稀土市(shì)場是一(yi)個多元(yuán)化的市(shi)場,它不(bu)隻是一(yī)個産品(pǐn)㊙️,而是15個(gè)稀土元(yuán)素和钇(yǐ)、被🔞部长玩弄的人妻HD🚩钪及其(qí)各種化(huà)合物從(cóng)純度46%的(de)♌氯化物(wù)到99.9999%的單(dān)一稀土(tǔ)氧化物(wu)及稀土(tu)金屬,均(jun)具有多(duō)種多樣(yàng)的用途(tú)。加上相(xiàng)關的化(hua)合物和(hé)混合物(wù),産品不(bu)計其數(shu)。首先從(cong)最初☂️的(de)礦石開(kāi)🈲采起,我(wǒ)們逐一(yi)介紹稀(xī)💜土的分(fen)離方法(fǎ)和冶煉(lian)過程。
一(yī)、稀土選(xuǎn)礦
選礦(kuang)是利用(yòng)組成礦(kuàng)石的各(ge)種礦物(wù)之間的(de)物理化(hua)學性質(zhì)的🚶差👌異(yì),采用不(bu)同的選(xuan)礦方法(fǎ),借助不(bú)同的選(xuǎn)礦工藝(yì),不同的(de)選礦設(shè)備,把礦(kuàng)石中的(de)有用礦(kuàng)物富集(ji)起來,除(chú)去有害(hài)雜✌️質,并(bing)使之與(yǔ)脈🌈石礦(kuang)物分離(lí)的機械(xiè)加工過(guò)程。
當前(qian)我國和(hé)世界上(shang)其它國(guó)家開采(cai)出來的(de)稀土礦(kuang)石中♋,稀(xī)土氧化(huà)物含量(liang)隻有百(bǎi)分之幾(ji),甚至有(you)的更低(di),爲了滿(mǎn)足冶♍煉(lian)的生産(chǎn)⛱️要求,在(zài)冶煉前(qian)經選礦(kuàng),将稀土(tu)礦物與(yu)脈石礦(kuang)物🈚和其(qi)它有用(yòng)礦物分(fen)開,以提(tí)高稀土(tu)氧化物(wu)的含量(liang),得到能(neng)🤩滿足稀(xī)土冶金(jin)要求的(de)稀土精(jīng)礦💋。稀土(tǔ)礦的選(xuan)礦一般(ban)采用浮(fú)選法,并(bìng)常輔以(yi)重選、磁(cí)選組成(cheng)多種組(zǔ)合的選(xuan)礦工藝(yì)流程。
内(nèi)蒙古白(bái)雲鄂博(bó)礦山的(de)稀土礦(kuàng)床,是鐵(tie)白雲石(shí)的碳酸(suan)㊙️岩🧑🏾🤝🧑🏼型礦(kuàng)👄床,在主(zhu)要成分(fen)鐵礦中(zhong)伴生稀(xī)土礦物(wu)(除氟碳(tàn)铈🧡礦、獨(dú)居石外(wai),還有數(shù)種含铌(ní)、稀土礦(kuàng)物)。采😍出(chū)的礦石(shi)中含鐵(tie)30%左右,稀(xī)土氧化(huà)物約5%。在(zài)礦山先(xian)将
大礦(kuàng)石破碎(sui)後,用火(huǒ)車運至(zhi)包頭鋼(gāng)鐵集團(tuan)公司的(de)選礦廠(chang)。選礦廠(chǎng)的任務(wù)是将Fe2O3從(cong)33%提高到(dào)55%以上,先(xiān)在錐形(xíng)球磨機(jī)上磨礦(kuàng)分級,再(zài)👣用圓筒(tong)磁選機(jī)選得62~65%Fe2O3的(de)一次鐵(tie)精礦。其(qi)尾礦繼(ji)續進行(háng)浮選與(yǔ)磁選,得(de)到含45%Fe2O3以(yǐ)上的二(èr)次鐵精(jing)礦。稀🔴土(tu)富集在(zài)💃浮選泡(pào)沫中,品(pǐn)位達到(dào)10~15%。該富集(ji)物可用(yong)搖床選(xuǎn)出REO含量(liang)爲30%的粗(cū)精礦,經(jīng)選🌈礦設(shè)備再處(chù)理後,可(ke)得到REO60%以(yi)上的稀(xi)土精礦(kuàng)。
