會(huì)上,有色江西銅業(yè)監(jiān)督站、銅陵有色銅冠礦山建設(shè)股份有限公司代表就本單位2016年的工作情況及工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了交流,針對(duì)監(jiān)督工作中存在的問(wèn)題和下一步的改進(jìn)方向和與會(huì)者進(jìn)行了探討。
會(huì)議期間,舉辦了簡(jiǎn)單而隆重的頒獎(jiǎng)儀式,分別為獲得“2015~2016年度中國(guó)有色金屬工業(yè)(部級(jí))優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng),2016年度中國(guó)有色金屬工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)——有色金屬工業(yè)安裝工程質(zhì)量驗(yàn)收及評(píng)定系列標(biāo)準(zhǔn)(參編單位),全國(guó)建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督系統(tǒng)先進(jìn)單位和檢測(cè)行業(yè)先進(jìn)單位領(lǐng)獎(jiǎng)。其中,常州金壇環(huán)保設(shè)備有限公司負(fù)責(zé)施工的“中鋁廣西有色稀土開發(fā)有限公司江蘇國(guó)盛稀土分離生產(chǎn)線異地升級(jí)改造項(xiàng)目—萃取車間”榮獲中國(guó)有色金屬工業(yè)(部級(jí))2015-2016年度優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)。
中鋁股份投資管理部總經(jīng)理劉瑞平,中國(guó)銅業(yè)有限公司副總裁王沖,中國(guó)有色金屬建設(shè)協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)兼秘書長(zhǎng)楊力,中鋁山東有限公司副總經(jīng)理王辛成,中國(guó)有色礦業(yè)集團(tuán)有限公司質(zhì)量環(huán)保部副主任李維鵬應(yīng)邀出席會(huì)議。
]]>交流會(huì)上,來(lái)自各科研院所和企業(yè)的16位專家及代表就稀土冶煉新技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)、稀土產(chǎn)業(yè)三廢治理和副產(chǎn)品提取進(jìn)行了技術(shù)交流。
3日上午,中國(guó)稀土學(xué)會(huì)張安文副秘書長(zhǎng)做了題為“稀土——先進(jìn)制造業(yè)的重要基礎(chǔ)材料”的報(bào)告;中華環(huán)保聯(lián)合會(huì)環(huán)保技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究專業(yè)委員會(huì)梁興印秘書長(zhǎng)做了“ 《稀土工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》實(shí)施情況及評(píng)價(jià)”的報(bào)告;北京有色金屬研究總院黃小衛(wèi)教授做了“稀土綠色冶煉分離工藝研究進(jìn)展”報(bào)告。
