Separação e Purificação de Elementos de Terras Raras

Desde a década de 1950, os chinesesterra raratrabalhadores de ciência e tecnologia conduziram extensa pesquisa e desenvolvimento no método de extração com solvente para separarterra raraelementos, e alcançaram muitos resultados de pesquisas científicas, que têm sido amplamente utilizados na produção industrial de terras raras. Em 1970, o N263 foi utilizado com sucesso na indústria para extrair e separaróxido de ítriocom pureza de 99,99%, substituindo o método de troca iônica para separaçãoóxido de ítrio. O custo foi inferior a um décimo do método de troca iônica; Em 1970, a extração P204 foi usada em vez do método clássico de recristalização para produzir luzóxidos de terras raras; Extraindoóxido de lantâniousando éster metil dimetil heptílico (P350) em vez do método clássico de cristalização fracionada; Na década de 1970, o processo de extração de amônia P507 e separação deterra raraelementos e a extração deítriocom ácido naftênico foi usado pela primeira vez na Chinaterra raraindústria hidrometalúrgica; O rápido desenvolvimento da tecnologia de extração na Chinaterra raraa indústria é inseparável do trabalho árduo de Yuan Chengye e outros camaradas do Instituto de Química Orgânica de Xangai da Academia Chinesa de Ciências. Vários extratores (como P204, P350, P507, etc.) pesquisados ​​com sucesso têm sido amplamente utilizados na indústria; A teoria da extração em cascata proposta e promovida pelo professor Xu Guangxian da Universidade de Pequim na década de 1970 desempenhou um papel orientador na tecnologia de extração e separação da China. Simultaneamente, um processo de separação otimizado utilizando a teoria de extração em cascata foi proposto e amplamente aplicado naterra raraindústria de extração e separação.

Nos últimos 40 anos, a China alcançou muitas conquistas notáveis ​​no campo daterra raraseparação e purificação.

Na década de 1960, o Instituto de Pesquisa de Metais Não Ferrosos de Pequim estudou com sucesso o método de redução da alcalinidade do pó de zinco para produzir alta purezaóxido de európio, que foi a primeira vez na China a produzir produtos superiores a 99,99%. Este método ainda é usado em váriosterras rarasem todo o país utilizado pela fábrica; A Fábrica Química Yuelong de Xangai, a Universidade Fudan e o Instituto Geral de Metais Não Ferrosos de Pequim colaboraram para usar pela primeira vez um processo de extração de troca iônica para enriquecer N263 com P204 e extrair e purificar para obter 99,95% de purezaóxido de ítrio. Em 1970, o P204 foi usado para enriquecer o N263 e obteróxido de ítriocom pureza superior a 99,99% por meio de extração e purificação secundária.

De 1967 a 1968, a planta experimental da Fábrica Jiangxi 801 e do Instituto de Pesquisa de Metais Não Ferrosos de Pequim colaboraram para estudar com sucesso o processo de uso do agrupamento de extração P204 - extração N263 para extrair óxido de ítrio. Em dezembro de 1968, uma produção anual de 3 toneladas/anoóxido de ítriofoi construída oficina de produção, com pureza de 99% deóxido de ítrio.

Em 1972, uma equipe de pesquisa foi formada por quatro empresas, incluindo o Instituto de Pesquisa de Metais Não Ferrosos de Pequim, a Fábrica Jiangxi 806, o Instituto de Pesquisa de Metalurgia Não Ferrosa de Jiangxi e o Instituto de Design de Metalurgia Não Ferrosa de Changsha. Após dois anos de experimentos de pesquisa conjunta no Instituto de Pesquisa de Metais Não Ferrosos de Pequim, o processo de extraçãoóxido de ítrioo uso de ácido naftênico como extratante e álcool misto como diluente foi estudado com sucesso.

