实现分离。
通过调节晶体生长条件,使得特定稀土离子能够优先结晶出来,从而实现分离。
需要注意的是,以上方法通常需要在实验室条件下进行,并且
每种方法都有其适用范围和操作要求,具体选择方法需要结合具体实验情况来确定。
混合稀土分离
混合稀土分离
混合稀土分离是指通过物理、化学等方法将混合状态的稀土元素分离开来,使各种稀土元素单独存在的过程。
常用的混合稀土分离方法包括萃取法、溶剂萃取法、蒸发结晶法、离子交换法、电解法等。
萃取法是目前应用较广泛的一种方法,它利用不同稀土元素在有机相和水相中的分配系数差异来实现分离。
通过使用不同配体或萃取剂,可以实现各种稀土元素的分离。
溶剂萃取法是一种将稀土元素从水溶液中提取到有机溶剂中的方法。
不同稀土元素在有机溶剂中的溶解度差异可以用来分离这些元素。
蒸发结晶法是通过将稀土水溶液进行蒸发浓缩,使其溶质达到饱和状态,然后通过冷却结晶或者加入适当的沉淀剂进行结晶分离。
离子交换法是利用离子交换树脂来吸附和解吸稀土元素的方法。
不同稀土元素在树脂上的吸附和解吸速度差异可用于分离。
电解法是将稀土元素溶解于适当的电解质中,在特定电位或电流条件下,通过电解过程将稀土元素分离。
混合稀土分离是一项复杂而繁琐的过程,需要在实验室中进行仔细操作,并且需要经过多次处理和提纯才能得到纯度较高的稀土元素。
同时,混合稀土分离也需要考虑到成本和环境因素,选择合适的方法和工艺进行分离。
- 1 -。
稀土元素的分离方法
稀土元素的分离方法稀土元素的分离方法目前,除Pm以外的16个稀土元素都可提纯到6N(99.9999%)的纯度。
由稀土精矿分解后所得到的混合稀土化合物中,分离提取出单一纯稀土元素,在化学工艺上是比较复杂和困难的。
其主要原因有二个,一是镧系元素之间的物理性质和化学性质十分相似,多数稀土离子半径居于相邻两元素之间,非常相近,在水溶液中都是稳定的三价态。
稀土离子与水的亲和力大,因受水合物的保护,其化学性质非常相似,分离提纯极为困难。
二是稀土精矿分解后所得到的混合稀土化合物中伴生的杂质元素较多(如铀、钍、铌、钽、钛、锆、铁、钙、硅、氟、磷等)。
因此,在分离稀土元素的工艺流程中,不但要考虑这十几个化学性质极其相近的稀土元素之间的分离,而且还必须考虑稀土元素同伴生的杂质元素之间的分离。
现在稀土生产中采用的分离方法:(1)分步法从1794年发现的钇(Y)到1905年发现的镥(Lu)为止,所有天然存在的稀土元素间的单一分离,还有居里夫妇发现的镭,都是用这种方法分离的。
分步法是利用化合物在溶剂中溶解的难易程度(溶解度)上的差别来进行分离和提纯的。
方法的操作程序是:将含有两种稀土元素的化合物先以适宜的溶剂溶解后,加热浓缩,溶液中一部分元素化合物析出来(结晶或沉淀)。
析出物中,溶解度较小的稀土元素得到富集,溶解度较大点的稀土元素在溶液中也得到富集。
因为稀土元素之间的溶解度差别很小,必须重复操作多次才能将这两种稀土元素分离开来,因而这是一件非常困难的工作。
全部稀土元素的单一分离耗费了100多年,一次分离重复操作竟达2万次,对于化学工作者而言,其艰辛的程度,可想而知。
因此用这样的方法不能大量生产单一稀土。
(2)离子交换法由于分步法不能大量生产单一稀土,因而稀土元素的研究工作也受到了阻碍,第二次世界大战后,美国原子弹研制计划即所谓曼哈顿计划推动了稀土分离技术的发展,因稀土元素和铀、钍等放射性元素性质相似,为尽快推进原子能的研究,就将稀土作为其代用品加以利用。
稀土元素的分离方法
稀土元素的分离方法稀土元素相互分离的方法如分级结晶法、分级沉淀和均相沉淀法,因分离的效果不理想,手续冗长、费时,已很少用于矿石分析。
氧化还原分离法系以原子价的改变为基础,广泛用于具有变价的稀土元素如四价铈和二价铕、钐和镱的分离。
有机溶剂萃取法对于分离稀土元素是行之有效的方法。
如用乙醚萃取四价铈可与其他稀土元素分离。
近年来应用P204萃取分离稀土元素具有特别重要的意义,例如用0.75mol/LP204甲苯萃取时,镧-镥的分离因数可达3.5×105,相邻两镧系元素平均分离因数为2.5。
P507性质与P204相似,相邻稀土元素的分离因数的平均值大子P204。
层析分离法包括纸色层法和柱上色谱法。
在纸色谱法中,展开剂的选择很重要,用于稀土元素分离的展开剂有:丙酮-乙醚-硫氰酸-硝酸铵系统;丁酮-硫氰酸-硝酸铵系统,丁醇-8-羟基喹啉-乙酸-硝酸铵系统以及8-羟基喹啉-二甘醇甲醚-三氯甲烷-氯化钾系统等。
纸色谱法的优点是操作简便,由于某些稀土元素在展开时存在拖尾现象,影响分离效果。
近年来提出用高压直流纸上电泳法可将15个稀土元素分离,但在常规分析中尚未使用。
用乙醚-四氢呋喃-P204-硝酸(100+15+1+3.5)对所有的稀土元素具有很好的分离效果,大量铀存在以及复杂矿石中镧系元素的分离都能得到同样的效果。
在上述分离系统中,采用双向薄层色谱分离钼、锆、铀、钇、铕、钐、钷、钕、镨、铈、镧、钡、锶、碲等元素,且可以分离测定岩石和独居石中的稀土元素。
柱上反相分配层析法中以负载于三氟氯乙烯、硅藻土或多孔硅胶等担体上的P204或P507作固定相,以适当浓度的盐酸、硝酸或高氯酸溶液作流动相可以将稀土元素分成两组、多组或将15个稀土元素相互分离。
在一般情况下的分离效果,P507优于P204。
以P507萃淋树脂作固定相的分离又优于负载在一般担体上的P507的固定相。
柱上色层法分离稀土元素,目前应用最广。
离子交换法也是分离稀土元素较为有效的方法。
矿石中稀土元素的提取与分离