隨后,江西理工大學(xué)冶金與化學(xué)工程學(xué)院楊幼明副院長(zhǎng)做了“南方離子型稀土資源提取技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)”報(bào)告;包頭稀土研究院火法室陳國(guó)華主任做了“熔鹽電解質(zhì)被稀土金屬及合金技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)”報(bào)告;五礦(北京)稀土研究院有限公司程福祥副總經(jīng)理做了“南北方礦綠色分離原則流程”報(bào)告;江蘇樂(lè)科熱力科技有限公司韓波經(jīng)理做了“MVR在稀土行業(yè)的節(jié)能環(huán)保運(yùn)用”報(bào)告。
3日下午,南昌大學(xué)稀土微納功能材料研究中心李永繡主任做了“離子吸附型稀土提取綠色分離技術(shù)研究”報(bào)告;中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所廖伍平研究員做了“基于新型中性磷萃取劑的氟碳鈰礦清潔分離工藝研究”報(bào)告;東北大學(xué)材料與冶金學(xué)院吳文遠(yuǎn)教授的學(xué)生做了“輕稀土礦物綠色選冶研究進(jìn)展”報(bào)告;北京交通大學(xué)姚宏教授做了“稀土廢水高效治理新工藝”報(bào)告;深圳市瑞升華科技有限公司吳李發(fā)副總做了“MVR系統(tǒng)在稀土行業(yè)的應(yīng)用”報(bào)告。
之后,內(nèi)蒙古科技大學(xué)李梅課題組成員張曉偉做了“白云鄂博稀土精礦清潔高效冶煉新技術(shù)”報(bào)告;金壇市環(huán)保設(shè)備有限公司褚禮政總經(jīng)理做了“稀土分離行業(yè)新型節(jié)能攪拌裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用”報(bào)告;湖南稀土金屬材料研究院劉吉波所長(zhǎng)做了“復(fù)雜含鈧物料提取氧化鈧”報(bào)告;天津?yàn)I環(huán)化學(xué)工程技術(shù)研究院有限公司羅堅(jiān)院長(zhǎng)做了“液固體系稀土提取富集純化分離及串萃廢水處理等的實(shí)踐”報(bào)告。
]]>2、稀土元素之間的分離
目前采用四種萃取體系:
(1)P204萃取分組分離輕稀土元素
(2)P507萃取分組分離稀土元素
(3)環(huán)烷酸萃取分離釔元素
(4)C272萃取分離銩鐿镥元素
(二)四大生產(chǎn)工藝過(guò)程
1、精礦分解——氯化稀土溶液制備過(guò)程
這一過(guò)程將除去絕大部分非稀土元素
我國(guó)四種稀土資源:包頭混合稀土礦;南方離子型稀土礦;氟碳鈰鑭礦;獨(dú)居石和磷釔礦
(1)包頭混合稀土礦分解工藝:稀土收率 ≥85%
硫酸焙燒—水浸—萃取轉(zhuǎn)型法。
主要消耗資源:硫酸、重油(能源)、水、氧化鎂、鹽酸、電等;
注意氟鹽回收
(2)南方離子型稀土精礦分解工藝:稀土收率 ≥98%
鹽酸直接分解法
主要消耗資源:鹽酸、水等
(3)氟碳鈰鑭礦分解工藝:稀土收率 ≥90%
氧化焙燒—鹽酸優(yōu)溶分解法。
主要消耗資源:能源、鹽酸、燒堿、水、電等
注意氟鹽回收
(4)獨(dú)居石和磷釔礦分解工藝:稀土收率 ≥96%
堿分解—鹽酸優(yōu)溶分解法。
主要消耗資源:能源、燒堿、鹽酸、水、電等
回收磷酸三鈉、鈾釷產(chǎn)品
2、萃取分組分離過(guò)程(以南方離子資源為例的原則工藝)
整個(gè)過(guò)程將15個(gè)稀土元素分離成單一稀土鹽酸鹽溶液
(1)、P507萃取四分組:LaCePrNd、SmEuGd、TbDy、HoErTmYbLuY;
(2)、P507萃取分離La、Ce、Pr、Nd;
(3)、P507萃取分離Sm、Gd,富集Eu;
(4)、P507還原萃取分離Eu,富集Sm、Gd;
(5)、P507萃取分離Tb、Dy;
(6)、環(huán)烷酸萃取分離Y,富集Ho、Er、Tm、Yb、Lu;
