Trennung und Reinigung von Seltenerdelementen

Seit den 1950er JahrenSeltene ErdenWissenschaftler und Techniker haben umfangreiche Forschung und Entwicklung an der Lösungsmittelextraktionsmethode zur Trennung durchgeführtSeltene ErdenElemente und haben viele wissenschaftliche Forschungsergebnisse erzielt, die in der industriellen Produktion seltener Erden weit verbreitet sind. Im Jahr 1970 wurde N263 erfolgreich in der Industrie eingesetzt, um zu extrahieren und zu trennenYttriumoxidmit einer Reinheit von 99,99%, ersetzt die Ionenaustauschmethode zur TrennungYttriumoxidDie Kosten betrugen weniger als ein Zehntel der Kosten der Ionenaustauschmethode. Im Jahr 1970 wurde die P2O4-Extraktion anstelle der klassischen Rekristallisationsmethode verwendet, um Licht zu erzeugenSeltenerdoxide; ExtrahierenLanthanoxidVerwendung von Methyldimethylheptylester (P350) anstelle der klassischen fraktionierten Kristallisationsmethode; In den 1970er Jahren wurde der Prozess der Ammoniak-P507-Extraktion und Trennung vonSeltene ErdenElemente und die Extraktion vonYttriummit Naphtensäure wurde erstmals in China verwendetSeltene ErdenHydrometallurgie-Industrie; Die rasante Entwicklung der Extraktionstechnologie in ChinasSeltene ErdenDie Industrie ist untrennbar mit der harten Arbeit von Yuan Chengye und anderen Kollegen vom Shanghaier Institut für Organische Chemie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften verbunden. Verschiedene Extraktionsmittel (wie P204, P350, P507 usw.), die sie erfolgreich erforscht haben, finden breite Anwendung in der Industrie. Die von Professor Xu Guangxian von der Peking-Universität in den 1970er Jahren vorgeschlagene und geförderte Kaskadenextraktionstheorie spielte eine wegweisende Rolle in der chinesischen Extraktions- und Trenntechnologie. Gleichzeitig wurde ein mithilfe der Kaskadenextraktionstheorie optimiertes Trennverfahren vorgeschlagen und in derSeltene ErdenExtraktions- und Trennindustrie.

In den letzten 40 Jahren hat China viele bemerkenswerte Erfolge auf dem Gebiet derSeltene ErdenTrennung und Reinigung.

In den 1960er Jahren untersuchte das Beijing Nonferrous Metals Research Institute erfolgreich die Methode der Zinkpulverreduktion zur Herstellung hochreinerEuropiumoxid, das erste in China, das Produkte mit einer Größe von über 99,99 % herstellte. Diese Methode wird immer noch in verschiedenenSeltene ErdenIm ganzen Land wird es von der Fabrik verwendet; Shanghai Yuelong Chemical Plant, die Fudan University und das Beijing General Institute of Nonferrous Metals arbeiteten zusammen, um zunächst ein Extraktions-Ionenaustauschverfahren zu verwenden, um N263 mit P2O4 anzureichern und zu extrahieren und zu reinigen, um eine Reinheit von 99,95 % zu erreichenYttriumoxid. 1970 wurde P204 verwendet, um N263 anzureichern undYttriumoxidmit 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 P2O4-Extraktionsgruppe – N263-Extraktion zur Gewinnung von Yttriumoxid erfolgreich zu untersuchen. Im Dezember 1968 wurde eine 3-Tonnen/Jahr-YYttriumoxidProduktionswerkstatt wurde gebaut, mit einer Reinheit von 99%Yttriumoxid.

1972 gründeten vier Unternehmen, darunter das Beijing Nonferrous Metals Research Institute, die Jiangxi 806 Factory, das Jiangxi Nonferrous Metallurgy Research Institute und das Changsha Nonferrous Metallurgy Design Institute, ein Forschungsteam. Nach zwei Jahren gemeinsamer Forschungsexperimente am Beijing Nonferrous Metals Research Institute wurde der Prozess der Gewinnung vonYttriumoxidDie Verwendung von Naphtensäure als Extraktionsmittel und gemischtem Alkohol als Verdünnungsmittel wurde erfolgreich untersucht.