矿石中稀土元素的提取与分离稀土元素是一组特殊的金属元素,包括镧系元素(镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥)以及钪和钇,共 17种元素。
它们在现代科技和工业中发挥着至关重要的作用,从高科技电子产品到清洁能源,从国防军事到医疗设备,稀土元素的身影无处不在。
然而,稀土元素在自然界中通常不是以单独的纯元素形式存在,而是与其他元素一起组成复杂的矿石。
因此,从矿石中有效地提取和分离稀土元素是一项具有挑战性但又至关重要的任务。
稀土矿石的类型多种多样,常见的有独居石、氟碳铈矿、磷钇矿等。
这些矿石中稀土元素的含量通常较低,且与其他杂质元素紧密结合,这就增加了提取和分离的难度。
在提取稀土元素之前,首先需要对矿石进行预处理。
这通常包括破碎、研磨和选矿等步骤,以提高矿石的品位和减少后续处理的工作量。
破碎和研磨的目的是将大块的矿石破碎成较小的颗粒,以便后续的化学处理能够更有效地进行。
选矿则是利用物理性质的差异,如密度、磁性、导电性等,将含有稀土元素的矿石与其他杂质矿石分离。
化学浸出是提取稀土元素的常用方法之一。
常见的浸出剂有盐酸、硫酸、硝酸等强酸,以及氢氧化钠、碳酸钠等强碱。
在浸出过程中,浸出剂与矿石中的稀土元素发生化学反应,将稀土元素溶解到溶液中。
例如,对于独居石矿石,通常使用硫酸进行浸出,反应方程式如下:REPO₄+ 3H₂SO₄ → RE₂(SO₄)₃+ H₃PO₄然而,仅仅将稀土元素溶解到溶液中还不够,还需要将它们从复杂的溶液体系中分离出来。
溶剂萃取是一种非常有效的分离方法。
在溶剂萃取过程中,利用稀土元素在两种不互溶的液相(通常是水相和有机相)中分配系数的差异,实现稀土元素的分离。
常用的萃取剂有磷酸三丁酯(TBP)、二(2-乙基己基)磷酸(D2EHPA)等。
以使用 D2EHPA 萃取剂为例,它在有机相中可以与稀土离子形成稳定的络合物。
当含有稀土离子的水相与有机相接触时,稀土离子会从水相转移到有机相中,从而实现分离。
稀土化合物的分离方法
(4)二(1-甲庚基)磷酸(P215)萃取分离 特点:*酸度介于P204和P507之间 *分组的界线由La-Gd为铈组,其余为钇组 *分离测定方法同P204分离法,萃取酸度0.4N硝 酸,萃入有机相的钇组稀土用4N硝酸反萃取, 然后用偶氮胂Ⅲ测定。
(7)草酸盐沉淀分离法的一般操作 ①将含有约0.5克RE3O2的样品溶液加水稀释到200mL。 加0.1%甲酚红指示剂数滴,用1:2氨水调节溶液酸 度,由红色变成橙色(pH2.0-2.5); ②样品由钇组稀土组成或试液中含有大量酸时,应将 试液蒸发至近干,加0.01mol/L盐酸200mL,微热使 蒸干物溶解; ③将试液加热至70-80℃,在剧烈搅拌下慢慢加入7080℃的8%草酸溶液50mL,再继续搅拌约两分钟。 ④将沉淀在室温下放置约四小时或放置过夜;
(2)在氨水—氯化铵缓冲溶液中的沉淀分离 稀土氢氧化物沉淀法主要用于稀土与钙、镁 等元素的分离。
(3)氢氧化物沉淀分离中掩蔽剂的应用 ①三乙醇胺 在碱性溶液中,三乙醇胺能同铁、锰、铝、铜等 元素形成稳定的配合物,适量的三乙醇胺不影响稀土 氢氧化物的定量沉淀。
②EDTA EDTA对稀土有较强的配合作用,但用量适当,可 在稀土氢氧化物定量地沉淀的情况下,掩蔽一些共存元 素,提高氢氧化物沉淀分离的效果。
(4)稀土与磷酸根、氟离子等的分离
4.1.4氟化物沉淀分离法 (1)氟化物沉淀分离法的特点 ①沉淀剂:氢氟酸或氟化铵,不能用氟化钠或氟化钾。 ②含水氟化稀土胶状沉淀,加热转化为细小的颗粒状 沉淀。 ③稀土氟化物的溶解度比草酸盐小。 适用:*分解试样; *微量稀土的富集; *与铌、钽等元素分离。
(2)共存元素的分离及其对稀土氟化物沉淀的影响 ①稀土同锆、铪、铌、钽、钛、钨、钼、铁、铍、铝 和铀(Ⅵ)等元素分离 ②存在大量的钾、钠时,铌、钽、锆和钛等元素生成 溶解度不大的配盐。 ③铝也可生成不溶性的水合氟化物; ④钙和铅常部分随稀土沉淀,钍随稀土定量沉淀。
稀土冶炼分离核心技术
稀土冶炼分离核心技术
稀土元素是一类重要的战略资源,广泛应用于电子、光学、医疗、军事和环保等领域。
稀土冶炼分离技术作为稀土资源利用的关键环节,对于稀土的提取、分离和纯化起着至关重要的作用。
稀土冶炼分离核心技术主要包括以下几个方面:
1. 萃取分离技术。
萃取分离是目前稀土分离中最常用的方法之一。
通过有机相和水相之间的分配系数差异,将稀土元素从混合溶液中分离出来。
这种方法具有分离效率高、操作简便等优点,因此被广泛应用于稀土的提取和分离过程中。
2. 氧化还原分离技术。
氧化还原分离技术是利用稀土元素的氧化还原性质进行分离的方法,通过不同稀土元素的氧化还原电位差异,利用化学还原或氧化反应将稀土元素分离出来。
这种方法具有操作简便、成本低廉等优点,适用于某些特定的稀土分离场景。
3. 结晶分离技术。
结晶分离技术是通过溶液中不同稀土元素的溶解度差异,将其
逐步结晶分离出来的方法。
这种方法适用于某些特定的稀土元素分
离场景,具有分离效率高、产品纯度高等优点。
4. 膜分离技术。
膜分离技术是利用特定的膜材料对稀土元素进行筛选分离的方法。
这种方法具有操作简便、环保节能等优点,适用于稀土元素的
精细分离和纯化过程。
总的来说,稀土冶炼分离核心技术是稀土资源利用的关键环节,随着科技的不断进步和创新,稀土分离技术将会不断完善和发展,
为稀土资源的高效利用和保护环境做出更大的贡献。
稀土提取及分离