(7)、P507萃取分組Ho、Er,富集Tm、Yb、Lu;
(8)、P507萃取分離Ho、Er;
(9)、C272萃取分離Tm、Yb、Lu;
(10)、N235萃取分離單一稀土溶液中Fe;
本工序消耗酸、堿,產(chǎn)生皂化廢水,可單循環(huán)使用;產(chǎn)生稀土皂濃鹽廢水,3~4.5摩爾,必須回收鹽份。
3、稀土沉淀過(guò)程
沉淀過(guò)程有稀土草酸鹽沉淀或稀土碳酸鹽沉淀
(1)稀土草酸鹽沉淀
草酸沉淀是酸性沉淀,稀土元素成草酸鹽沉淀,沉淀母液中酸度較高—2~3摩爾,回收鹽酸等;1molRE,需要1.5mol以上的草酸;酸性廢水處理難度比較大。
(2)稀土碳酸鹽沉淀
稀土碳酸鹽沉淀劑—碳酸氫銨、碳酸鈉、碳酸氫鈉三種
碳酸鹽沉淀是中性沉淀,pH—5.5~6.5,沉淀母液中鹽份較高—2~3mol,必須回收鹽。
(3)比較
溶解度:草酸鹽>碳酸鹽;沉淀收率:碳酸鹽>草酸鹽;
產(chǎn)品質(zhì)量:草酸鹽優(yōu)于碳酸鹽;
4、稀土氧化物灼燒
(1)稀土草酸鹽灼燒
稀土草酸鹽灼燒機(jī)理是高溫氧化過(guò)程≥800℃
(2)稀土碳酸鹽灼燒
稀土碳酸鹽灼燒機(jī)理是高溫分解過(guò)程≥900℃
理論上能源消耗比較:碳酸鹽分解>草酸鹽氧化;
灼燒過(guò)程消耗的是能源:天然氣、煤—煤氣、電;
關(guān)鍵在于灼燒設(shè)備的熱效率以及工藝操作過(guò)程的熱利用率
摘自:《稀土分離冶煉過(guò)程資源消耗極限研究與預(yù)測(cè)》.韓建設(shè),楊清宇,葉祥.
]]>現(xiàn)在稀土生產(chǎn)中采用的分離方法:
(1)分步法
從1794年發(fā)現(xiàn)的釔(Y)到1905年發(fā)現(xiàn)的镥(Lu)為止,所有天然存在的稀土元素間的單一分離,還有居里夫婦發(fā)現(xiàn)的鐳,都是用這種方法分離的。分步法是利用化合物在溶劑中溶解的難易程度(溶解度)上的差別來(lái)進(jìn)行分離和提純的。方法的操作程序是:將含有兩種稀土元素的化合物先以適宜的溶劑溶解后,加熱濃縮,溶液中一部分元素化合物析出來(lái)(結(jié)晶或沉淀)。析出物中,溶解度較小的稀土元素得到富集,溶解度較大點(diǎn)的稀土元素在溶液中也得到富集。因?yàn)橄⊥猎刂g的溶解度差別很小,必須重復(fù)操作多次才能將這兩種稀土元素分離開來(lái),因而這是一件非常困難的工作。全部稀土元素的單一分離耗費(fèi)了100多年,一次分離重復(fù)操作竟達(dá)2萬(wàn)次,對(duì)于化學(xué)工作者而言,其艱辛的程度,可想而知。因此用這樣的方法不能大量生產(chǎn)單一稀土。
(2)離子交換法
由于分步法不能大量生產(chǎn)單一稀土,因而稀土元素的研究工作也受到了阻礙,第二次世界大戰(zhàn)后,美國(guó)原子彈研制計(jì)劃即所謂曼哈頓計(jì)劃推動(dòng)了稀土分離技術(shù)的發(fā)展,因稀土元素和鈾、釷等放射性元素性質(zhì)相似,為盡快推進(jìn)原子能的研究,就將稀土作為其代用品加以利用。而且,為了分析原子核裂變產(chǎn)物中含有的稀土元素,并除去鈾、釷中的稀土元素,研究成功了離子交換色層分析法(離子交換法),進(jìn)而用于稀土元素的分離。
離子交換色層法的原理是:首先將陽(yáng)離子交換樹脂填充于柱子內(nèi),再將待分離的混合稀土吸附在柱子入口處的那一端,然后讓淋洗液從上到下流經(jīng)柱子。形成了絡(luò)合物的稀土就脫離離子交換樹脂而隨淋洗液一起向下流動(dòng)。流動(dòng)的過(guò)程中稀土絡(luò)合物分解,再吸附于樹脂上。就這樣,稀土離子一邊吸附、脫離樹脂,一邊隨著淋洗液向柱子的出口端流動(dòng)。由于稀土離子與絡(luò)合劑形成的絡(luò)合物的穩(wěn)定性不同,因此各種稀土離子向下移動(dòng)的速度不一樣,親和力大的稀土向下流動(dòng)快,結(jié)果先到達(dá)出口端。