二、稀土(tǔ)冶煉方(fang)法
稀土(tǔ)冶煉方(fang)法有兩(liǎng)種,即濕(shī)法冶金(jīn)和火法(fǎ)冶金。
濕(shi)法冶金(jīn)屬化工(gong)冶金方(fāng)式,全流(liú)程大多(duo)處于溶(rong)液、溶劑(jì)之中,如(rú)稀土精(jing)礦的分(fen)解、稀土(tu)氧化物(wu)、稀土化(huà)🏃🏻♂️合物✨、單(dān)一稀土(tu)金屬的(de)分🔴離和(he)提取過(guo)程就是(shi)采用沉(chen)澱、結晶(jīng)、氧化還(hai)原、溶劑(ji)萃取、離(li)子交換(huan)等化學(xué)分🙇🏻離工(gong)藝過程(cheng)。現應用(yong)較普遍(biàn)的是有(you)機溶劑(ji)萃取法(fa)👈,它是工(gong)業分❌離(li)高純單(dan)一稀土(tu)元素的(de)通用工(gong)藝。濕法(fǎ)冶金流(liu)程複雜(zá),産品純(chún)度高,該(gai)法生産(chan)成品應(yīng)用面廣(guang)闊。
火法(fǎ)冶金工(gōng)藝過程(chéng)簡單,生(shēng)産率較(jiào)高。稀土(tu)火法冶(ye)煉♍主要(yao)😘包括矽(xi)熱還原(yuán)法制取(qǔ)稀土合(hé)金,熔鹽(yan)電解法(fa)制取稀(xi)土金屬(shu)或合金(jin),金屬熱(rè)還原法(fǎ)制取稀(xi)土合金(jīn)等。火法(fǎ)冶金的(de)共🈲同特(tè)點是在(zai)高溫條(tiao)件下生(sheng)産。
1.稀土(tu)精礦的(de)分解
稀(xi)土精礦(kuàng)中的稀(xī)土,一般(bān)呈難溶(róng)于水的(de)碳酸鹽(yán)、氟化物(wu)🍉、磷酸鹽(yán)、氧化物(wu)或矽酸(suān)鹽等形(xing)态。必須(xū)通過各(ge)種化學(xue)變化将(jiang)稀土轉(zhuǎn)化爲溶(rong)于水或(huò)無機酸(suan)的化合(hé)物,經過(guò)溶解、分(fèn)離、淨化(huà)、濃縮或(huò)灼燒等(děng)工序,制(zhì)成各種(zhǒng)混合稀(xi)土化合(hé)物如混(hùn)合稀土(tu)氯化物(wu),作爲産(chan)品或分(fèn)離單一(yī)稀土的(de)原料,這(zhè)樣的過(guò)程稱爲(wei)稀土⭕精(jing)礦分解(jiě)也稱爲(wèi)前處理(li)。
分解稀(xi)土精礦(kuang)有很多(duō)方法,總(zong)的來說(shuo)可分爲(wèi)三類,即(ji)酸法、堿(jian)法和氯(lǜ)化分解(jie)。酸法分(fen)解又分(fèn)爲鹽酸(suan)分解、硫(liu)酸分解(jie)和氫氟(fú)酸分解(jiě)法等。堿(jiǎn)法分解(jiě)又分爲(wei)氫氧化(hua)鈉分解(jiě)或氫氧(yǎng)化鈉熔(róng)融或蘇(su)打焙燒(shāo)法等。一(yi)般根據(jù)精礦的(de)類型、品(pǐn)位特📧點(diǎn)、産品方(fāng)案、便于(yu)非稀土(tu)元素的(de)回收與(yǔ)綜合利(li)用、利于(yu)勞💰動衛(wei)生與環(huan)境保護(hù)、經濟合(he)理等原(yuan)則選擇(ze)适宜的(de)工藝流(liu)程。
碳酸(suan)稀土和(he)氯化稀(xi)土的生(shēng)産:
這是(shì)稀土工(gōng)業中最(zuì)主要的(de)兩種初(chu)級産品(pǐn),一般地(di)說🍓,目前(qián)😍有兩🍉個(gè)主要工(gong)藝生産(chan)這兩種(zhǒng)産品。