稀土提取及分离稀土是指一组具有特殊化学性质的17种元素,包括镧系、铈系、钕系、钐系、铽系、镝系、钬系、铒系、铥系和镱系元素。
这些元素在工业生产中具有广泛的应用,尤其是在高科技领域,如电子、光电、医疗器械等。
稀土的提取及分离是稀土产业链的重要环节,本文将对其进行详细介绍。
稀土的提取主要有矿石浸取法和离子交换法两种方法。
矿石浸取法是将稀土矿石经过破碎、磨矿等工艺处理后,通过酸浸法或碱浸法提取稀土。
其中,酸浸法适用于含磷的稀土矿石,而碱浸法适用于含碳酸盐的稀土矿石。
离子交换法则是利用离子交换树脂将稀土离子从溶液中吸附,并通过洗脱和再生等步骤获得稀土产品。
稀土的分离主要是通过溶剂萃取法和离子交换法实现的。
溶剂萃取法是利用有机相和水相之间的分配系数差异,通过萃取剂将稀土离子从溶液中提取到有机相中,然后通过洗脱和分离等步骤获得纯度较高的稀土产品。
离子交换法则是利用离子交换树脂的选择性吸附作用,根据稀土离子的不同特性,通过洗脱和再生等步骤实现稀土的分离。
稀土的提取及分离过程中需要注意的是,稀土元素之间在物理和化学性质上的相似性较高,因此在分离过程中往往会产生难以分离的混合物。
为了克服这一问题,可以通过改变萃取条件、选择适当的分离剂和控制溶液pH值等方法来实现稀土的有效分离。
稀土的提取及分离过程还需要考虑环境保护的因素。
稀土矿石的开采和提取过程中会产生大量废水和废弃物,其中含有重金属和放射性物质等有害物质。
因此,在稀土提取及分离过程中需要采取相应的环境保护措施,如废水处理和废弃物的合理处置,以减少对环境的污染。
稀土的提取及分离是稀土产业链的重要环节,通过矿石浸取法、离子交换法、溶剂萃取法等多种方法可以实现稀土的提取及分离。
在实际操作中,需要充分考虑稀土元素之间的相似性,选择合适的分离剂和控制条件来实现有效的分离。
同时,还需要关注环境保护的问题,通过合理的废水处理和废弃物处置等措施,减少对环境的影响。
稀土产业的发展离不开稀土的提取及分离技术的进步和创新,将为我国高科技产业的发展提供重要支撑。
混合稀土分离方法
混合稀土分离方法混合稀土是指由多种稀土元素组成的混合物,其中包含了多种不同的稀土元素。
由于稀土元素的特殊性质和广泛的应用价值,对混合稀土进行有效分离成为了研究的焦点之一。
本文将介绍几种常见的混合稀土分离方法。
一、溶剂萃取法溶剂萃取法是常用的混合稀土分离方法之一。
它基于稀土元素在不同有机相中的分配系数不同的原理,通过选择合适的有机溶剂,可以实现混合稀土的有效分离。
溶剂萃取法主要分为萃取剂法和萃取溶剂法两种。
萃取剂法是通过加入一种或多种特定的有机萃取剂,使稀土元素与有机相结合,并从水相中转移到有机相中,从而实现稀土元素的分离。
常用的有机萃取剂有酸性萃取剂、碱性萃取剂、有机浮选剂等。
萃取溶剂法是利用溶剂的性质选择不同的有机相,使稀土元素在不同的有机相中分配系数发生变化,从而实现混合稀土的分离。
常用的溶剂有醇类、醚类、酮类等。
溶剂萃取法具有分离效果好、操作简便等优点,广泛应用于工业生产中。
二、离子交换法离子交换法是另一种常用的混合稀土分离方法。
它基于稀土元素在离子交换树脂上的吸附能力不同的原理,通过选择合适的离子交换树脂,可以实现混合稀土的有效分离。
离子交换法主要分为固定床法和移动床法两种。
固定床法是将离子交换树脂装填在固定床中,将混合稀土溶液通过固定床,使稀土元素按照吸附能力不同被逐渐吸附下来,从而实现分离。
移动床法是将离子交换树脂装填在移动床中,通过逆流冲洗的方式使稀土元素按照吸附能力不同逐渐从上部向下部移动,从而实现分离。
离子交换法具有分离效果好、选择性强等优点,广泛应用于稀土元素的提取和分离过程中。
三、浮选法浮选法是一种常用的混合稀土分离方法,它基于稀土元素的浮选性质不同的原理,通过选择合适的浮选剂和调节浮选条件,可以实现混合稀土的有效分离。
浮选法主要分为直接浮选法和间接浮选法两种。
直接浮选法是将稀土矿石经过破碎、磨矿等处理后,加入合适的浮选剂,经过浮选机械的作用,使稀土元素与浮选泡沫结合,从而实现分离。
稀土元素的分离与提取方法
稀土元素的分离与提取方法稀土元素,这听起来是不是有点高大上?其实呀,它们就在我们的生活中扮演着重要的角色呢。
我记得有一次,我去一个工厂参观,正好看到了稀土元素的分离与提取过程。
那场面,真的让我大开眼界!先来说说稀土元素到底是啥。
稀土元素可不是土哦,它们是一组特殊的金属元素,包括镧、铈、镨、钕等等一共 17 种呢。
这些家伙在电子、新能源、航天航空等高科技领域里那可是神通广大。
那怎么把它们从矿石里分离和提取出来呢?这可得有点真功夫。
一种常见的方法是溶剂萃取法。
想象一下,就好像是在一个大派对上,我们要把不同性格的人分到不同的小组里。
在溶剂萃取中,我们用特殊的溶剂作为“分组工具”。
这些溶剂对不同的稀土元素有着不同的“吸引力”。
比如说,有一种溶剂特别喜欢镧,另一种溶剂就偏爱铈。
通过多次的“挑选”和“分组”,就能把稀土元素们逐步分开啦。
还有离子交换法,这就像是给稀土元素们安排一场特别的“考试”。
离子交换树脂就是“监考老师”,它会根据稀土元素的“表现”,也就是它们的离子特性,让它们通过或者留下。
通过这样一轮轮的“考试”,稀土元素们就被分离开来了。
另外,沉淀法也是常用的手段之一。
这个过程有点像我们做化学实验时的结晶过程。
通过控制溶液的酸碱度、温度等条件,让稀土元素以沉淀的形式从溶液中出来。
不同的稀土元素在特定条件下形成沉淀的情况不同,这样就能把它们一个一个地“揪出来”。
在我参观的那个工厂里,工人们穿着整齐的工作服,戴着防护眼镜和手套,在各种大型设备之间忙碌着。