離子交換法的優(yōu)點(diǎn)是一次操作可以將多個(gè)元素加以分離。而且還能得到高純度的產(chǎn)品。這種方法的缺點(diǎn)是不能連續(xù)處理,一次操作周期花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng),還有樹脂的再生、交換等所耗成本高,因此,這種曾經(jīng)是分離大量稀土的主要方法已從主流分離方法上退下來(lái),而被溶劑萃取法取代。但由于離子交換色層法具有獲得高純度單一稀土產(chǎn)品的突出特點(diǎn),目前,為制取超高純單品以及一些重稀土元素的分離,還需用離子交換色層法分離制取一稀土產(chǎn)。
(3)溶劑萃取法
利用有機(jī)溶劑從與其不相混溶的水溶液中把被萃取物提取分離出來(lái)的方法稱之為有機(jī)溶劑液-液液萃取法,簡(jiǎn)稱溶劑萃取法,它是一種把物質(zhì)從一個(gè)液相轉(zhuǎn)移到另一個(gè)液相的傳質(zhì)過(guò)程。 溶劑萃取法在石油化工、有機(jī)化學(xué)、藥物化學(xué)和分析化學(xué)方面應(yīng)用較早。但近四十年來(lái),由于原子能科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,超純物質(zhì)及稀有元素生產(chǎn)的需要,溶劑萃取法在核燃料工業(yè)、稀有冶金等工業(yè)方面,得到了很大的發(fā)展。我國(guó)在萃取理論的研究、新型萃取劑的合成與應(yīng)用和稀土元素分離的萃取工藝流程等方面,均達(dá)到了很高的水平。 溶劑萃取法其萃取過(guò)程與分級(jí)沉淀、分級(jí)結(jié)晶、離子交換等分離方法相比,具有分離效果好、生產(chǎn)能力大、便于快速連續(xù)生產(chǎn)、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等一系列優(yōu)點(diǎn),因而逐漸變成分離大量稀土的主要方法。
溶劑萃取法的分離設(shè)備有混合澄清槽、離心萃取器等,提純稀土所用的萃取劑有:以酸性磷酸酯為代表的陽(yáng)離子萃取劑如P204稀土萃取劑、P507稀土萃取劑,以胺為代表的陰離子交換液N1923和以TBP、P350等中性磷酸酯為代表的溶劑萃取劑三種。這些萃取劑的粘度與比重都很高,與水不易分離。通常用煤油等溶劑將其稀釋再用。
萃取工藝過(guò)程一般可分為三個(gè)主要階段:萃取、洗滌、反萃取。
串級(jí)萃取工藝是分離制備高純單一稀土化合物的主要方法之一,在工業(yè)上已實(shí)現(xiàn)純度達(dá)5N的單一稀土產(chǎn)品分離提純。 依據(jù)串級(jí)萃取工藝設(shè)計(jì)制造的稀土萃取槽在我國(guó)已被廣泛應(yīng)用于稀土萃取領(lǐng)域,在顯著降低稀土分離成本的同時(shí),極大地提高了稀土的分離效率和產(chǎn)品質(zhì)量,對(duì)于規(guī)?;图s化進(jìn)行稀土生產(chǎn)具有十分重要的意義。 常州金壇環(huán)保設(shè)備有限公司擁有多年為國(guó)內(nèi)多家稀土企業(yè)制造稀土萃取成套設(shè)備,具有豐富的萃取成套設(shè)備制造和安裝經(jīng)驗(yàn)。圖為常州金壇環(huán)保設(shè)備有限公司為溧陽(yáng)羅地亞稀土新材料有限公司制造安裝的稀土萃取生產(chǎn)線。 ]]>