Выделение и разделение РЗЭ

форум для обсуждения технологических вопросов, появляющихся в химической и смежных отраслях
chemtech and the results of science in real production
himdim2012
Сообщения: 979
Зарегистрирован: Сб фев 04, 2012 4:20 pm

Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение himdim2012 » Ср май 16, 2012 7:45 pm

Собственно два вопроса по редкоземельным элементам:

1. Выделить РЗЭ из природных объектов (ясно что все зависит от исходного объекта, но хотя бы какие методы есть, их плюсы и минусы).

2. Разделить РЗЭ поэлеметно из концентрата.

3. И как прикинуть экономическую часть этого хоз-ва.

Я не прошу все технологию под ключ, просто мне интересно мнение людей кто сталкивался с этим на практике, какие есть подводные камни. Общие позиции/рекомендации.

Заранее всем благодарен!
- Вас Кузьмой зовут?
- Кузенькой, можно Кузькой, маленький я ещё, семь веков всего, восьмой пошел.

Из м/ф "Домовенок Кузя"

Аватара пользователя
amik
Сообщения: 23104
Зарегистрирован: Вс мар 05, 2006 9:32 pm

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение amik » Чт май 17, 2012 7:20 am

Популярная нынче тема, но проще начать с чтения литературы :wink:
Химия и технология редких и рассеянных элементов т.2. П/ред. Большакова.
Редкие и рассеянные элементы. Химия и технология т.1 п/ред Коровина.
Обе есть в сети.
Бог на стороне не больших батальонов, а тех, кто лучше стреляет (приписывается Вольтеру)

Аватара пользователя
antabu
Сообщения: 5932
Зарегистрирован: Пн май 25, 2009 7:00 pm

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение antabu » Чт май 17, 2012 7:27 am

Для начала неплохо бы просмотреть литературу, хотя бы старую на русском, например, в свободном доступе есть
Химия РЗЭ.Т.1(59)Серебренников В.В.
Химия комплексных соединений РЗЭ(66)Яцимирский К.Б.DJvU
Металлургия редких металлов(69)Баймаков Ю.В.
Металлургия редких металлов(91)Зеликман А.Н.,Коршунов Б.Г.
Металлургия редкоземельных металлов,Th и U(60)Зеликман А.Н
Редкоземельные металлы(65)Спеддинг Ф.Х.,Даан А.Х.-ред
Технология редких металлов в атомной технике
Успехи в химии и технологии редкоземельных элементов(70)Айринг Л
Электролиз в металлургии редких металлов(63)Каплан Г.Е.и др.
В тему статья из "ХиЖ"
Витамины промышленности.pdf
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.
"Я не видел людей страшней, чем толпа цвета хаки"

Iskander
Сообщения: 3151
Зарегистрирован: Чт июн 30, 2005 6:45 pm

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение Iskander » Чт май 17, 2012 8:49 am

amik писал(а):Популярная нынче тема, но проще начать с чтения литературы :wink:
Химия и технология редких и рассеянных элементов т.2. П/ред. Большакова.
Редкие и рассеянные элементы. Химия и технология т.1 п/ред Коровина.
Обе есть в сети.
Это точно. Особенно если учесть политику Китая и темпы роста цен на эти элементы.
Книги читал - :up:

Пара неустранимых камней:
Если минеральная часть РЗЭ типа бастензита и особенно монацита с ксенотимом - то это радиация. Примесь тория и продуктов его распада достаточно заметная. Если исходные - нечто типа фосфогипса, то радиации нет, но тяжёлых редкоземов конца группы там очень мало. Да и самих редкоземов в лучшем случае 1%.

В общем, если связываться с первым типом, то требуется захоронение фонящих остатков.
Если связываться со вторым, то спектр элементов очень ограничен + огромное количество отходов.

himdim2012
Сообщения: 979
Зарегистрирован: Сб фев 04, 2012 4:20 pm

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение himdim2012 » Чт май 17, 2012 7:44 pm

Уважаемые коллеги, а не поделитесь книгами или ссылками на их скачивание буду очень признателен.
Iskander писал(а): Пара неустранимых камней:
Если минеральная часть РЗЭ типа бастензита и особенно монацита с ксенотимом - то это радиация. Примесь тория и продуктов его распада достаточно заметная. Если исходные - нечто типа фосфогипса, то радиации нет, но тяжёлых редкоземов конца группы там очень мало. Да и самих редкоземов в лучшем случае 1%.