巨大的反应釜里冒着热气,管道里流淌着五颜六色的溶液,仪表上的数字不停地跳动。
我看到一位老师傅,他眼神专注,紧紧盯着仪表盘上的数据,时不时地调整一下阀门,那认真的样子让我深深感受到了这项工作的重要性和复杂性。
总之,稀土元素的分离与提取可不是一件简单的事儿。
它需要先进的技术、精密的设备,还有经验丰富、认真负责的工作人员。
正是因为有了这些,我们才能享受到稀土元素带来的各种高科技产品和便利生活。
稀土元素分离技术
稀土元素分离技术1.稀土元素的概述稀土元素是指原子序数为57-71的一组元素,它们都是金属,具有类似的性质。
稀土元素在许多高科技领域,如电子、光学、石油、军工、医药等行业中有着广泛的应用。
因此,稀土元素的分离技术和提纯技术备受关注。
2.稀土元素的分离技术稀土元素的分离技术主要包括离子交换、萃取、膜分离等。
2.1离子交换分离技术离子交换分离技术是一种利用不同离子交换能力的树脂分离稀土元素的方法。
这种方法具有操作简便、效率高等优点。
但是,离子交换分离技术的树脂昂贵,使用寿命短等缺点限制了其应用范围。
2.2萃取分离技术萃取分离技术是利用不同稀土元素在特定的有机相和水相中的相互作用能力来实现分离的方法。
这种方法具有分离效果好、适用范围广等优点。
但是,萃取分离技术操作复杂,成本高等缺点限制了其应用。
2.3膜分离技术膜分离技术是一种利用膜的选择性分离稀土元素的方法。
该技术具有操作简便、分离效率高等优点。
但是,膜分离技术的成本高、膜污染等缺点限制了其在工业上的应用。
3.稀土元素的提纯技术稀土元素的提纯技术主要包括晶体分离、萃取、电解等。
3.1晶体分离技术晶体分离技术是利用不同稀土元素化学性质的差异,在一系列化学反应中制备出纯度较高的稀土元素晶体。
该技术具有纯度高、成本低等优点。
但是,晶体分离技术的工艺复杂,晶体生长速度慢等缺点限制了其应用范围。
3.2萃取提纯技术萃取提纯技术是一种避免杂质进入提纯体系,提高提纯效果的方法。
该技术具有操作简单、效率高等优点。
但是,萃取提纯技术不能实现高纯稀土元素的提纯。
3.3电解提纯技术电解提纯技术是利用稀土元素在电场作用下的电化学性质,经过一系列化学反应实现提纯的方法。
该技术具有纯度高、效率高等优点。
但是,电解提纯技术需要特殊的电解设备,成本较高,目前还没有实现稀土元素大规模生产。
4.结语稀土元素的分离技术和提纯技术是重要的稀土矿开采和应用的基础。
随着科技的发展,稀土元素的需求量不断增加,相应的技术也正在不断创新。
稀土提取的方法和技术
稀土提取的方法和技术
稀土提取是目前全球工业界和科研界广泛关注的议题之一,因为稀土元素在现代科技和工业中的应用越来越广泛。
稀土元素虽然在地壳中分布较广泛,但是由于其存在量比较少,分离提取困难,因此稀土提取一直以来都是一个比较困难的问题。
为了解决这个问题,科学家们开发了多种方法和技术来提高稀土元素的提取效率和纯度。
目前,稀土提取的方法和技术主要分为以下几类:
1. 浸出法:浸出法是目前稀土提取中较为常用的方法之一,其主要原理是将稀土矿物浸入酸性或碱性溶液中,通过溶解、过滤等方式将稀土元素从矿物中分离出来。
2. 氧化还原法:氧化还原法是一种利用化学反应将稀土元素从稀土矿物中分离出来的方法,其主要原理是利用化学反应将稀土元素从矿物中还原出来,然后通过沉淀、过滤等方式进行分离。
3. 溶剂萃取法:溶剂萃取法是一种利用有机溶剂将稀土元素从稀土矿物中提取出来的方法,其主要原理是通过有机溶剂与稀土元素的亲和作用将稀土元素从矿物中萃取出来。
4. 离子交换法:离子交换法是一种利用离子交换树脂将稀土元素从稀土矿物中分离出来的方法,其主要原理是利用离子交换树脂的亲和作用将稀土元素从矿物中吸附出来,然后通过洗涤、再生等方式进行分离。
5. 结晶法:结晶法是一种利用化学反应将稀土元素从稀土矿物中分离出来的方法,其主要原理是利用化学反应将稀土元素与其他杂
质分离开来,然后通过结晶、沉淀等方式进行分离。
总的来说,稀土提取的方法和技术各有优缺点,科学家们需要根据具体情况选择最适合的方法和技术,以提高稀土元素的提取效率和纯度。
稀土元素的分离与提取技术
稀土元素的分离与提取技术稀土元素是一类十分重要的化学元素,它们被广泛应用于很多高科技领域,包括电子、通信、照明,以及磁性材料等。
稀土元素在现代工业和科技中的作用越来越重要,在这种情况下,稀土元素的分离与提取技术显得尤为重要。
稀土元素具有极高的化学活性和相似性,导致它们在自然界中的存在十分罕见。
最初,人们发现这些元素最常见的产地是矿石中。
然而,由于矿石的含量相对低,因此从矿石中提取稀土元素变得十分困难。
随着技术的进步,科学家们逐渐开发了多种稀土元素的分离与提取技术,其中一些被用于大规模商业生产。
以下将简单介绍一些常见的稀土元素分离与提取技术。
一、萃取法萃取法是一种从矿石中分离稀土元素的常用技术。
这种方法基于化学物质之间互相吸附的特性。
萃取法基本上可以分为两类:湿法萃取和干法萃取。
湿法萃取法是指将稀土元素溶于水或其他溶液中,然后使用一种化学物质(通常是某种有机物)来吸附或萃取稀土元素。
干法萃取法则是通过微碎矿石并使用化学物质将稀土元素相互分离。
这种方法更适用于矿石中含有较高的稀土元素。
二、电解法电解法是指透过电解浴液将稀土元素从材料中分离出来。
这种方法需要将矿石转化成一种可导电的物质,通常是金属。
随后,它们会被加在电解质中,使它们通过电解的过程从中分离出来。
电解法需要一定的能耗,但是该方法迅速、高效,因此在商业生产中得到了广泛应用。