Im Jahr 1974 entdeckte das Changchun Institute of Applied Chemistry zum ersten Mal, dass bei der TrennungSeltene ErdenElemente mittels Naphtensäureextraktion,Yttriumbefand sich vorLanthan, was es zum am wenigsten leicht extrahierbaren Element der Seltenen Erden macht. Daher ist eine Technologie zur TrennungYttriumoxidDie Extraktion von Naphtensäure aus Salpetersäure wurde vorgeschlagen. Gleichzeitig forschte das Beijing Nonferrous Metals Research Institute an der Trennung vonYttriumoxidvon Salzsäuresystemen unter Verwendung von Naphtensäure, und erweiterte Experimente wurden 1975 in den Anlagen Nanchang 603 und Jiujiang 806 durchgeführt, unter Verwendung von Longnan-MischungSeltenerdoxidals Rohstoff. Im Jahr 1974 arbeiteten das Shanghai Yuelong Chemical Plant, die Fudan University und das Beijing Nonferrous Metals Research Institute zusammen, um die Trennung vonYttriumoxide aus Monazit Die gemischteSeltene Erdenvon braunYttriumNiob-Erz verwendet die schwerenSeltene Erdenextrahiert und gruppiert nach P204 als Rohstoff undYttriumoxide wird durch Naphtensäureextraktion getrennt. An drei Fronten fand ein Freundschaftswettbewerb statt, bei dem alle Informationen austauschten, von den Stärken und Schwächen der anderen lernten und schließlich den Extraktions- und Trennungsprozess von Naphtensäure von 99,99 % erfolgreich studierten.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 studierenYttriumoxide Extraktionsverfahren – Naphtensäure-Einstufenextraktion und Extraktion von hochreinemYttriumoxide. Das Verfahren wurde 1976 in Betrieb genommen.

Beim ersten NationalenSeltene ErdenAuf der Konferenz zur Extraktion, die 1976 in Baotou stattfand, schlug Herr Xu Guangxian die Theorie der Kaskadenextraktion vor. 1977 fand das „Nationale Symposium fürSeltene Erden„Theorie und Praxis der Extraktionskaskade“ fand im Chemiewerk Shanghai Yuelong statt und bot eine systematische und umfassende Einführung in diese Theorie. Anschließend wurde die Theorie der Kaskadenextraktion in großem Umfang in der Forschung und Produktion zur Extraktion, Trennung und Reinigung von Seltenen Erden angewendet.

Im Jahr 1976 verwendete das Beijing Nonferrous Metals Research Institute Baotou-Erz gemischt mitSeltene ErdenextrahierenCeraus dem angereicherten Material. Die N263-Extraktionsmethode wurde verwendet, umLanthan Praseodym Neodym. Drei Produkte wurden in einer Extraktion getrennt, und die Reinheit vonLanthanoxid, Praseodymoxid, UndNeodymoxidlag bei etwa 90 %.

Von 1979 bis 1983, BaotouSeltene ErdenDas Forschungsinstitut und das Beijing Nonferrous Metals Research Institute entwickelten ein P507-SalzsäuresystemSeltene ErdenExtraktionstrennungsprozess unter Verwendung von Baotou-Seltenerd-Erz als Rohstoff, um sechs einzelneSeltene ErdenProdukte (Reinheit 99% bis 99,95%) vonLanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Samarium, UndGadolinium, sowieEuropiumUndTerbiumangereicherte Produkte. Der Prozess war kurz, kontinuierlich und die Produktreinheit war 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 Forschung im Rahmen des „Sechsten Fünfjahresplans“ durchzuführen und erfolgreich eine Prozesstechnologie zur vollständigen Trennung einzelnerSeltene ErdenElemente aus Longnan gemischtSeltene Erdenunter Verwendung des Salzsäuresystems P507.

Im Jahr 1983 übernahm die Jiujiang Nonferrous Metals Smelter die Prozesstechnologie des „Naphthensäure-Salzsäure-Systems“ des Beijing Nonferrous Metals Research Institute zur Herstellung von fluoreszierendemYttriumoxidaus Longnan gemischten Seltenen Erden“ zur Herstellung von fluoreszierender QualitätYttriumoxid, wodurch die Kosten fürYttriumoxidund die Nachfrage nachYttriumoxidfür Farbfernsehen in China.

