稀土是怎么提取的?
提取稀土的主要工艺过程为:表土剥离→开挖含矿山体、搬运矿石→浸矿池→将按一定比例(浓度要求)配置的电解质溶液作为"洗提剂"或"浸矿剂",加入浸矿池,溶液对池中含"离子相"稀土矿石进行"渗滤洗提"或"淋洗" →溶液中活泼离子与稀土离子交换,"离子相"稀土从含矿载体矿物中交换出来,成为新状态稀土。
加入"顶水",获含稀土母液;母液经管道或输液沟流入集液池或母液池,然后进入沉淀池;浸矿后废渣从浸矿池中清出,异地排放→在沉淀池中加入沉淀剂、除杂剂,使稀土母液中稀土除杂、沉淀,获混合稀土。
池中上清液经处理后,返回浸矿池,作"洗提剂"循环使用→混合稀土经灼烧,获纯度≥92%的混合稀土氧化物。
扩展资料:
稀土矿物的分布,在岩浆岩及伟晶岩中以硅酸盐及氧化物为主,在热液矿床及风化壳矿床中以氟碳酸盐、磷酸盐为主。富钇的矿物大部分都赋存在花岗岩类岩石和与其有关的伟晶岩、气成热液矿床及热液矿床中。
稀土元素由于其原子结构、化学和晶体化学性质相近而经常共生在同一个矿物中,即铈族稀土和钇族稀土元素常共存在一个矿物中,但这类元素并非等量共存,有些矿物以含铈族稀土为主,有些矿物则以钇族为主。
将60%的稀土精矿与浓碱液搅匀,在高温下熔融反应,稀土精矿即被分解,稀土变为氢氧化稀土,把碱饼经水洗除去钠盐和多余的碱,然后把水洗过的氢氧化稀土再用盐酸溶解,稀土被溶解为氯化稀土溶液,调酸度除去杂质,过滤后的氯化稀土溶液经浓缩结晶即制得固体的氯化稀土。
参考资料来源:百度百科--稀土
稀土元素的硫酸盐溶解度随温度升高而降低。在常温(20℃)时这些物质的溶解度如下: 硫酸镧 2.33g 硫酸铈 9.84g 硫酸镨 12.6g 硫酸钕 7.1g 硫酸钐 2.7g 硫酸铕 2.56g 硫酸钆 2.6g 硫酸铽 3.56g 硫酸钬 8.18g 硫酸镥 57.9g 硫酸镱20℃时的溶解度。可分为三组,稀土元素按硫酸复盐的溶解度可分为、微溶性铽组、难溶性铈组三组。
硫酸镧 2.33g 硫酸铈 9.84g 硫酸镨 12.6g 硫酸钕 7.1g 硫酸钐 2.7g
硫酸铕 2.56g 硫酸钆 2.6g 硫酸铽 3.56g 硫酸钬 8.18g 硫酸镥 57.9g
硫酸镱20℃时的溶解度我虽然没找到,但我找到了它10度和30度的溶解度供你参考:硫酸镱37.5g(10℃) 22.2g(30℃)
由此可看出溶解度和原子序数并没有什么明显关系。
稀土易和氧、硫、铅等元素化合生成熔点高的化合物,因此在钢水中加入稀土,可以起到净化钢的效果。由于稀土元素的金属原子半径比铁的原子半径大,很容易填补在其晶粒及缺陷中,并生成能阻碍晶粒继续生长的膜,从而使晶粒细化而提高钢的性能。
稀土元素具有未充满的4f电子层结构,并由此而产生多种多样的电子能级。因此,稀土可以作为优良的荧光,激光和电光源材料以及彩色玻璃、陶瓷的釉料。
稀土离子与羟基、偶氮基或磺酸基等形成结合物,使稀土广泛用于印染行业。而某些稀土元素具有中子俘获截面积大的特性,如钐、铕、钆、镝和铒,可用作原子能反应堆的控制材料和减速剂。而铈、钇的中子俘获截面积小,则可作为反应堆燃料的稀释剂。
稀土具有类似微量元素的性质,可以促进农作物的种子萌发,促进根系生长,促进植物的光合作用。
根据矿石类型而定:
从氟碳铈镧矿中提取稀土 将含 7~10%稀土氧化物原矿,经热泡沫浮选,得到含60%稀土氧化物的精矿。再用10%盐酸浸出(见浸取),除去精矿中的方解石等碳酸盐矿物,使精矿中稀土氧化物品位上升至70%。最后再焙烧浸出的精矿以除去氟碳铈镧矿中的二氧化碳,得到含85%稀土氧化物产品。此法称为选冶联合流程。
盐酸-氢氧化钠法是处理氟碳铈镧矿提取混合稀土的方法之一。将含70%稀土氧化物的精矿,先用过量浓盐酸分解精矿中的稀土碳酸盐,使其生成可溶性氯化稀土(RCl3)。R2(CO3)3·RF3+9HCl→RF3↓+2RCl3+3HCl+3H2O+3CO2↑,经固体和液体分离后,残渣中的氟化稀土(RF3)用碱溶液转化成混合稀土氢氧化物RF3+3NaOH─→R(OH)3+3NaF,再用分解精矿溶液中的过量盐酸溶解稀土氢氧化物 【R(OH)3】,反应生成的氯化稀土溶液 R(OH)3+3HCl─→RCl3+3H2O,经中和后除去杂质,浓缩结晶为混合稀土氯化物(RCl3·6H2O)。
氯化冶金法处理氟碳铈镧精矿是制取无水混合氯化稀土的重要方法。将含70%稀土氧化物精矿与碳粉、粘合剂混匀制成团块,在竖式炉中1000~1200℃高温下通入氯气,精矿中的稀土和杂质绝大部分被氯化。低沸点的杂质元素氯化物以气体形态排出;而高沸点的稀土、钙、钡等碱土金属氯化物成为熔体流入熔盐接收器,出炉冷却后得无水氯化稀土,用以制取混合稀土金属,并从混合稀土电解渣中回收钐和铕。
从独居石中提取稀土 根据它的伴生矿物的不同性质,采用磁选、电选、重选或浮选方法使它与伴生的有价矿物锆英石、钛铁石、金红石分开。精选所得的独居石精矿中氧化稀土、氧化钍(RxOy+ThO2)含量为55~68%。独居石的处理方法是将磨好的精矿粉在常压或加压下用NaOH溶液分解,稀土、钍生成难溶性的氢氧化物,
RPO4+3NaOH─→R(OH)3+Na3PO4 和
Th3(PO4)4+12NaOH─→3Th(OH)4+4Na3PO4
,稀土用盐酸溶解并控制酸度后进入溶液,
R(OH)3+3HCl─→RCl3+3H2O
与钍及其他杂质分离,稀土溶液浓缩结晶得氯化稀土,独居石矿还可采用硫酸法处理。
从氟碳铈镧矿-独居石混合型稀土精矿提取稀土 可采用酸法、碱法、氯化法。硫酸强化焙烧-溶剂萃取法是将含约60%稀土氧化物的混合型精矿在回转窑内用浓硫酸进行高温分解,使精矿中的铁、磷、钍、钙、钡等转化为难溶性物质,焙烧后的固体料经水浸除去杂质,得到纯净的稀土硫酸盐溶液,再经有机溶剂萃取和盐酸反萃,最后得到混合氯化稀土溶液。浓缩结晶,可得混合氯化稀土;或直接进行分组分离,制取单一稀土化合物。