三、离子交换法离子交换法是指通过特殊的化学处理,使对应的离子在矿石中被取代。
这种方法需要准确地掌握矿石中的离子类型和其相互之间的互补性。
随后,交换树脂起到了取代相应离子的作用,使稀土元素从矿物中分离出来。
四、萃取-分离-再生法这种方法需要准确掌握矿石中的稀土元素含量、矿物组成和性质。
首先将稀土元素转化为可溶解于特定溶剂中的一种元素化合物,然后将其溶解在该溶剂中。
这种溶液被进一步处理以分离稀土元素。
然后将残留物经过特殊的再生处理,最终得到所需的稀土元素化合物。
总之,稀土元素的分离与提取技术的发展和应用,是推进当今科技和产业发展的重要技术支撑。
稀土金属的提取与分离技术
稀土金属的提取与分离技术引言稀土金属是一类重要的天然资源,具有广泛的应用价值,如在电子、光学、磁性材料等领域有着重要的作用。
然而,稀土金属的提取和分离过程相对复杂,需要采用一系列专门的技术来实现。
本文将介绍一些常用的稀土金属提取与分离技术,包括化学提取、物理提取和电化学提取。
1. 化学提取技术化学提取技术是将稀土金属与其他杂质分离的一种常用的方法。
其中包括溶剂萃取、离子交换和络合提取等。
1.1 溶剂萃取溶剂萃取是一种通过稀土金属和溶剂之间的相互作用来实现分离的方法。
常见的溶剂包括有机溶剂和无机溶剂,通过溶剂与稀土金属之间的亲合性差异,使其在不同的溶剂相中分离。
溶剂萃取技术具有操作简便、提取效率高等特点。
1.2 离子交换离子交换是一种通过固体离子交换剂与稀土金属之间的离子交换反应来实现分离的方法。
离子交换树脂是常用的离子交换剂,其表面具有带电荷的固相。
通过调节溶液中pH值和离子浓度等条件,可以实现稀土金属的吸附和解吸。
1.3 络合提取络合提取是一种通过络合剂与稀土金属之间的络合反应来实现分离的方法。
络合剂通常是具有一定配位能力的有机分子,可以与稀土金属形成络合物,从而实现分离。
络合提取技术在工业上应用较广泛,具有提取效率高和选择性好的特点。
2. 物理提取技术物理提取技术是通过稀土金属的物理性质差异来实现分离。
常用的物理提取技术包括重力分离、磁力分离和浮选等。
2.1 重力分离重力分离是根据不同密度的分离物质在重力作用下的不同沉降速度来实现分离的方法。
通过调整悬浊液的浓度和粒径,可以实现稀土金属的分离。
2.2 磁力分离磁力分离是根据稀土金属的磁性来实现分离的方法。
通过在外加磁场的作用下,磁性物质会受到磁力的作用而发生移动,从而实现稀土金属的分离。
2.3 浮选浮选是通过稀土金属与其他杂质在液体中的浮力差异来实现分离的方法。
通过调节浮选剂的种类和浓度,可以实现稀土金属的提取和分离。
3. 电化学提取技术电化学提取技术是利用电化学方法来实现稀土金属的提取和分离。
稀土元素的分离和应用
稀土元素的分离和应用稀土元素指的是一组具有相似化学性质的元素,包括镧系元素和钇系元素。
它们通常在地壳中只存在于极小的含量中,但是却在很多高科技领域中具有重要的应用价值,因此稀土元素的分离和应用一直是材料科学研究的重要领域。
一、稀土元素的分离技术稀土元素的分离是指将稀土矿石中复杂的成分分离开来,提取出特定的稀土元素。
稀土元素常常在矿石中与其他金属元素杂混在一起,因此分离技术的研究对于稀土元素的应用非常关键。
1. 传统隔离法传统的稀土元素分离方法是通过溶解矿石,然后采用化学反应等方法将稀土元素分离出来。
这种方法虽然可以达到很高的分离效果,但是成本较高,工艺复杂,且环保问题不容忽视。
2. 摘取剂技术摘取剂技术是指通过有机化学合成,制备一种能够亲和稀土元素的摘取剂,将其溶解于有机溶剂中,并与矿石中的稀土元素进行摇动或萃取。
这种技术虽然成本较低,工艺简单,但是摘取剂的选择和设计需要具备极高的专业知识,同时也容易受到降温等因素的影响,所以不太适用于大规模生产。
3. 膜分离技术膜分离技术是指利用半透膜的特性,将含有稀土元素的矿浆通过膜的选择性渗透,使得稀土元素与其他杂质分离出来。
膜分离技术不仅成本低、自动化程度高,而且也比较环保,因此越来越受到稀土元素分离工艺的青睐。
二、稀土元素的应用稀土元素由于具有优良的化学性质和物理性质,在现代化和高科技工业中有着广泛的应用。
1. 稀土金属稀土金属可以用于制备各种合金和磁性材料,如耐高温合金、稀土永磁体、稀土铁氧体等。
2. 稀土荧光材料稀土元素还可以用于制备荧光材料。
其中最为重要的应用是稀土荧光粉的制备。
稀土荧光粉由于其高亮度、宽波长范围、长荧光寿命等特性,在LED照明、荧光灯等领域中有着重要的应用。
3. 稀土催化剂稀土元素还可以用于制备催化剂,如三价铈离子可以用于环境污染治理中,如净化汽车尾气中的有害物质,而三价铑又可以作为有机合成的催化剂。
总的来说,稀土元素的应用具有广泛性和前瞻性,未来还有很大的发展空间。
稀土元素的分离提取技术
稀土元素的分离提取技术稀土元素是指在地壳中分布比较稀少的一类元素,包括镝、钕、铕、镧等17种元素。
它们在电子、能源、通信、医疗等领域具有重要应用价值。
对于世界各国而言,稀土元素是一种十分重要的策略性资源。
目前,全球绝大多数稀土元素产自中国,因此其他各国都在积极开发本国的稀土资源。
由于稀土元素的分离提取相对困难,因此稀土元素的分离提取技术一直是一个研究热点。
一、传统的稀土元素分离提取技术传统的稀土元素分离提取技术主要分为化学法和物理法两大类。
1. 化学法化学法是指通过化学反应将目标物与其他杂质物分离开来,该方法主要包括溶剂萃取、离子交换、萃取分离、熔盐电解等。
其中,溶剂萃取技术是稀土元素的主要分离技术之一。
