稀土材料的制备技术.pptx

4、,使稀土材料的制备具有下述特点:①稀土材料的组成与结构复杂,因此对其化学成分、显微结构要进行严格的设计和监控。②稀土元素的活泼性及光、电、磁、热等特性,要求制备环境苛刻(如温度、压力、介质、溶剂及保护气氛等)。③除采用传统的金属熔炼法、陶瓷法、物理及化学方法外,更多的则是采用高新技术条件,例如高温、高压、低温、高真空、失重、辐射及其他极端技术条件;采用新的合成方法和工艺,例如Sol-Gel法、水热法、自蔓延高温合成法、CVD法以及复合技术等,以制备各种单晶、多晶、非晶态材料及纳米材料。④很多稀土材料要求采用原料纯度高、制备条件苛刻且多限于小量制备,因此生产成本高,制得的产品价格也较高。⑤稀土材料制备的技术保密性和知识产权保护性强。4稀土元素的特征配位体是氧,因而主要是存在于含氧的矿物中。在地球化学上,稀土对钙、钛、铌、锆、钍、F-、磷酸根离子(PO4)3-、碳酸根离子(CO3)2-等有明显的亲和力。。稀土元素的分离成了无机化学的难题之一。为了选择合适的稀土矿石的分解方法,必须考虑资源的综合利用、三废处理、环境保护、放射性的防护与劳动保护,考虑化工设备、化工原材料的成本、收率、纯度等经济技术指标。矿石的分解可以分为干法和湿法。(1)稀土矿石的分解5烧碱法分解独居石精矿的工艺大致为:将独居石精矿球磨到一定的粒度后,在一定的温度与压力下用浓碱溶液分解,稀土与钍形成沉淀;磷以水溶性的磷酸三钠分离过滤;在一定的酸度下,用HCl将稀土与钍的沉淀溶解,利用稀土与钍沉淀的溶解差别,使稀土优先溶解后与钍分离;调整RECl3的酸度与浓度,用逆流混合澄清槽加相关的有机萃取剂进行稀土元素分离萃取。其工艺特点是:含量仅低于稀土的磷以磷酸三钠的形式分离后,铀与钍同时和稀土分离,最终得到***化稀土。①独居石精矿的分解——烧碱法【英文名称】Monazite含有稀土磷酸盐,其中Ce占稀土总量的40%以上,钇组仅占5%,并有少量铀和数量可观的钍。晶体为板状或柱状。棕红色、黄色,有时褐黄色,油脂光泽,解理完全。独居石的分布最广,除我国外,印度、巴西、澳大利亚、美国、南非、埃及、锡兰、马来西亚和朝鲜等国。②***【英文名称】Bastnasite以***碳酸盐的形态存在,稀土元素含量(以RE2O3计)一般为75%,是提取铈、镧的重要矿物原料。六方晶系,晶体呈板状,通常呈细粒状集合体。黄、浅绿或褐色。玻璃光泽或油脂光泽。常与萤石、重晶石矿物共生。中国的白云鄂博和美国加利福尼亚的芒廷帕斯矿是世界最大的两个***碳铈矿,前者为与独居石等矿共生矿物,常含钍,后者与四川攀西、山东微山都是单一的***碳铈矿。工业生产中,目前有两种分解精矿的工艺流程,一种是生产混合稀土***化物的HCl-NaOH工艺;另一种是生产单一稀土化合物的氧化焙烧-酸浸出流程。7(A)HCl-NaOH分解法②***②***(C)氧化焙烧-酸浸-制取CeO2其工艺包括:焙烧→浸取→分离CeO2→Ce稀土的回收等工序。(B)氧化焙烧-酸浸-制取Eu2O3其工艺包括:焙烧→浸取→洗涤→萃取铕等工序。9②***(D)高温***化法10②***(E)由***碳铈精矿直接制取稀土金属