Im Jahr 1984 untersuchte das Beijing General Institute of Non ferrous Metals erfolgreich die Trennung von hochreinenTerbiumoxidunter Verwendung von P507-Extraktionsharz unter VerwendungTerbiumangereicherte Stoffe als Rohstoffe in China.

Im Jahr 1985 übertrug das Beijing Nonferrous Metals Research Institute die Extraktions- und Trennungsfluoreszenzqualität von NaphthensäureYttriumoxidProzesstechnologie für 1,71 Millionen Schweizer Franken an die ehemalige Deutsche Demokratische Republik, was die ersteSeltene Erdenvon China exportierte Trennprozesstechnologie.

Von 1984 bis 1986 führte die Peking-Universität industrielle Experimente zur Extraktion und Trennung von La/CePr/Nd und La/Ce/Pr im P507-HCl-System am DrittenSeltene ErdenAnlage von Baosteel. Mehr als 98%Praseodymoxid, 99,5 %Lanthanoxid, mehr als 85 %Ceroxidund 99 %Neodymoxidwurden erzielt. 1986 wandte die Shanghai Yuelong Chemical Plant die Optimierungstheorie des Drei-Auslass-Extraktionsprozesses an, eine theoretische Errungenschaft der Kaskadenextraktionstheorie der Peking-Universität, um ein Drei-Auslass-Industrieexperiment im neu errichteten P507-HCl-System zur Trennung leichter Seltener Erden durchzuführen. Der industrielle Versuchsmaßstab erweiterte das Design der Kaskadenextraktionstheorie direkt auf 100 Tonnen, wodurch der Zyklus der Anwendung des neuen Verfahrens in der Produktion erheblich verkürzt wurde.

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-Mehrfachextraktionsverfahren, das die gleichzeitige Produktion von drei bis fünf Seltenerdprodukten durch eine fraktionierte Extraktion ermöglicht. Das Verfahren ist kurz, kostengünstig und flexibel.

Von 1990 bis 1995, Beijing Nonferrous Metals Research Institute und BaotouSeltene ErdenForschungsinstitut arbeitete zusammen, um das nationale wissenschaftliche und technologische Forschungsprojekt „Forschung an hochreinen EinzelSeltene ErdenExtraktionstechnologie“. Sechzehn einzelneSeltenerdoxidProdukte mit einer Reinheit von über 99,999 % bis 99,9999 % wurden mittels Extraktionsverfahren, Extraktionschromatographie, Redoxverfahren bzw. Kationenaustauschfaserchromatographie hergestellt. Dieses Verfahren hat international hohes Niveau erreicht und wurde mit dem nationalen „Achter Fünfjahresplan“-Preis für bedeutende Leistungen ausgezeichnet.

Im Jahr 2000 entwickelte das Beijing Nonferrous Metals Research Institute erfolgreich die Methode der elektrolytischen Reduktionsalkalität zur Herstellung von hochreinemEuropiumoxid. Durch die Vermeidung der Verschmutzung des Produkts durch Zinkpulver kann dieser Prozess extrahierenEuropiumoxidmit einer Reinheit von 5N-6N in einem Durchgang. Im Jahr 2001 wurde eine jährliche Produktionslinie von 18 Tonnen hochreinemEuropiumoxidwurde in Gansu gebautSeltene ErdenUnternehmen und wurde im selben Jahr in Betrieb genommen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ChinasSeltene ErdenTrennung und Reinigung Technologie kann gesagt werden, in der Welt führend, wie Naphtensäure Extraktion Trennung vonYttriumoxidgrößer als 5N, P507 Extraktionsmethode zur HerstellungLanthanoxidgrößer als 5N, elektrolytische Reduktionsextraktionsmethode oder Alkalinitätsmethode zur HerstellungEuropiumoxidgrößer als 5N usw. Allerdings ist der Grad der Automatisierungskontrolle in der Trenn- und Reinigungsindustrie relativ gering, und einige Unternehmen haben eine schlechte Qualitätsstabilität und Konsistenz der hochreinenSeltene ErdenProdukte. Daher ist es notwendig, den Ausstattungsstand der Unternehmen weiter zu verbessern.