该方法利用稀土元素与有机物相互作用的特性,在有机相和水相之间达到分离的目的。
然而,溶剂萃取技术有许多不足之处,例如生产过程复杂,废液危害环境,易造成工业事故等。
2. 物理法物理法是指通过物理特性分离目标物和杂质物,该方法主要包括离心法、纤维素吸附、树脂吸附等。
其中,离心法是该技术的主要代表。
其原理是:将混合溶液经离心分离器离心分离,将其中不同密度的物体分离开来。
离心法具有操作简单,适用范围广等优点。
但是,该方法的分离效率还有待提高。
二、新型的稀土元素分离提取技术传统的稀土元素分离提取技术存在许多问题,例如工艺过程复杂、环境污染等。
因此,研究人员一直在寻找新型的稀土元素分离提取技术。
目前,新型的稀土元素分离提取技术主要有以下几种。
1. 超声波分离技术超声波分离技术利用超声波的作用原理将溶剂中的稀土元素和杂质分离开来。
其原理是:将超声波传导于液体中时,会产生强烈的高频振动,导致液体中的稀土元素与杂质发生分离。
该技术具有分离效率高、分离速度快等优点。
但是,其仍存在部分稀土元素分离效果不理想等问题。
2. 磁分离技术磁分离技术是指通过磁场力将混合溶液中的稀土元素和杂质分离开来。
其原理是:利用强磁场将混合溶液分离成磁性物质和非磁性物质。
一种轻稀土分离方法
一种轻稀土分离方法
一种轻稀土分离的方法是通过萃取过程进行分离。
此方法包括以下步骤:
1. 选择合适的溶剂系统:通过研究稀土元素之间的溶解度差异,选择适当的溶剂对轻稀土进行提取。
2. 预处理:将含有轻稀土的原料进行预处理,包括研磨、酸浸等步骤,以提高分离效率。
3. 萃取:将预处理后的原料与溶剂混合,进行反复搅拌和萃取过程,使轻稀土元素能从固体相转移到溶液相。
4. 相分离:通过调整溶剂的酸碱度或加入络合剂等方法,调控稀土元素在溶剂中的溶解度,从而实现轻稀土的分离。
5. 回收:将轻稀土与溶剂进行分离,可以通过加热蒸发、冷却结晶等方法将轻稀土元素从溶剂中回收。
6. 精炼:对从溶剂中回收的轻稀土进行进一步的精炼处理,以得到纯度更高的轻稀土产物。
这种轻稀土分离方法具有操作简便、设备简单、效率高的特点,可以在工业生产
中应用。
同时,通过选择合适的溶剂和优化萃取条件,可以实现对不同轻稀土元素的选择性提取,从而实现分离和纯化。
稀土分离工艺技术
稀土分离工艺技术稀土是指针针对可溶于稀硫酸下的一类矿石,矿石中包含的稀土元素在地壳中非常稀少,因此被称为稀土。
稀土元素在现代工业中起着非常重要的作用,广泛应用于光电子、通信、汽车制造、磁性材料等领域。
由于其重要性,稀土分离工艺技术备受关注。
稀土分离工艺技术是通过对稀土矿石进行提炼和分离,最终得到纯度高的稀土元素。
稀土矿石中的稀土元素含量很低,通常低于1%,因此分离工艺技术对提高稀土元素的纯度具有关键性影响。
稀土分离工艺技术主要包括矿石破碎、浮选、流程设计、提取和精炼等环节。
首先,稀土矿石需要经过破碎和磨矿处理,将大块的矿石分解成较小颗粒的矿石。
然后,利用浮选工艺将矿石中的稀土矿物从非稀土矿物中分离出来。
浮选工艺根据稀土矿石中矿物的特性,利用其与常见矿物在浮力、沉降速度等特性的差异进行分离。
流程设计是稀土分离过程中非常关键的一环,它涉及到稀土元素分离的顺序和分离剂的选择。
稀土元素之间存在不同的物理和化学性质差异,因此在流程设计中需要根据这些特性来选择合适的分离剂。
同时,还需考虑到经济性和环境友好性,尽量减少对环境的污染。
提取和精炼是稀土分离的最后两个环节。
提取过程是将稀土元素从稀土矿石中提取出来,通常采用化学提取的方法,利用化学反应来将稀土元素与提取剂相结合,形成稀土络合物,通过相间萃取实现分离。
精炼过程则是将提取得到的稀土元素进一步精炼,去除杂质,提高纯度。
精炼方法包括晶体生长、离子交换和溶剂萃取等。
稀土分离工艺技术的研究和应用旨在提高稀土元素的产量和纯度,为稀土元素的应用提供高质量的原料。
随着对环境保护意识的日益增强,稀土分离工艺技术也在不断进步,注重减少对环境的污染,提高生产效率和产品质量。
总之,稀土分离工艺技术是稀土元素生产的关键环节,通过矿石破碎、浮选、流程设计、提取和精炼等环节,可以实现稀土元素的高效分离和提纯。
未来,稀土分离工艺技术将继续发展,以满足不断增长的稀土需求,为稀土元素的应用提供更好的支持。
稀土沉淀分离方法
稀土沉淀分离方法稀土元素是一类具有独特物理化学性质的重要矿产资源,广泛应用于工业生产和科技领域。
稀土沉淀分离方法是一种常用的提取和分离稀土元素的技术手段。
本文将介绍稀土沉淀分离方法的原理、流程和一些应用实例。
稀土沉淀分离方法基于稀土元素在溶液中形成稀土盐的沉淀性质。
稀土元素具有电化学性质活泼,容易与酸、碱等物质反应生成稀土盐。
根据稀土元素沉淀性能的差异,可以通过调节溶液的pH值、添加沉淀剂、温度等条件,使得不同的稀土元素以不同的形式和沉淀速度沉淀出来,从而实现稀土元素的分离和纯化。
首先,将稀土矿石破碎、磨细,加入稀酸或浓酸中进行浸出。
浸出过程中,可以加入一些助剂如氯化铵、硫酸铵等,以促进解离和稀土元素的溶解。
浸出液中含有稀土元素的溶液称为稀土液。
其次,根据稀土元素的性质和所需分离纯化的目标,可以通过调节溶液的pH值、添加沉淀剂等方式进行沉淀分离。
碳酸盐沉淀法是一种常用的方法,其原理是在碳酸盐沉淀剂存在下,稀土元素与碳酸根离子形成沉淀。
调节稀土液的pH值到适当范围,加入碳酸盐沉淀剂,搅拌、沉淀,经过一段时间的静置,稀土元素将以沉淀的形式分离出来。
然后,通过离心、过滤等手段将稀土沉淀物与液体分离。