一(yī)個工藝(yi)是濃硫(liu)酸焙燒(shao)工藝,即(ji)把稀土(tǔ)精礦與(yǔ)硫酸⭕混(hùn)合在回(huí)轉窯中(zhong)焙燒。經(jīng)過焙燒(shāo)的礦用(yong)水浸出(chu),則可溶(rong)性的稀(xi)土硫酸(suan)鹽🙇♀️就進(jìn)入水溶(rong)液,稱之(zhī)爲浸出(chū)液。然後(hou)往浸出(chū)液中加(jia)入碳酸(suan)氫铵,則(ze)稀土呈(cheng)碳酸鹽(yan)沉澱🔞下(xià)來,過濾(lǜ)後即得(dé)碳酸稀(xī)土。
另一(yi)種工藝(yì)叫燒堿(jiǎn)法工藝(yì),簡稱堿(jiǎn)法工藝(yì)。一般是(shi)将60%的💜稀(xī)土精🐇礦(kuàng)與濃堿(jian)液攪勻(yún),在高溫(wēn)下熔融(róng)反應,稀(xī)土精礦(kuang)即被分(fen)解,稀土(tu)變爲氫(qīng)氧化稀(xī)土,把堿(jian)餅經水(shui)洗除去(qu)鈉鹽和(hé)多餘的(de)堿,然後(hou)把水洗(xi)過的氫(qing)氧化稀(xī)土再用(yong)鹽酸🔆溶(rong)解,稀土(tǔ)被溶解(jiě)爲🈲氯化(huà)稀土溶(róng)液,調酸(suān)度除去(qu)雜質,過(guò)濾後的(de)氯化稀(xī)土溶液(yè)經濃縮(suō)結晶即(jí)制得固(gu)體的氯(lü)化稀土(tǔ)。
2.稀土元(yuán)素的分(fen)離
目前(qián),除Pm以外(wài)的16個稀(xi)土元素(sù)都可提(tí)純到6N(99.9999%)的(de)純度。由(you)稀土精(jīng)礦分解(jiě)後所得(dé)到的混(hùn)合稀土(tu)化合物(wù)中,分離(lí)提取出(chū)單一純(chun)稀土元(yuán)素,在化(huà)學工藝(yi)上是比(bi)較複雜(za)和困難(nan)的。其主(zhu)要♻️原因(yin)有二個(gè),一是镧(lan)系元素(su)🌈之間的(de)物理性(xìng)質和化(hua)學性質(zhì)十分相(xiang)似,多數(shù)稀土離(li)子半徑(jìng)居于相(xiang)鄰兩元(yuán)素之間(jiān),非常相(xiàng)近,在水(shuǐ)溶液中(zhong)都是穩(wen)定的三(san)價态。稀(xi)土離子(zǐ)與水的(de)親和力(lì)大,因受(shòu)水合物(wù)的🈲保護(hu),其化學(xué)性質非(fei)常相似(si),分離提(tí)⛹🏻♀️純極爲(wei)困難。二(er)是💛稀土(tǔ)精礦分(fen)解後所(suǒ)得到的(de)混合稀(xī)土化合(hé)物中伴(ban)生🌈的雜(zá)質元素(sù)較多(如(rú)鈾、钍、铌(ni)、钽、钛、锆(gao)、鐵、鈣、矽(xī)、氟、磷等(deng))。因🆚此,在(zai)分離稀(xi)土🙇♀️元素(sù)的工藝(yi)流程中(zhong),不但要(yao)考慮這(zhè)十幾個(gè)化學性(xing)質極其(qí)相🌈近的(de)👉稀土元(yuán)素之間(jian)的分離(li),而且🏃🏻♂️還(hai)必須考(kǎo)慮稀土(tu)元素同(tong)伴生的(de)雜質元(yuán)素之間(jiān)的分離(li)。
現在稀(xī)土生産(chǎn)中采用(yòng)的分離(lí)方法(濕(shi)法生産(chan)工藝🚶♀️)有(yǒu)🌈:(1)分步法(fǎ)(分👉級結(jié)晶法、分(fèn)級沉澱(diàn)法和氧(yang)化還原(yuán)法㊙️);(2)離子(zǐ)交換法(fa);(3)溶劑萃(cui)取法。
(1)分(fen)步法
