Trennung und Reinigung von Seltenerdelementen

Seit den 1950er Jahren Chinesischseltene ErdeWissenschaftler und Techniker haben umfangreiche Forschung und Entwicklung zur Lösungsmittelextraktion zur Trennung durchgeführtseltene ErdeElemente und haben viele wissenschaftliche Forschungsergebnisse erzielt, die in der industriellen Produktion seltener Erden weit verbreitet waren. Im Jahr 1970 wurde N263 erfolgreich in der Industrie zur Extraktion und Trennung eingesetztYttriumoxidmit einer Reinheit von 99,99 % und ersetzt die Ionenaustauschmethode zur TrennungYttriumoxid. Die Kosten betrugen weniger als ein Zehntel der Kosten der Ionenaustauschmethode; 1970 wurde die P204-Extraktion anstelle der klassischen Rekristallisationsmethode zur Lichterzeugung eingesetztSeltenerdoxide; ExtrahierenLanthanoxidVerwendung von Methyldimethylheptylester (P350) anstelle der klassischen fraktionierten Kristallisationsmethode; In den 1970er Jahren wurde der Prozess der Ammoniak-P507-Extraktion und -Abtrennung eingeführtseltene ErdeElemente und die Extraktion vonYttriummit Naphthensäure wurde erstmals in China verwendetseltene ErdeHydrometallurgie-Industrie; Die rasante Entwicklung der Extraktionstechnologie in Chinaseltene ErdeDie Industrie ist untrennbar mit der harten Arbeit von Yuan Chengye und anderen Kameraden vom Shanghai Institute of Organic Chemistry der Chinesischen Akademie der Wissenschaften verbunden. Verschiedene von ihnen erfolgreich erforschte Extraktionsmittel (wie P204, P350, P507 usw.) wurden in der Industrie häufig eingesetzt; Die Kaskadenextraktionstheorie, die in den 1970er Jahren von Professor Gleichzeitig wurde ein unter Verwendung der Kaskadenextraktionstheorie optimierter Trennprozess vorgeschlagen und in großem Umfang angewendetseltene ErdeExtraktions- und Separationsindustrie.

In den letzten 40 Jahren hat China viele bemerkenswerte Erfolge auf diesem Gebiet erzieltseltene ErdeTrennung und Reinigung.

In den 1960er Jahren untersuchte das Beijing Nonferrous Metals Research Institute erfolgreich die Methode zur Reduzierung der Alkalinität von Zinkpulver, um hochreine Produkte herzustellenEuropiumoxidDies war das erste Mal in China, dass Produkte mit mehr als 99,99 % hergestellt wurden. Diese Methode wird immer noch in verschiedenen Fällen verwendetSeltene Erdenim ganzen Land von der Fabrik genutzt; Das Shanghai Yuelong Chemical Plant, die Fudan University und das Beijing General Institute of Nonferrous Metals arbeiteten zusammen, um zunächst einen Extraktions-Ionenaustauschprozess zu nutzen, um N263 mit P204 anzureichern und zu extrahieren und zu reinigen, um eine Reinheit von 99,95 % zu erreichenYttriumoxid. Im Jahr 1970 wurde P204 zur Anreicherung und Gewinnung von N263 verwendetYttriumoxidmit einer Reinheit von über 99,99 % durch sekundäre Extraktion und Reinigung.

Von 1967 bis 1968 arbeiteten die Versuchsanlage der Jiangxi 801 Factory und das Beijing Nonferrous Metals Research Institute zusammen, um den Prozess der Verwendung der P204-Extraktionsgruppierung – N263-Extraktion zur Extraktion von Yttriumoxid erfolgreich zu untersuchen. Im Dezember 1968 wurde ein 3-Tonnen-Jährlicher produziertYttriumoxidEs wurde eine Produktionswerkstatt mit einer Reinheit von 99 % gebautYttriumoxid.

Im Jahr 1972 wurde ein Forschungsteam aus vier Unternehmen gebildet, darunter dem Beijing Nonferrous Metals Research Institute, der Jiangxi 806 Factory, dem Jiangxi Nonferrous Metallurgy Research Institute und dem Changsha Nonferrous Metallurgy Design Institute. Nach zwei Jahren gemeinsamer Forschungsexperimente am Beijing Nonferrous Metals Research Institute wurde der Prozess der Gewinnung abgeschlossenYttriumoxidDie Verwendung von Naphthensäure als Extraktionsmittel und gemischtem Alkohol als Verdünnungsmittel wurde erfolgreich untersucht.

