فصل وتنقية عناصر الأرض النادرة

منذ الخمسينيات ، الصينيةأرض نادرةأجرى عمال العلوم والتكنولوجيا أبحاثًا وتطويرًا مكثفًا على طريقة استخراج المذيبات للفصلأرض نادرةوقد حققت العناصر ، وقد حققت العديد من نتائج البحث العلمي ، والتي تم استخدامها على نطاق واسع في الإنتاج الصناعي الأرضي النادر. في عام 1970 ، تم استخدام N263 بنجاح في الصناعة لاستخراج وفصلأكسيد Yttriumمع نقاء بنسبة 99.99 ٪ ، استبدال طريقة التبادل الأيوني للفصلأكسيد Yttrium. كانت التكلفة أقل من عُشر طريقة التبادل الأيوني ؛ في عام 1970 ، تم استخدام استخراج P204 بدلاً من طريقة إعادة التبلور الكلاسيكية لإنتاج الضوءأكاسيد الأرض النادرة؛ استخراجأكسيد اللانثانومباستخدام ميثيل ثنائي ميثيل هيبتيل استر (P350) بدلاً من طريقة بلورة الكسور الكلاسيكية ؛ في سبعينيات القرن الماضي ، عملية استخراج الأمونيا P507 وفصلهاأرض نادرةعناصر واستخراجyttriumمع حمض النفثينيك تم استخدامه لأول مرة في الصينأرض نادرةصناعة الهيدرومتر. التطور السريع لتكنولوجيا الاستخراج في الصينأرض نادرةالصناعة لا تنفصل عن العمل الشاق في يوان تشينجي والرفاق الآخرين من الأكاديمية الصينية للعلوم معهد شنغهاي للكيمياء العضوية. تم استخدام العديد من المستخلصين (مثل P204 ، P350 ، P507 ، إلخ). لعبت نظرية استخراج التتالي المقترحة والترويج من قبل البروفيسور شو غوانغشيان من جامعة بكين في السبعينيات دورًا توجيهيًا في تكنولوجيا الاستخراج والانفصال في الصين. في نفس الوقت ، تم اقتراح عملية فصل مُحسّنة باستخدام نظرية استخراج الشلال وتطبيقها على نطاق واسع فيأرض نادرةصناعة الاستخراج والفصل.

على مدار الأربعين عامًا الماضية ، حققت الصين العديد من الإنجازات الرائعة في مجالأرض نادرةالفصل والتنقية.

في الستينيات من القرن الماضي ، قام معهد أبحاث المعادن غير الحاجز في بكين بدراسة طريقة تقليل مسحوق الزنك بنجاح لإنتاج عالي النقاءأكسيد يوروبيومالتي كانت المرة الأولى في الصين لإنتاج منتجات تزيد عن 99.99 ٪. لا تزال هذه الطريقة تستخدم في مختلفأرض نادرةفي جميع أنحاء البلاد التي يستخدمها المصنع ؛ تعاونت مصنع شنغهاي يويونج الكيميائي ، وجامعة فودان ، ومعهد بكين العام للمعادن غير الحركية لاستخدام عملية تبادل أيون استخراج أولاً لإثراء N263 مع P204 واستخراج وتنقية للحصول على 99.95 ٪ نقاءأكسيد Yttrium. في عام 1970 ، تم استخدام P204 لإثراء N263 والحصولأكسيد Yttriumمع نقاء أكثر من 99.99 ٪ من خلال الاستخراج الثانوي والتنقية.

من عام 1967 إلى عام 1968 ، تعاون المصنع التجريبي لمصنع Jiangxi 801 ومصنع أبحاث المعادن غير الحركية لدراسة عملية استخراج P204 بنجاح - استخراج N263 لاستخراج أكسيد Yttrium. في ديسمبر 1968 ، 3 طن/سنة Yأكسيد Yttriumتم بناء ورشة الإنتاج ، مع نقاء 99 ٪ منأكسيد Yttrium.

في عام 1972 ، تم تشكيل فريق أبحاث من قبل أربع شركات ، بما في ذلك معهد أبحاث المعادن في بكين غير المحفوظة ، ومعهد Jiangxi غير المعدني للمعادن ، ومعهد تشانغشا غير المعدني. بعد عامين من التجارب البحثية المشتركة في معهد أبحاث المعادن غير الحركية في بكين ، فإن عملية الاستخراجأكسيد Yttriumباستخدام حمض النفثينيك كمستخلص وكحول مختلط كخفف تم دراسة بنجاح.