從(cong)1794年發現(xiàn)的钇(Y)到(dao)1905年發現(xian)的镥(Lu)爲(wei)止,所有(you)天然存(cún)在的💜稀(xi)土元素(su)👈間的單(dan)一分離(li),還有居(ju)裏夫婦(fù)發現的(de)鐳,都是(shi)用這種(zhǒng)方法🛀分(fen)離的。分(fèn)步法是(shì)利用化(hua)合物🧑🏾🤝🧑🏼在(zai)溶劑中(zhong)溶解的(de)難易程(cheng)度(溶解(jiě)度)上的(de)差别來(lái)進行分(fen)離和🔴提(ti)純的。方(fang)❗法的操(cāo)作程序(xu)是:将含(han)有兩種(zhong)稀土元(yuán)素的化(hua)合物先(xiān)以适宜(yi)的溶劑(ji)溶解後(hou),加熱💯濃(nóng)縮,溶液(ye)中⛷️一部(bu)分元素(sù)化合物(wù)析出來(lai)(結晶或(huo)沉澱)。析(xī)出物中(zhōng),溶解度(du)較小的(de)稀土元(yuán)💜素得到(dao)富集,溶(rong)解🈲度較(jiào)大點的(de)稀土㊙️元(yuan)素在溶(róng)液中也(yě)得到富(fù)集。因爲(wèi)稀土元(yuan)素之間(jiān)的溶解(jie)度差别(bie)很小,必(bì)須重複(fú)操作多(duō)次才能(néng)将這兩(liǎng)種稀📐土(tu)元素分(fèn)離開來(lai),因而這(zhe)🔞是一件(jiàn)非常困(kun)難的工(gong)作🐕。全部(bu)稀土元(yuan)素的單(dān)一分💘離(lí)耗費了(le)100多年,一(yi)次分離(li)重複操(cao)作竟達(dá)2萬次,對(duì)于化學(xue)工作者(zhě)而言,其(qi)艱辛的(de)程度,可(ke)想而知(zhī)。因此用(yong)這樣的(de)方法不(bu)能大🤩量(liàng)生産單(dān)一稀土(tu)。
(2)離子交(jiao)換法
由(yóu)于分步(bù)法不能(neng)大量生(shēng)産單一(yi)稀土,因(yin)而稀土(tu)元素的(de)研⛱️究工(gōng)作也受(shou)到了阻(zǔ)礙,第二(er)次世界(jie)大戰後(hòu),美國原(yuan)子彈研(yan)制計🌐劃(hua)即所謂(wei)曼哈頓(dun)計劃推(tui)動了稀(xi)土分離(li)技術的(de)發展,因(yīn)稀土元(yuan)素和鈾(yóu)、钍等放(fang)射性元(yuán)素性質(zhì)相似,爲(wèi)盡快推(tuī)進原子(zi)能的研(yan)究,就将(jiāng)🌈稀土作(zuo)爲其代(dài)用品加(jiā)以利用(yong)。而且,爲(wèi)🔱了分析(xi)原子核(he)裂變産(chǎn)物中含(hán)有的稀(xī)土元素(su),并除去(qu)鈾、钍中(zhōng)的稀土(tu)元素,研(yan)究成功(gong)了離子(zǐ)交換色(sè)層分析(xī)法(離子(zi)交換法(fǎ)),進而用(yong)于稀土(tǔ)元素的(de)分離。
離(li)子交換(huan)色層法(fa)的原理(li)是:首先(xian)将陽離(li)子交換(huàn)樹脂填(tián)充于柱(zhù)子内,再(zai)将待分(fen)離的混(hùn)合稀土(tǔ)吸附在(zài)柱子入(ru)口❗處的(de)那一🧑🏽🤝🧑🏻端(duān),然後讓(rang)淋洗液(yè)從上到(dào)下流經(jīng)柱子。形(xíng)成了絡(luò)合物的(de)稀土就(jiu)脫離🧑🏾🤝🧑🏼離(lí)子交換(huan)樹⛷️脂而(ér)随淋洗(xi)液一起(qǐ)向下流(liu)動。流動(dòng)的過程(chéng)中稀土(tǔ)絡合物(wu)分解,再(zai)吸附于(yu)樹脂上(shàng)。