1974 entdeckte das Changchun Institute of Applied Chemistry erstmals, dass bei der Trennungseltene ErdeElemente mittels Naphthensäure-Extraktion,Yttriumlag davorLanthanDamit ist es das am wenigsten leicht extrahierbare Element unter den Seltenerdelementen. Daher eine Technologie zum TrennenYttriumoxidEs wurde vorgeschlagen, Naphthensäure aus dem Salpetersäuresystem zu extrahieren. Gleichzeitig führte das Beijing Nonferrous Metals Research Institute Forschungen zur Trennung von durchYttriumoxidaus Salzsäuresystemen unter Verwendung von Naphthensäure, und 1975 wurden in den Werken Nanchang 603 und Jiujiang 806 erweiterte Experimente unter Verwendung von Longnan-Mischung durchgeführtSeltenerdoxidals Rohstoff. Im Jahr 1974 arbeiteten das Shanghai Yuelong Chemical Plant, die Fudan-Universität und das Beijing Nonferrous Metals Research Institute zusammen, um die Trennung von zu untersuchenYttriumoxide aus Monazit Die gemischteseltene Erdevon BraunYttriumColumbiumerz verwendet das schwereseltene Erdeextrahiert und gruppiert nach P204 als Rohmaterial undYttriumoxide wird durch Naphthensäureextraktion abgetrennt. An drei Fronten fand ein Freundschaftswettbewerb statt, bei dem alle Informationen austauschten, von den Stärken und Schwächen des anderen lernten und schließlich den Naphthensäure-Extraktions- und -Trennprozess von 99,99 % erfolgreich untersuchten.Yttriumoxide mit chinesischen Merkmalen.

Von 1974 bis 1975 arbeitete die Nanchang 603 Factory mit dem Changchun Institute of Applied Chemistry, dem Beijing General Institute of Non-Ferrous Metals, dem Jiangxi Institute of Non-Ferrous Metallurgy und anderen Einheiten zusammen, um die dritte Generation erfolgreich zu untersuchenYttriumoxidE-Extraktionsverfahren – einstufige Naphthensäure-Extraktion und hochreine ExtraktionYttriumoxide. Das Verfahren wurde 1976 in Betrieb genommen.

Beim ersten NationalSeltene ErdeAuf der 1976 in Baotou abgehaltenen Extraktionskonferenz stellte Herr Xu Guangxian die Theorie der Kaskadenextraktion vor. 1977 fand das „Nationale Symposium überSeltene ErdeExtraction Cascade Theory and Practice“ fand im Shanghai Yuelong Chemical Plant statt und bot eine systematische und umfassende Einführung in diese Theorie. Anschließend wurde die Kaskadenextraktionstheorie in großem Umfang in der Forschung und Produktion zur Trennung und Reinigung seltener Erden angewendet.

Im Jahr 1976 verwendete das Beijing Nonferrous Metals Research Institute gemischtes Baotou-Erzseltene ErdeextrahierenCeraus dem angereicherten Material. Zur Trennung wurde die N263-Extraktionsmethode verwendetLanthan Praseodym Neodym. Drei Produkte wurden in einer Extraktion getrennt und die Reinheit vonLanthanoxid, Praseodymoxid, UndNeodymoxidlag bei etwa 90 %.

Von 1979 bis 1983 BaotouSeltene ErdeDas Forschungsinstitut und das Beijing Nonferrous Metals Research Institute haben ein P507-Salzsäuresystem entwickeltseltene ErdeExtraktions-Trennungsprozess unter Verwendung von Baotou-Seltenerd-Erz als Rohmaterial, um sechs einzelne zu erhaltenseltene ErdeProdukte (Reinheit 99 % bis 99,95 %) vonLanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Samarium, UndGadolinium, sowieEuropiumUndTerbiumangereicherte Produkte. Der Prozess war kurz, kontinuierlich und die Produktreinheit hoch.

In den frühen 1980er Jahren arbeitete das Beijing Nonferrous Metals Research Institute mit der Jiujiang Nonferrous Metals Smelter, dem Changchun Institute of Applied Chemistry und der Jiangxi 603 Factory zusammen, um die nationale „Sixth Five Year Plan“-Forschung durchzuführen und erfolgreich eine Prozesstechnologie zur vollständigen Trennung von Einzelmetallen zu entwickelnseltene ErdeElemente aus Longnan gemischtseltene Erdemit dem Salzsäuresystem P507.

Im Jahr 1983 übernahm die Nichteisenmetallhütte Jiujiang die Prozesstechnologie des „Naphthensäure-Salzsäure-Systems“ des Pekinger Nichteisenmetall-Forschungsinstituts zur Herstellung von fluoreszierender QualitätYttriumoxidaus Longnan gemischte seltene Erden“, um fluoreszierende Qualität herzustellenYttriumoxid, wodurch die Kosten gesenkt werdenYttriumoxidund die Nachfrage danach zu deckenYttriumoxidfür Farbfernsehen in China.