في عام 1974 ، اكتشف معهد تشانغشون للكيمياء التطبيقية لأول مرة أنه عند الانفصالأرض نادرةعناصر باستخدام استخراج حمض النفثينيك ،yttriumيقع أماملانثانوم، مما يجعلها أقل عنصرًا قابلاً للاستخراج في عناصر الأرض النادرة. لذلك ، تقنية للفصلأكسيد Yttriumباستخدام استخراج حمض النفثينيك من نظام حمض النيتريك. في الوقت نفسه ، أجرى معهد أبحاث المعادن غير الحركية في بكين بحثًا عن فصلأكسيد Yttriumمن أنظمة حمض الهيدروكلوريك باستخدام حمض النفتنيك ، وأجريت تجارب موسعة في مصنع Nanchang 603 و Jiujiang 806 في عام 1975 ، باستخدام Longnan Mixedأكسيد الأرض النادركمواد خام. في عام 1974 ، تعاونت معهد شنغهاي يويونج الكيميائي وجامعة فودان وبكين معهد أبحاث المعادن غير الحركية لدراسة فصلyttrium أكسده من مونيازيت المختلطأرض نادرةمن براونyttriumيستخدم خام كولومبيوم الثقيلأرض نادرةاستخراج وتجميعها P204 كمواد خام ، وyttrium أكسديتم فصل E عن طريق استخراج حمض النفثينيك. أقيمت مسابقة الصداقة على ثلاث جبهات ، حيث تبادل الجميع الذكاء ، وتعلم من نقاط القوة والضعف لبعضهم البعض ، وأخيراً درسوا عملية استخراج حمض النفثينيك وعملية الفصل 99.99 ٪yttrium أكسده مع الخصائص الصينية.

من عام 1974 إلى عام 1975 ، تعاون مصنع Nanchang 603 مع معهد تشانغشون للكيمياء التطبيقية ، ومعهد بكين العام للمعادن غير الحديدية ، ومعهد جيانغشي للمعادن غير الحديدية ، ووحدات أخرى لدراسة الجيل الثالث بنجاحyttrium أكسدعملية استخراج E-حمض النفثينيك استخراج خطوة واحدة واستخراج النقاء العاليyttrium أكسده. تم تشغيل العملية في عام 1976.

في أول مواطنأرض نادرةمؤتمر الاستخراج الذي عقد في باوتو في عام 1976 ، اقترح السيد شو قوانغسيان نظرية استخراج سلسلة. في عام 1977 ، "الندوة الوطنية علىأرض نادرةتم إجراء نظرية وممارسة سلسلة الاستخراج في محطة Shanghai Yuelong الكيميائية ، مما يوفر مقدمة منهجية وشاملة لهذه النظرية. في وقت لاحق ، تم تطبيق نظرية استخراج تتالي على نطاق واسع في البحث وإنتاج فصل استخراج الأرض النادر وتنقية.

في عام 1976 ، استخدم معهد أبحاث المعادن غير المحفوظة في بكين مختلطًا معأرض نادرةلاستخراجالسيريوممن المواد المخصبة. تم استخدام طريقة استخراج N263 للانفصاللانثانوم praseodymium النيوديميوم. تم فصل ثلاثة منتجات في استخراج واحد ، ونقاءأكسيد اللانثانوم, أكسيد praseodymium، وأكسيد النيوديميومكان حوالي 90 ٪.

من 1979 إلى 1983 ، باووتوأرض نادرةطور معهد الأبحاث ومعهد أبحاث المعادن غير الحركية بنظام حمض الهيدروكلوريك P507أرض نادرةعملية فصل الاستخراج باستخدام خام الأرض النادر Baotou كمواد خام للحصول على ستة أعزبأرض نادرةالمنتجات (نقاء 99 ٪ إلى 99.95 ٪) منلانثانوم, السيريوم, praseodymium, النيوديميوم, الساماريوم، والجادولينيوم، إلى جانبيوروبيوموتيربيومالمنتجات المخصبة. كانت العملية قصيرة ومستمرة ، وكان نقاء المنتج مرتفعًا.

في أوائل الثمانينيات من القرن الماضي ، تعاون معهد بكين أبحاث المعادن غير المعدنية مع مصنع جيوجيانغ غير المحفوظ ، معهد تشانغتشون للكيمياء التطبيقية ، ومصنع Jiangxi 603 لتنفيذ أبحاث "الخطة الخمسة السادسة السادسة" ونجاحًا تم تطوير تكنولوجيا العملية بشكل كامل لفصل الفردية المنفردةأرض نادرةعناصر من لونغنان مختلطةأرض نادرةباستخدام نظام حمض الهيدروكلوريك P507.