沉淀物通常是含有多个稀土元素的混合物,可以通过进一步的处理、萃取等步骤进行进一步的纯化。
例如,可以采用溶解再沉淀法,将稀土沉淀物再次溶解,通过改变溶液条件和添加适当的沉淀剂进行沉淀分离,获得更纯的稀土元素。
最后,将分离得到的稀土沉淀物进行干燥、烧结等处理,得到稀土元素的最终产品。
稀土沉淀分离方法在工业生产和科研领域有着广泛的应用。
例如,可以用于从稀土矿石中提取稀土元素,实现资源的有效开发和利用。
此外,稀土沉淀分离方法还可以用于稀土元素的分离纯化,制备稀土盐、稀土氧化物、稀土合金等高纯度产品。
稀土元素在现代工业、光电技术、冶金、电子器件等领域有着广泛的应用,稀土沉淀分离方法的发展和应用对于促进相关产业的发展和进步具有重要意义。
稀土元素的分离与提取
稀土元素的分离与提取一、引言稀土元素是指元素周期表中的镧系元素(La至Lu)和钇元素(Y)。
这些元素在电子、磁性、光学、热学等方面具有特殊的物理、化学性质,因而在高科技领域有着广泛的应用。
稀土元素的分离与提取技术也因此愈发受到研究者们的关注。
二、稀土元素的分离技术1. 离子交换分离技术离子交换分离技术是通过树脂中的功能基团与稀土离子之间产生化学反应,使稀土离子从溶液中分离出来的技术。
这种技术最早的应用是纯化萃取稀土元素,后来逐渐发展成了稀土元素的分离和制备技术。
这种技术具有排除杂质、操作简便、回收率高等优点。
2. 萃取分离技术萃取分离技术是将要分离的稀土元素化合物和其它试剂溶液(萃取剂)混合搅拌,利用两种物质之间的差异性,分离出稀土元素。
这种技术优点是能够实现对多种稀土元素的同时分离,回收率较高。
缺点是对工艺要求高,操作复杂,需使用大量酸碱等试剂。
3. 溶剂萃取分离技术溶剂萃取分离技术是将稀土元素从氢氧化物溶液中用萃取剂如二辛基膦酸三钠等萃取。
这种技术广泛应用于稀土元素的分离、提纯等方面,并且具有高效、易操作等优点。
三、稀土元素的提取技术1. 氧化焙烧提取技术氧化焙烧提取技术是将稀土矿石经氧化焙烧后,利用物理和化学反应来分离出稀土元素的技术。
这种技术需要进行多道工序处理,成本较高,但能够实现对大量稀土元素的提取。
2. 合金还原提取技术合金还原提取技术是通过将稀土矿石与镁、钙等金属进行炼制和还原反应,分离出稀土元素。
这种技术的成本相对较低,但需要进行多道工序处理,且对原料质量要求较高。
3. 高温氧化分解提取技术高温氧化分解提取技术是通过高温下将稀土矿石氧化分解,使稀土元素从中分离出来的技术。
这种技术需要投入的资源较多,对设备的要求较高,但能够实现对多种稀土元素的提取。
四、结论稀土元素的分离与提取技术是一项复杂的工作,不同的技术适用于不同的稀土元素分离需求。
目前,离子交换分离技术、萃取分离技术和溶剂萃取分离技术等技术得到广泛应用,可以实现对多种稀土元素的分离和提取。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
稀土分离方法概述
姓名:任嘉琳班级:应化1102 学号:1505110619
摘要:近年来我国许多单位,在稀土分离工艺研究中,取得新的成果,重点是南方离子吸附性稀土矿,特点是单一稀土或部分稀土的分离转向整个镧系元素的全分离,从偏重技术指标到转为重视技术经济指标
关键词:稀土全分离单一分离
引言:稀土元素氧化物是指元素周期表中原子序数为57 到71 的15种镧系元素氧化物,以及与镧系元素化学性质相似的钪(Sc)和钇(Y)共17 种元素的氧化物。
稀土具有4f电子亚层,丰富的跃迁能级,大的原子磁距,多变的配位数,在光电磁材料中显示不可替代的作用,被誉为“工业维生素”。
我国是稀土大国,所拥有的稀土储量占世界总工业储量的80%以上,由于稀土元素电子结构相似,化学性质相似,分离十分困难,但是为了探索功能材料。
探索其本质特征,发现新的功能体系,拓展应用领域,必须解决分离稀土的难题[1]现在,常用的方法有溶剂萃取和离子交换。
除Pm以外的16个稀土元素都可以提纯到6N(99.9999%)的纯度。
由稀土精矿分解后所得到的混合稀土化合物中,分离提取出单一纯稀土元素,在化学工艺上是比较复杂和困难的。
其主要原因有二个,一是镧系元素之间的物理性质和化学性质十分相似,多数稀土离子半径居于相邻两元素之间,非常相近,在水溶液中都是稳定的三价态。
稀土离子与水的亲和力大,因受水合物的保护,其化学性质非常相似,分离提纯极为困难。
二是稀土精矿分解后所得到的混合稀土化合物中伴生的杂质元素较多(如铀、钍、铌、钽、钛、锆、铁、钙、硅、氟、磷等)。
因此,在分离稀土元素的工艺流程中,不但要考虑这十几个化学性质极其相近的稀土元素之间的分离,而且还必须考虑稀土元素同伴生的杂质元素之间的分离。
1.萃取分离
轻稀土(P204弱酸度萃取)—镧、铈、镨、钕和钷;
中稀土(P204低酸度萃取)—钐、铕、钆、铽和镝;
重稀土(P204中酸度萃取)—钬、铕、铒、铥、镱、镥和钪。
2.萃取工艺
(1)分步法[2]
从1794年发现的钇(Y)到1905年发现的镥(Lu)为止,所有天然存在的稀土元素间的单一分离,还有居里夫妇发现的镭,都是用这种方法分离的。
分步法是利用化合物在溶剂中溶解的难易程度(溶解度)上的差别来进行分离和提纯的。
方法的操作程序是:将含有两种稀土元
素的化合物先以适宜的溶剂溶解后,加热浓缩,溶液中一部分元素化合物析出来(结晶或沉淀)。
析出物中,溶解度较小的稀土元素得到富集,溶解度较大点的稀土元素在溶液中也得到富集。
因为稀土元素之间的溶解度差别很小,必须重复操作多次才能将这两种稀土元素分离开来,因而这是一件非常困难的工作。