Im Jahr 1984 untersuchte das Beijing General Institute of Non-Ferrous Metals erfolgreich die Trennung hochreiner MetalleTerbiumoxidmit P507 Extraktionsharz mitTerbiumangereicherte Substanzen als Rohstoffe in China.

Im Jahr 1985 übertrug das Beijing Nonferrous Metals Research Institute die fluoreszierende Qualität der Naphthensäure-ExtraktionstrennungYttriumoxidVerfahrenstechnik für 1,71 Millionen Schweizer Franken in die ehemalige Deutsche Demokratische Republik, was die erste warseltene Erdevon China exportierte Trennprozesstechnologie.

Von 1984 bis 1986 führte die Universität Peking im dritten Jahr industrielle Experimente zur Extraktion und Trennung von La/CePr/Nd und La/Ce/Pr im P507-HCl-System durchSeltene ErdeWerk von Baosteel. Mehr als 98 %Praseodymoxid, 99,5 %Lanthanoxid, mehr als 85 %Ceroxid, und 99 %Neodymoxidwurden erhalten. Im Jahr 1986 wandte das Shanghai Yuelong Chemical Plant die Optimierungsdesigntheorie des Drei-Auslass-Extraktionsprozesses an, eine theoretische Errungenschaft der Kaskadenextraktionstheorie der Peking-Universität, um ein Industrieexperiment mit drei Auslässen im neu gebauten P507-HCl-System-Abtrennungsprozess für leichte Seltenerdmetalle durchzuführen. Der industrielle Versuchsmaßstab erweiterte den Entwurf der Kaskadenextraktionstheorie direkt auf 100 Tonnen und verkürzte so den Zyklus der Anwendung des neuen Prozesses in der Produktion erheblich.

Von 1986 bis 1989 entwickelten das Baotou Rare Earth Research Institute, die Jiangxi 603 Factory und das Beijing Nonferrous Metals Research Institute ein P507-HCl-System mit mehreren Ausgängen zur Extraktion, das die gleichzeitige Produktion von 3-5 Seltenerdprodukten durch eine fraktionierte Extraktion ermöglicht. Der Prozess ist kurz, kostengünstig und flexibel.

Von 1990 bis 1995, Beijing Nonferrous Metals Research Institute und BaotouSeltene ErdeDas Forschungsinstitut arbeitete zusammen, um das nationale wissenschaftliche und technologische Forschungsprojekt „Research on High Purity Single“ des „Achten Fünfjahresplans“ durchzuführenSeltene ErdeExtraktionstechnik“. Sechzehn SingleSeltenerdoxidProdukte mit einer Reinheit von mehr als 99,999 % bis 99,9999 % wurden unter Verwendung der Extraktionsmethode, der Extraktionschromatographiemethode, der Redoxmethode bzw. der Kationenaustauschfaserchromatographiemethode hergestellt. Dieser Prozess hat das internationale fortgeschrittene Niveau erreicht und den National „Eighth Five Year Plan“ Major Achievement Award gewonnen.

Im Jahr 2000 entwickelte das Beijing Nonferrous Metals Research Institute erfolgreich die Methode der elektrolytischen Reduktionsalkalität zur Herstellung hochreiner MetalleEuropiumoxid. Durch die Vermeidung der Verschmutzung des Produkts durch Zinkpulver kann dieser Prozess extrahierenEuropiumoxidmit einer Reinheit von 5N-6N auf einmal. Im Jahr 2001 wurde eine jährliche Produktionslinie von 18 Tonnen hochreinerEuropiumoxidwurde in Gansu gebautSeltene ErdeUnternehmen und in diesem Jahr in Betrieb genommen.

Zusammenfassend: Chinasseltene ErdeMan kann sagen, dass die Trennungs- und Reinigungstechnologie weltweit führend ist, wie beispielsweise die Trennung von NaphthensäureextraktionYttriumoxidgrößer als 5N, Extraktionsmethode P507 zur VorbereitungLanthanoxidgrößer als 5 N, elektrolytische Reduktionsextraktionsmethode oder Alkalitätsmethode zur HerstellungEuropiumoxidgrößer als 5N usw. Der Grad der Automatisierungskontrolle in der Trenn- und Reinigungsindustrie ist jedoch relativ gering, und einige Unternehmen weisen eine schlechte Qualitätsstabilität und Konsistenz bei hoher Reinheit aufseltene ErdeProdukte. Daher ist es notwendig, den Ausrüstungsstand der Unternehmen weiter zu verbessern.