В общем, если связываться с первым типом, то требуется захоронение фонящих остатков.
Если связываться со вторым, то спектр элементов очень ограничен + огромное количество отходов.
и каковы методы переработки их? существуют принципиальные подходы основанные на экстракции, сорбции (ионообменные смолы), флотации, и возможно мембранное разделение. Или я не прав?
- Вас Кузьмой зовут?
- Кузенькой, можно Кузькой, маленький я ещё, семь веков всего, восьмой пошел.

Из м/ф "Домовенок Кузя"

Аватара пользователя
Tokashi
Сообщения: 3894
Зарегистрирован: Пн мар 13, 2006 10:02 pm

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение Tokashi » Чт май 17, 2012 11:01 pm

разве РЗЭ не добывают попутно из отходов цвет металургии?
Энергия ядерного взрыва примерно равна 20 Тера кал, что эквивалентно 4 Кило тоннам копчёной колбасы!

Iskander
Сообщения: 3151
Зарегистрирован: Чт июн 30, 2005 6:45 pm

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение Iskander » Пт май 18, 2012 11:12 am

Tokashi писал(а):разве РЗЭ не добывают попутно из отходов цвет металургии?
Только галлий и скандий, если их тоже относить к РЗЭ. (из отходов производства глинозёма)

А так - нет. Там генезис руд совсем разный. Цветмет - сульфидные руды, РЗЭ - фосфаты. Вместе они не встречаются.

Iskander
Сообщения: 3151
Зарегистрирован: Чт июн 30, 2005 6:45 pm

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение Iskander » Пт май 18, 2012 11:43 am

himdim2012 писал(а): и каковы методы переработки их? существуют принципиальные подходы основанные на экстракции, сорбции (ионообменные смолы), флотации, и возможно мембранное разделение. Или я не прав?
Опять же, зависит от сырья. Более-менее рентабельных методов малотоннажной переработки фосфогипса пока не существует.
Если же это богатые руды, то первая стадия - вскрытие руды серной кислотой или спеканием с содой.
Затем экстракция (скорее всего ТБФ в керосине) и выделение суммы редкоземов в виде нитратов или хлоридов. (где-то промежуточно ещё удаляется торий и продукты его распада)
А вот дальше - геморрой. Разделение РЗЭ и получение чистых компонентов, особенно спектрально-чистых, необходимых для микро/наноэлектроники - это целый цикл непростых процедур, так как свойства ионов очень похожи. Первый из методов - деление на катионитах, затем селективный электролиз в амальгаму. Ну, самое простое - выделение квасцов, но эта методика делит РЗЭ примерно пополам (на лёгкие и тяжёлые)

himdim2012
Сообщения: 979
Зарегистрирован: Сб фев 04, 2012 4:20 pm

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение himdim2012 » Сб май 19, 2012 9:59 am

Iskander писал(а):
Tokashi писал(а):разве РЗЭ не добывают попутно из отходов цвет металургии?
Только галлий и скандий, если их тоже относить к РЗЭ. (из отходов производства глинозёма)

А так - нет. Там генезис руд совсем разный. Цветмет - сульфидные руды, РЗЭ - фосфаты. Вместе они не встречаются.
ага, тут философский вопрос что чем считать. Термин РЗЭ в большей степени, на мой взгляд, применяется к лантаноидам. Все остальные элементы правильней относить к рассеянным, хотя в обоих случаях в извлечении и концентрировании проблем очень много.
Iskander писал(а):
Если же это богатые руды, то первая стадия - вскрытие руды серной кислотой или спеканием с содой.
Затем экстракция (скорее всего ТБФ в керосине) и выделение суммы редкоземов в виде нитратов или хлоридов. (где-то промежуточно ещё удаляется торий и продукты его распада)
А вот если использовать такой подход:

вместо экстракции концентрирование обратным осмосом, затем избавляться от мешающих ионов (железа, кальция и т.д.), снова концентрирование обратным осмосом, а разделение применять гидролитическим осаждением(там значение рн близкие но если тонко проводить эксперимент, то может получиться), с последующим концентрированием. Как идея?