就這樣(yang)🏃🏻,稀土離(li)子一🐅邊(biān)吸附、脫(tuō)離樹脂(zhi),一邊随(sui)着淋洗(xi)液向柱(zhù)子的出(chū)口端流(liú)動。由于(yu)稀土✏️離(li)子與絡(luo)合劑形(xíng)成的絡(luò)合物的(de)穩定性(xìng)不同,因(yīn)此各種(zhong)稀土離(li)子向下(xià)移🐕動的(de)速度不(bu)一樣,親(qīn)🌈和力大(dà)的稀☎️土(tu)向下流(liú)動快,結(jié)果先到(dao)達❄️出口(kou)端。
離子(zi)交換法(fǎ)的優點(dian)是一次(ci)操作可(kě)以将多(duo)個元素(su)加以✏️分(fen)離。而且(qie)還能得(dé)到高純(chún)度的産(chǎn)品。這種(zhǒng)方法的(de)缺點是(shì)不能連(lian)續處理(li),一次操(cao)作周期(qi)花費時(shi)間💋長,還(hái)有樹脂(zhī)的再生(sheng)、交換等(deng)所👨❤️👨耗成(chéng)本✨高,因(yin)此,這種(zhong)曾經是(shi)分離大(da)量稀土(tu)的主要(yào)方法已(yǐ)從主流(liu)分離方(fang)法上退(tuì)下來,而(ér)被溶劑(ji)萃取法(fa)取代。但(dan)由于離(lí)子💁交換(huàn)色層法(fǎ)💰具有獲(huo)得高純(chun)度單一(yi)稀土産(chǎn)品的突(tū)出特點(dian),目前,爲(wei)制取超(chāo)高⭐純單(dan)一稀🍉土(tǔ)産品以(yǐ)及一些(xiē)重稀土(tǔ)元素的(de)分離,還(hái)需用離(li)子交換(huan)色層法(fa)分離制(zhì)取。
(3)溶劑(ji)萃取法(fa)
利用有(yǒu)機溶劑(ji)從與其(qi)不相混(hun)溶的水(shuǐ)溶液中(zhong)把被萃(cuì)取物提(tí)取分離(lí)出來的(de)方法稱(chēng)之爲有(yǒu)機溶劑(jì)液—液液(ye)🛀萃取♊法(fǎ),簡稱溶(rong)劑萃取(qu)法,它是(shì)一種把(ba)物質從(cóng)一個液(yè)相轉移(yi)到另一(yī)個液相(xiang)的傳質(zhi)過程。
溶(rong)劑萃取(qu)法在石(shi)油化工(gong)、有機化(huà)學、藥物(wu)化學和(hé)分析化(huà)學方🧑🏽🤝🧑🏻面(miàn)應用較(jiao)早。但近(jin)四十年(nián)來,由于(yú)原子能(neng)☀️科學技(ji)術的發(fā)展,超純(chun)物質及(ji)稀有元(yuán)素生産(chǎn)的需要(yào),溶劑萃(cuì)取法♉在(zài)核燃料(liào)工業、稀(xi)有冶金(jin)等工業(ye)方面,得(dé)到了很(hěn)大的發(fa)展。我國(guó)在💰萃取(qu)理論✏️的(de)研究、新(xīn)型萃取(qu)劑的合(he)成與應(yīng)用❤️和稀(xi)土元素(sù)分離的(de)萃取☂️工(gōng)藝流程(chéng)等方面(miàn),均達到(dao)了很高(gāo)的水平(ping)。
溶劑萃(cuì)取法其(qi)萃取過(guo)程與分(fen)級沉澱(diàn)、分級結(jie)晶、離子(zǐ)交換等(děng)分離方(fāng)法相比(bǐ),具有分(fèn)離效果(guǒ)好、生産(chǎn)能力大(dà)、便于快(kuai)速連續(xù)生産、易(yì)于實現(xian)自動控(kong)制等一(yī)系列優(yōu)點,因而(ér)逐漸變(biàn)💚成分離(lí)大量稀(xī)土的主(zhu)要方💔法(fǎ)。