全部稀土元素的单一分离耗费了100多年,一次分离重复操作竟达2万次,对于化学工作者而言,其艰辛的程度,可想而知。
因此用这样的方法不能大量生产单一稀土。
(2)离子交换
由于分步法不能大量生产单一稀土,因而稀土元素的研究工作也受到了阻碍,第二次世界大战后,美国原子弹研制计划即所谓曼哈顿计划推动了稀土分离技术的发展,因稀土元素和铀、钍等放射性元素性质相似,为尽快推进原子能的研究,就将稀土作为其代用品加以利用。
而且,为了分析原子核裂变产物中含有的稀土元素,并除去铀、钍中的稀土元素,研究成功了离子交换色层分析法(离子交换法),进而用于稀土元素的分离。
离子交换色层法的原理是:首先将阳离子交换树脂填充于柱子内,再将待分离的混合稀土吸附在柱子入口处的那一端,然后让淋洗液从上到下流经柱子。
形成了络合物的稀土就脱离离子交换树脂而随淋洗液一起向下流动。
流动的过程中稀土络合物分解,再吸附于树脂上。
就这样,稀土离子一边吸附、脱离树脂,一边随着淋洗液向柱子的出口端流动。
由于稀土离子与络合剂形成的络合物的稳定性不同,因此各种稀土离子向下移动的速度不一样,亲和力大的稀土向下流动快,结果先到达出口端。
离子交换法的优点是一次操作可以将多个元素加以分离。
而且还能得到高纯度的产品。
这种方法的缺点是不能连续处理,一次操作周期花费时间长,还有树脂的再生、交换等所耗成本高,因此,这种曾经是分离大量稀土的主要方法已从主流分离方法上退下来,而被溶剂萃取法取代。
但由于离子交换色层法具有获得高纯度单一稀土产品的突出特点,当前,为制取超高纯单品以及一些重稀土元素的分离,还需用离子交换色层法分离制取一稀土产[3](3)溶剂萃取
利用有机溶剂从与其不相混溶的水溶液中把被萃取物提取分离出来的方法称之为有机溶剂液-液液萃取法,简称溶剂萃取法,它是一种把物质从一个液相转移到另一个液相的传质过程。
溶剂萃取法在石油化工、有机化学、药物化学和分析化学方面应用较早。
但近四十年来,由于原子能科学技术的发展,超纯物质及稀有元素生产的需要,溶剂萃取法在核燃料工业、稀有冶金等工业方面,得到了很大的发展。
中国在萃取理论的研究、新型萃取剂的合成与应用和稀土元素分离的萃取工艺流程等方面,均达到了很高的水平。
溶剂萃取法其萃取过程与分级沉淀、分级结晶、离子交换等分离方法相比,具有分离效果好、生产能力大、便于快速连续生产、易于实现自动控制等一系列优点,因而逐渐变成分离大量稀土的主要方法。
溶剂萃取法的分离设备有混合澄清槽、离心萃取器等,提纯稀土所用的萃取剂有:以酸性磷酸酯为代表的阳离子萃取剂如P204稀土萃取剂、P507稀土萃取剂,以胺为代表的阴离子交换液N1923和以TBP、P350等中性磷酸酯为代表的溶剂萃取剂三种。
这些萃取剂的粘度与比重都很高,与水不易分离。
通常用煤油等溶剂将其稀释再用.稀土金属一般分为混合
稀土金属和单一稀土金属。
混合稀土金属的组成与矿石中原有的稀土成份接近,单一金属是各稀土分离精制的金属稀土氧化物(除钐、铕、镱及铥的氧化物外)为原料用一般冶金方法很难还原成单一金属,因其生成热很大、稳定性高。
因此如今生产稀土金属常用的原料是它们的氯化物和氟化物[5]
(4)熔盐电解
工业上大批量生产混合稀土金属一般使用熔盐电解法。
这一方法是把稀土氯化物等稀土化合物加热熔融,然后进行电解,在阴极上析出稀土金属。
电解法有氯化物电解和氧化物电解两种方法。
单一稀土金属的制备方法因元素不同而异。
钐、铕、镱、铥因蒸气压高,不适于电解法制备,而使用还原蒸馏法。
其它元素可用电解法或金属热还原法制备。
氯化物电解是生产金属最普通的方法,特别是混合稀土金属工艺简单,成本便宜,投资小,但最大缺点是氯气放出,污染环境。
氧化物电解没有有害气体放出,但成本稍高些,一般生产价格较高的单一稀土如钕、镨等都用氧化物电解。
(5)真空还原
电解法只能制备一般工业级的稀土金属,如要制备杂质较低,纯度高的金属,一般用真空热还原的方法来制取。
一般是把稀土氧化物先制成氟化稀土,在真空感应炉内用金属钙进行还原,制得粗金属,然后再经过重熔和蒸馏获得较纯的金属,这一方法可以生产所有的单一稀土金属,但钐、铕、镱、铥不能用这种方法。
钐、铕、镱、铥与钙的氧化还原电位仅使氟化稀土产生部分还原。
一般制备这些金属,是利用这些金属的高蒸汽压和镧金属的低蒸气压的原理,将这四种稀土的氧化物与镧金属的碎屑混合压块,在真空炉中进行还原,镧比较活泼,钐、铕、镱、铥被镧还原成金属后收集在冷凝上,与渣很容易分开。
3.总结
当前稀土分离的几个问题:(1)污染高(2)毒性强(3)容量低
经过我国数十年的发展,稀土分离技术已经有了极大改善,但仍需继续努力,为使我国稀土大国向稀土强国方向转变。
参考文献
[1] 徐光宪——造就中国稀土传奇[J]. 泰州科技. 2009 (01)
[2] 莫邪. 徐光宪为“中国稀土”正名[J]. 创新科技. 2010 (03)
[3]李冬,王军. 串级萃取理论在生产中的应用[J]. 包头钢铁学院学报. 2002 (01)
[4],陶美雄,姜任苟,李机. 中钇富铕稀土矿萃取分离新工艺研究[J]. 稀土. 2001 (02)
[5 徐光宪,高松,李标国,严纯华,黄春辉. 稀土萃取分离工艺研究新进展[J]. 中国稀土学报. 1993 (03)
[6 钟盛华. 离子吸附型稀土萃取分离新工艺[J]. 中国有色金属学报. 2000 (02)
[7 严纯华,廖春生,贾江涛,吴声,李标国. 中钇富铕稀土矿萃取分离流程的经济技术指标比较[J]. 中
国稀土学报. 1999 (03)。