Em 1974, o Instituto de Química Aplicada de Changchun descobriu pela primeira vez que ao separarterra raraelementos usando extração de ácido naftênico,ítrioestava localizado em frentelantânio, tornando-o o elemento menos facilmente extraível em elementos de terras raras. Portanto, uma tecnologia para separaróxido de ítriofoi proposta a extração com ácido naftênico do sistema de ácido nítrico. Ao mesmo tempo, o Instituto de Pesquisa de Metais Não Ferrosos de Pequim conduziu pesquisas sobre a separação deóxido de ítriode sistemas de ácido clorídrico usando ácido naftênico, e experimentos expandidos foram conduzidos na planta Nanchang 603 e na planta Jiujiang 806 em 1975, usando mistura Longnanóxido de terras rarascomo matéria-prima. Em 1974, a Fábrica Química Yuelong de Xangai, a Universidade Fudan e o Instituto de Pesquisa de Metais Não Ferrosos de Pequim colaboraram para estudar a separação deóxido de ítrioe de monazita O mistoterra rarade marromítriominério de columbium usa o pesadoterra raraextraído e agrupado por P204 como matéria-prima, eóxido de ítrioe é separado por extração com ácido naftênico. Foi realizada uma competição de amizade em três frentes, onde todos trocaram informações, aprenderam com os pontos fortes e fracos uns dos outros e, finalmente, estudaram com sucesso o processo de extração e separação do ácido naftênico de 99,99%óxido de ítrioe com características chinesas.

De 1974 a 1975, a Fábrica Nanchang 603 colaborou com o Instituto de Química Aplicada de Changchun, o Instituto Geral de Metais Não Ferrosos de Pequim, o Instituto de Metalurgia Não Ferrosa de Jiangxi e outras unidades para estudar com sucesso a terceira geraçãoóxido de ítrioProcesso de extração - extração em uma etapa com ácido naftênico e extração de alta purezaóxido de ítrioe. O processo foi colocado em operação em 1976.

No primeiro NacionalTerra RaraConferência de Extração realizada em Baotou em 1976, o Sr. Xu Guangxian propôs a teoria da extração em cascata. Em 1977, o “Simpósio Nacional sobreTerra RaraExtraction Cascade Theory and Practice” foi realizado na Shanghai Yuelong Chemical Plant, fornecendo uma introdução sistemática e abrangente a esta teoria. Posteriormente, a teoria da extração em cascata foi amplamente aplicada na pesquisa e produção de separação e purificação de extração de terras raras.

Em 1976, o Instituto de Pesquisa de Metais Não Ferrosos de Pequim utilizou minério Baotou misturado comterra raraextraircériodo material enriquecido. O método de extração N263 foi utilizado para separarlantânio praseodímio neodímio. Três produtos foram separados em uma extração e a pureza dosóxido de lantânio, óxido de praseodímio, eóxido de neodímioficou em torno de 90%.

De 1979 a 1983, BaotouTerra RaraO Instituto de Pesquisa e o Instituto de Pesquisa de Metais Não Ferrosos de Pequim desenvolveram um sistema de ácido clorídrico P507terra raraprocesso de separação de extração usando minério de terras raras Baotou como matéria-prima para obter seisterra raraprodutos (pureza 99% a 99,95%) delantânio, cério, praseodímio, neodímio, samário, egadolínio, assim comoeurópioetérbioprodutos enriquecidos. O processo foi curto, contínuo e a pureza do produto foi alta.

No início da década de 1980, o Instituto de Pesquisa de Metais Não Ferrosos de Pequim colaborou com a Fundição de Metais Não Ferrosos de Jiujiang, o Instituto de Química Aplicada de Changchun e a Fábrica Jiangxi 603 para realizar a pesquisa nacional do “Sexto Plano Quinquenal” e desenvolveu com sucesso uma tecnologia de processo para separar completamenteterra raraelementos de Longnan misturadosterra rarausando o sistema de ácido clorídrico P507.