溶劑萃(cuì)取法的(de)分離設(she)備有混(hùn)合澄清(qīng)槽、離心(xīn)萃取💋器(qì)等,提純(chun)稀🐆土所(suo)用的萃(cui)取劑有(you):以酸性(xìng)磷酸酯(zhǐ)爲代表(biǎo)的陽離(lí)子萃取(qǔ)劑如P204、P507,以(yi)胺爲代(dài)表的陰(yīn)離子交(jiāo)🏃♀️換液N1923和(hé)以TBP、P350等中(zhong)性磷酸(suan)⭕酯爲代(dai)表的溶(rong)劑萃取(qu)劑三種(zhǒng)。這些萃(cui)🔱取劑的(de)粘度與(yǔ)比重都(dōu)很高,與(yu)水不易(yi)分離。通(tong)常用煤(méi)㊙️油等溶(rong)劑将其(qí)稀釋再(zai)用。
萃取(qǔ)工藝過(guò)程一般(bān)可分爲(wèi)三個主(zhu)要階段(duan):萃取、洗(xǐ)滌、反萃(cui)取。
3.稀土(tǔ)金屬的(de)制備
稀(xī)土金屬(shu)的生産(chǎn)又叫稀(xi)土火法(fǎ)冶金生(sheng)産。稀土(tu)金屬☔一(yī)般分爲(wei)混合稀(xi)土金屬(shu)和單一(yī)稀土金(jin)屬。混合(hé)🏃稀土金(jīn)屬🤩的組(zǔ)🐕成與礦(kuang)石👉中原(yuan)有的稀(xi)土成份(fèn)接近,單(dān)一金屬(shu)是各稀(xī)土分離(lí)精制的(de)金屬。以(yi)稀土氧(yang)化💁物(除(chu)钐、铕🔞、镱(yi)及铥的(de)氧化物(wù)外)爲原(yuán)料用一(yi)般冶金(jīn)方法很(hěn)難還🔱原(yuán)成單一(yī)金屬,因(yin)其生成(chéng)熱很大(da)、穩定♍性(xìng)高。因此(cǐ)目前🚶生(sheng)産稀土(tǔ)金屬常(chang)用的原(yuan)料是它(tā)們的氯(lǜ)化物和(he)氟化物(wu)。
(1)熔鹽電(dian)解法
工(gong)業上大(dà)批量生(sheng)産混合(he)稀土金(jin)屬一般(bān)使用熔(róng)鹽電解(jie)法。這一(yī)方法是(shi)把稀土(tǔ)氯化物(wu)等稀土(tu)化合物(wu)加熱熔(rong)融,然後(hou)進行電(diàn)解,在陰(yin)極上析(xī)出稀土(tu)金屬。電(diàn)解法有(you)氯化💋物(wù)電解和(hé)氧化物(wu)電解🈲兩(liang)種方法(fa)。單一稀(xi)土金🐅屬(shǔ)的制備(bèi)方法因(yīn)元素不(bú)同而異(yì)。钐、铕、镱(yi)、铥因蒸(zheng)氣壓高(gao),不适于(yu)電解法(fǎ)制備,而(er)使用還(hái)原蒸餾(liú)法。其它(tā)元素可(kě)用電解(jiě)法或金(jin)屬熱還(hái)原法制(zhì)備。
氯化(huà)物電解(jiě)是生産(chǎn)金屬最(zui)普通的(de)方法,特(te)别是混(hùn)合❄️稀☔土(tu)金屬工(gong)藝簡單(dan),成本便(biàn)宜,投資(zī)小,但最(zui)大缺點(diǎn)是氯氣(qi)放出,污(wū)染環境(jing)。
氧化物(wù)電解沒(mei)有有害(hài)氣體放(fàng)出,但成(cheng)本稍高(gao)些,一般(bān)生💔産價(jia)😍格較高(gāo)的單一(yi)稀土如(ru)钕、镨等(deng)都用氧(yǎng)化物電(diàn)解。
(2)真空(kōng)熱還原(yuan)法