Про деление катионитах? как там процесс происходит (там же много мешающих ионов) и какой катионит брать?
- Вас Кузьмой зовут?
- Кузенькой, можно Кузькой, маленький я ещё, семь веков всего, восьмой пошел.

Из м/ф "Домовенок Кузя"

Аватара пользователя
antabu
Сообщения: 5932
Зарегистрирован: Пн май 25, 2009 7:00 pm

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение antabu » Вт май 22, 2012 8:02 am

himdim2012 писал(а):Уважаемые коллеги, а не поделитесь книгами или ссылками на их скачивание буду очень признателен.
ftp://chemistry-chemists.com/himija/Rare_Earths/
Чтобы получить доступ, надо зарегистрироваться на http://chemistry-chemists.com/forum/index.php
"Я не видел людей страшней, чем толпа цвета хаки"

Аватара пользователя
chemist
Сообщения: 10369
Зарегистрирован: Пн июл 26, 2004 2:14 am

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение chemist » Вт май 22, 2012 1:27 pm

В мире нет проблем с сабжем, всё давно разработано и внедрено, заводы работают и производят по новейшим технологиям, вот сегодняшнее коммерческое предложение из Германии по РЗЭ:

Код: Выделить всё

CHEMOS GmbHWerner-von-Siemens-Str. 3
93128 Regenstauf / GERMANY
Tel. 0049 9402 9336 20
Fax. 0049 9402 9336 13
sales@chemos-group.com
www.chemos-group.com
VAT Reg.No. DE812087001  Subject: Rare Earth Elements 
Dear Sir / Madam, We have taken the "Rare Earth Elements" into our product range.
Now you can inquire them as: Pure metal, Oxide, Acetate, Nitrate, Chloride, etc. We welcome your inquiry Best regards CHEMOS GmbH
Werner-von-Siemens-Str. 3
93128 Regenstauf
Germany
I D E A = A u

Iskander
Сообщения: 3151
Зарегистрирован: Чт июн 30, 2005 6:45 pm

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение Iskander » Ср май 23, 2012 11:00 am

himdim2012 писал(а):вместо экстракции концентрирование обратным осмосом, затем избавляться от мешающих ионов (железа, кальция и т.д.), снова концентрирование обратным осмосом, а разделение применять гидролитическим осаждением(там значение рн близкие но если тонко проводить эксперимент, то может получиться), с последующим концентрированием. Как идея?
Всё, конечно, надо пробовать, но по тому с чем я сталкивался - обратно-осмотические мембраны не любят многозарядных ионов. Забиваются и очень плохо очищаются. Поэтому проводят, например, натрий-катионирование перед осмосом. Второе: обратный осмос - это не некий суперфильтр, пропускающий только воду. Там всегда есть проскок ионов, причём он тем больше, чем выше концентрация солей.
himdim2012 писал(а):Про деление катионитах? как там процесс происходит (там же много мешающих ионов) и какой катионит брать?
На катиониты пускают уже очищенный раствор РЗЭ. Впридачу, по производительности это не лучший метод. Хотя по чистоте, наверное, он хорош.
chemist писал(а):В мире нет проблем с сабжем, всё давно разработано и внедрено, заводы работают и производят по новейшим технологиям, вот сегодняшнее коммерческое предложение из Германии по РЗЭ:
Всё не совсем так.
98% или даже более производства РЗЭ сосредоточено в Китае. Со всеми вытекающими последствиями.