Em 1983, a Fundição de Metais Não Ferrosos de Jiujiang adotou a tecnologia de processo do “sistema de ácido clorídrico de ácido naftênico do Instituto de Pesquisa de Metais Não Ferrosos de Pequim para produzir grau fluorescenteóxido de ítriode Longnan misturou terras raras” para produzir grau fluorescenteóxido de ítrio, reduzindo o custo deóxido de ítrioe atendendo à demandaóxido de ítriopara televisão em cores na China.

Em 1984, o Instituto Geral de Metais Não Ferrosos de Pequim estudou com sucesso a separação de metais de alta purezaóxido de térbiousando resina de extração P507 usandotérbiosubstâncias enriquecidas como matérias-primas na China.

Em 1985, o Instituto de Pesquisa de Metais Não Ferrosos de Pequim transferiu o grau fluorescente de separação de extração de ácido naftênicoóxido de ítriotecnologia de processo para a antiga República Democrática Alemã por 1,71 milhão de francos suíços, que foi o primeiroterra raratecnologia de processo de separação exportada pela China.

De 1984 a 1986, a Universidade de Pequim concluiu experimentos industriais sobre a extração e separação de La/CePr/Nd e La/Ce/Pr no sistema P507-HCl no TerceiroTerra RaraPlanta da Baosteel. Mais de 98%óxido de praseodímio, 99,5%óxido de lantânio, mais de 85%óxido de cérioe 99%óxido de neodímioforam obtidos. Em 1986, a Shanghai Yuelong Chemical Plant aplicou a teoria do projeto de otimização do processo de extração de três saídas, uma conquista teórica da teoria de extração em cascata da Universidade de Pequim, para conduzir um experimento industrial de três saídas no recém-construído processo de separação de terras raras leves do sistema P507-HCl. A escala do experimento industrial expandiu diretamente o projeto da teoria de extração em cascata para 100 toneladas, encurtando bastante o ciclo de aplicação do novo processo à produção.

De 1986 a 1989, o Baotou Rare Earth Research Institute, a Jiangxi 603 Factory e o Beijing Nonferrous Metals Research Institute desenvolveram um processo de extração de múltiplas saídas do sistema P507-HCl, que permite a produção simultânea de 3-5 produtos de terras raras por meio de uma extração fracionada. O processo é curto, econômico e flexível.

De 1990 a 1995, o Instituto de Pesquisa de Metais Não Ferrosos de Pequim e BaotouTerra RaraO Instituto de Pesquisa colaborou para realizar o projeto nacional de pesquisa científica e tecnológica “Oitavo Plano Quinquenal” “Pesquisa sobre Single High PurezaTerra RaraTecnologia de Extração”. Dezesseis solteirosóxido de terras rarasprodutos com pureza superior a 99,999% a 99,9999% foram preparados usando método de extração, método de cromatografia de extração, método redox e método de cromatografia de fibra de troca catiônica, respectivamente. Este processo atingiu o nível avançado internacional e ganhou o Prêmio Nacional de Grande Realização do “Oitavo Plano Quinquenal”.

Em 2000, o Instituto de Pesquisa de Metais Não Ferrosos de Pequim desenvolveu com sucesso o método de redução eletrolítica de alcalinidade para preparar alta purezaóxido de európio. Por evitar a poluição do pó de zinco no produto, este processo pode extrairóxido de európiocom uma pureza de 5N-6N de uma só vez. Em 2001, uma linha de produção anual de 18 toneladas de produtos de alta purezaóxido de európiofoi construído em GansuTerra RaraEmpresa e entrou em operação naquele ano.

Em resumo, a Chinaterra rarapode-se dizer que a tecnologia de separação e purificação é líder mundial, como a separação por extração de ácido naftênico deóxido de ítriomaior que 5N, método de extração P507 para prepararóxido de lantâniomaior que 5N, método de extração por redução eletrolítica ou método de alcalinidade para prepararóxido de európiomaior que 5N, etc. No entanto, o nível de controle de automação na indústria de separação e purificação é relativamente baixo, e algumas empresas têm baixa estabilidade de qualidade e consistência de alta purezaterra raraprodutos. Portanto, é necessário melhorar ainda mais o nível de equipamento das empresas.