電解(jiě)法隻能(néng)制備一(yī)般工業(ye)級的稀(xī)土金屬(shu),如要制(zhi)備雜質(zhi)較低,純(chún)度高的(de)金屬,一(yi)般用真(zhen)空熱還(hai)原的方(fāng)法來制(zhi)取。一般(bān)是‼️把稀(xī)土氧化(huà)物先制(zhi)成氟化(hua)稀土,在(zai)真空感(gan)應爐内(nèi)用金屬(shǔ)鈣進行(hang)還原,制(zhì)得粗金(jīn)屬,然後(hòu)再經過(guo)重熔🐕和(he)蒸餾獲(huò)得較純(chun)的☔金屬(shǔ),這一方(fang)法可以(yi)生💃🏻産所(suo)有的單(dān)一稀土(tu)金屬,但(dàn)钐、铕、镱(yì)、铥不能(neng)用這種(zhong)方法。
钐(shān)、铕、镱、铥(diu)與鈣的(de)氧化還(hái)原電位(wei)僅使氟(fú)化稀土(tu)産生部(bu)分還原(yuán)💋。一般制(zhi)備這些(xiē)金屬,是(shi)利用這(zhe)些金屬(shǔ)🈲的高蒸(zhēng)汽壓和(he)😘镧金♈屬(shu)的🙇🏻低蒸(zhēng)氣壓的(de)原理,将(jiāng)這四💋種(zhong)稀土的(de)氧化物(wù)與镧金(jin)屬的碎(sui)屑混合(he)壓塊,在(zài)真空爐(lú)中進行(háng)還原,镧(lán)比較活(huó)潑,钐、铕(you)、镱、铥被(bei)镧還原(yuán)成金屬(shu)後收💰集(ji)在冷凝(níng)器上,與(yǔ)渣很容(rong)易分開(kāi)。
三、稀土(tu)産品的(de)分類方(fāng)法
稀土(tu)的産品(pin)種類很(hěn)多。按加(jia)工深度(dù),我們将(jiang)其分爲(wei)❌選冶産(chǎn)品和應(yīng)用産品(pin)。前者指(zhi)稀土礦(kuàng)山和冶(yě)煉企💜業(yè)生産的(de)稀土🏃🏻精(jīng)礦、單一(yi)和混合(hé)的稀土(tǔ)氧化物(wù)、金屬及(jí)其合金(jīn)、單🌂一及(ji)混合稀(xi)土鹽類(lei)等㊙️,共計(jì)300多個品(pǐn)種、500多個(gè)規格。後(hou)者指一(yi)切含稀(xi)📧土的制(zhi)成品,如(ru)稀土🌂永(yong)磁體、稀(xī)土熒光(guang)粉、稀土(tǔ)🌈抛光粉(fěn)、稀土微(wei)肥、稀土(tu)激光晶(jīng)體、稀土(tu)貯氫材(cái)料等。目(mu)前沒有(yǒu)統一的(de)分類法(fa),也沒有(yǒu)統一的(de)叫法,界(jiè)限也不(bu)明确,大(dà)家熟悉(xi)的叫法(fa);礦産品(pǐn),初級産(chan)品(或粗(cū)産品)稱(chēng)上遊産(chan)品;深加(jia)工産品(pǐn)(或叫❤️單(dān)一産品(pin)、高純産(chǎn)品)稱中(zhōng)遊産品(pǐn);應用材(cái)料和應(ying)用産品(pǐn)(或器件(jian))稱下遊(you)産品。其(qí)中單一(yi)稀土氧(yǎng)化物、稀(xī)土🥵金屬(shǔ)、混合稀(xī)土氧化(huà)物、混合(he)稀土金(jīn)屬主要(yào)用途見(jiàn)表1。
稀土(tǔ)産品用(yong)途一覽(lǎn)表
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單一(yi)稀土氧(yang)化物
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混(hùn)合稀土(tu)氧化物(wu)
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單一稀(xi)土金屬(shǔ)
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混合稀(xi)土金屬(shǔ)
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La2