في عام 1983 ، اعتمد مصهر جيوجيانغ غير المحفوظ تقنية عملية معهد أبحاث المعادن غير المحفوظة في بكين "نظام حمض الحمض النافثيينيك" لإنتاج درجة الفلورسنتأكسيد Yttriumمن Longnan مختلط الأرض النادرة "لإنتاج درجة الفلورسنتأكسيد Yttrium، تقليل تكلفةأكسيد Yttriumوتلبية الطلب علىأكسيد Yttriumللتلفزيون الملون في الصين.

في عام 1984 ، قام معهد بكين العام للمعادن غير الحديدية بدراسة فصل النقاء العاليأكسيد تيربيومباستخدام راتنج استخراج P507 باستخدامتيربيومالمواد المخصبة مثل المواد الخام في الصين.

في عام 1985 ، قام معهد أبحاث المعادن غير الحركية في بكين بنقل درجة فصل الفلورسنت الفلوريةأكسيد Yttriumالتكنولوجيا العملية للجمهورية الألمانية الديمقراطية السابقة مقابل 1.71 مليون فرنك سويسري ، والتي كانت الأولىأرض نادرةتقنية عملية الفصل التي تصدرها الصين.

من عام 1984 إلى عام 1986 ، أكملت جامعة بكين التجارب الصناعية حول استخراج وفصل LA/CEPR/ND و LA/CE/PR في نظام P507-HCL في الثالثةأرض نادرةمصنع باوستيل. أكثر من 98 ٪أكسيد praseodymium، 99.5 ٪أكسيد اللانثانوم، أكثر من 85 ٪أكسيد السيريومو 99 ٪أكسيد النيوديميومتم الحصول عليها. في عام 1986 ، طبقت محطة شنغهاي يوئيونج الكيميائية نظرية تصميم التحسين لعملية استخراج المخرج الثلاثة ، وهو إنجاز نظري لنظرية استخراج شلالات جامعة بكين ، لإجراء تجربة صناعية من ثلاثة مخرج في عملية فصل الأرض النادرة من نظام P507-HCL. قام مقياس التجربة الصناعية بتوسيع تصميم نظرية استخراج التتالي مباشرة إلى 100 طن ، مما يقلل بشكل كبير من دورة تطبيق العملية الجديدة على الإنتاج.

من عام 1986 إلى عام 1989 ، طور معهد باوتو للأبحاث الأرضية ، ومصنع Jiangxi 603 ، ومعهد أبحاث المعادن غير الحركية في بكين عملية استخلاص متعددة المنافذ لنظام P507-HCL ، والتي تسمح بالإنتاج المتزامن من 3-5 منتجات أرضية نادرة من خلال استخراج واحد كسور. العملية قصيرة وفعالة من حيث التكلفة ومرنة.

من 1990 إلى 1995 ، معهد بكين أبحاث المعادن غير المحفوظة و Baotouأرض نادرةتعاون معهد الأبحاث لقيام مشروع البحوث العلمية والتكنولوجية الوطنية "الخمس الثامن"أرض نادرةتقنية الاستخراج ". ستة عشر عزباءأكسيد الأرض النادرتم تحضير المنتجات ذات النقاء التي تزيد عن 99.999 ٪ إلى 99.9999 ٪ باستخدام طريقة الاستخراج ، وطريقة استخراج كروماتوجرافيا ، وطريقة الأكسدة والاختزال ، وطريقة كروماتوجرافيا ألياف تبادل الكاتيون ، على التوالي. وصلت هذه العملية إلى المستوى المتقدم الدولي وفازت بجائزة الإنجاز الوطنية "الخمسة الثامنة" للإنجاز.

في عام 2000 ، نجح معهد أبحاث المعادن غير المحفوظة في بكين بنجاح في تطوير طريقة تقليل التحليل الكهربائي لإعداد الرقم العاليأكسيد يوروبيوم. بسبب تجنب تلوث مسحوق الزنك على المنتج ، يمكن أن تستخرج هذه العمليةأكسيد يوروبيوممع نقاء 5n-6n في الذهاب واحد. في عام 2001 ، خط إنتاج سنوي يبلغ 18 طنًا من النقاء العاليأكسيد يوروبيومتم بناؤه في Gansuأرض نادرةالشركة ووضعها في تلك السنة.

باختصار ، الصينأرض نادرةيمكن القول أن تكنولوجيا الفصل والتنقية تتصدر في العالم ، مثل فصل استخراج حمض النفثينيكأكسيد Yttriumأكبر من 5N ، طريقة استخراج P507 للتحضيرأكسيد اللانثانومأكبر من 5N ، طريقة استخراج تقليل الكهرباء أو طريقة القلوية للتحضيرأكسيد يوروبيومأكبر من 5N ، إلخأرض نادرةمنتجات. لذلك ، من الضروري زيادة تحسين مستوى المعدات للمؤسسات.