O3
:光學玻(bo)璃、陶瓷(cí)電容器(qi)、催化劑(jì)、熱電子(zi)發射體(tǐ)等。
Ce2
O3
:玻璃(lí)脫色劑(ji)、催化劑(ji)、光學玻(bo)璃、抛光(guāng)粉等。
Pr2
O3
:顔(ya)料、永磁(ci)體、催化(hua)劑等。
Nd2
O3
:永(yong)磁體、玻(bō)璃添加(jia)劑、陶瓷(ci)電容器(qì)、激光器(qì)等。
Sm2
O3
:永磁(ci)體、陶瓷(cí)電容器(qì)、催化劑(jì)。
Eu2
O3
:紅色熒(yíng)光粉、原(yuán)子反應(yīng)堆控制(zhi)材料等(děng)。
Gd2
O3
:原子反(fǎn)應堆控(kong)制材料(liao)、GGG磁光材(cái)料、磁緻(zhì)冷材料(liao)、光學玻(bo)璃。
Tb4
O7
:高顯(xiǎn)色燈、磁(ci)光存儲(chǔ)材料、磁(cí)緻伸縮(suō)材料。
Dy2
O3
:永(yǒng)磁體、磁(ci)緻冷材(cái)料等。
Ho2
O3
:顔(yá)料、激光(guāng)器等。
Er2
O3
:光(guang)學玻璃(li)、半導體(tǐ)、光導纖(xian)維。
Tm2
O3
:激光(guāng)器等。
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抛(pao)光粉
平(ping)闆玻璃(lí)、電視顯(xiǎn)像管、照(zhào)相機鏡(jìng)頭、眼鏡(jing)片等。
催(cuī)化劑
石(shi)油裂化(hua)催化。
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钇(yǐ):耐熱鋼(gang)添加劑(ji)、電子材(cái)料、核反(fǎn)應堆材(cái)料、鋁導(dao)線。
镧:貯(zhu)氫合金(jin)、電子射(she)線源、吸(xi)氣劑、鋁(lǚ)合金。
镨(pǔ):永磁合(hé)金、磁緻(zhi)冷合金(jin)。
钕:永磁(cí)合金、磁(ci)光存貯(zhu)材料
钐(shan):永磁合(hé)金等。
铈(shi):火石合(hé)金、冶金(jīn)添加劑(jì)。
钆:原子(zi)能、磁緻(zhì)冷材料(liào)、磁光存(cun)貯材料(liao)。
镝:永磁(cí)合金、磁(ci)光存貯(zhu)材料、磁(ci)緻冷、磁(ci)緻伸縮(suō)材料。
铥(diu):磁緻伸(shēn)縮材料(liao)等。
铽:磁(ci)緻伸縮(suo)材料、磁(cí)光存貯(zhu)材料。
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發(fa)火合金(jīn)、鋼鐵和(hé)有色金(jīn)屬的添(tian)加劑、貯(zhù)氫合金(jīn)等。
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從稀(xi)土原料(liào)直至最(zui)終産品(pǐn)分爲幾(jǐ)個階段(duan),越接近(jin)最終📧産(chǎn)品,技術(shù)含量越(yue)高,其附(fu)加值越(yue)高。從稀(xi)土原料(liào)到最終(zhōng)成品要(yào)經過從(cóng)原料、材(cái)料、器件(jiàn)到産品(pǐn),且每一(yī)個環節(jiē)都有關(guān)鍵的技(jì)術,越接(jiē)近最終(zhōng)産品,其(qí)技術含(han)量也越(yuè)高,當然(rán)附加值(zhi)也就越(yue)高。所以(yǐ)發展😄稀(xi)土應用(yòng)産品和(hé)高附加(jia)值産品(pǐn)是中國(guo)稀土未(wei)來的希(xi)望。