Аватара пользователя
chemist
Сообщения: 10369
Зарегистрирован: Пн июл 26, 2004 2:14 am

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение chemist » Ср май 23, 2012 11:12 am

Iskander писал(а):Всё не совсем так.
98% или даже более производства РЗЭ сосредоточено в Китае. Со всеми вытекающими последствиями.
Китай - тоже часть мира, причём немалая :idea: . Монополизм сырья ещё не монополизм всего бизнеса, т.к. приходится считаться с монополизмом "ноу-хау", монополизмом сбыта, финансово-кредитным монополизмом и т.д. И нет никаких последствий для западного, американского и др. бизнесов, а для российского почему-то "последствия", это что - отсутствие халявы и непрозрачных схем?
I D E A = A u

Iskander
Сообщения: 3151
Зарегистрирован: Чт июн 30, 2005 6:45 pm

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение Iskander » Ср май 23, 2012 12:03 pm

chemist писал(а):Монополизм сырья ещё не монополизм всего бизнеса, т.к. приходится считаться с монополизмом "ноу-хау", монополизмом сбыта, финансово-кредитным монополизмом и т.д. И нет никаких последствий для западного, американского и др. бизнесов, а для российского почему-то "последствия", это что - отсутствие халявы и непрозрачных схем?
В данном случае - почти монополизм, поскольку и магниты и светотехнику в Китае делать уже умеют.

Те же немцы - 100% перекупщики. В крайнем случае они берут в Китае дидим и делят его на элементы, но сомневаюсь.
В любой такой схеме за всё платит конечный потребитель. Китай поднял цены, затем перекупщики, затем и т.д.

Для западного и американского последствия были, поскольку монопольная политика Китая на корню гробит ветряную энергетику. А это с учётом пиара - очень большие куски.

Аватара пользователя
chemist
Сообщения: 10369
Зарегистрирован: Пн июл 26, 2004 2:14 am

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение chemist » Ср май 23, 2012 3:11 pm

С внутренней инвестиционной политикой КПК т.н. "цивилизованные" страны научатся бороться не скоро, для этого им нужно трансформировать свою общественно-политическую формацию (ввести элементы глобального общественного управления). Где ещё в мире маленькому буржуйчику, едва сводящему концы с концами, правительство может дать, например, $50М на 30 лет БЕЗВОЗВРАТНО, но с условием основательно "подвинуть" производителей данного товара в мире? (Правда, под угрозой расстрела при невыполнении). Разве что работнички Федеральной Резервной Системы США дают своим детям на банковский бизнес, у нас же даже дети первых лиц такие пряники не получают (а если и получают, то тратят чёрти на что, только не в реальный сектор экономики). Ни один капиталлист в мире не сможет, скажем, 5 лет продавать производимый товар с большими убытками, лишь бы пришибить демпингом всех конкурентов. Короче, до Китая надо сначала дорасти социально (поставить хоть царя, хоть чёрта лысого, лишь бы пинков давал побольше на высшем уровне).
Традиционные методы выделения/разделения РЗЭ, описанные в вышеприведенных книгах, очень затратны, требуют громоздкого оборудования и производят большое количество нехороших отходов. Думаю, что будущее за специфическими лигандами, типа крун-эфиров, криптандов, каликс-аренов, порфиринов и т.п. Во всяком случае, американцы активно роют в этом направлении и уже научились синтезировать вещества, которые нейтрализуют воздействие на организм радиоактивных химических элементов, таких как уран, нептуний, америций, плутоний и кюрий: http://phys.org/news/2012-03-threat.html
I D E A = A u

Аватара пользователя
amik
Сообщения: 23104
Зарегистрирован: Вс мар 05, 2006 9:32 pm

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение amik » Ср май 23, 2012 3:59 pm

Темы инвестистиционной политики, ЗОГ, успехов Китая и тп в данной теме оффтоп :!:
Мне лично интересно, с чего столь непростой темой, как выделение РЗЭ, занялся топикстартер? Пока он продемонстрировал только некоторую неосведомленность в проблеме, разрешить которую посредством форума кажется весьма сомнительным занятием.
Бог на стороне не больших батальонов, а тех, кто лучше стреляет (приписывается Вольтеру)

Аватара пользователя
chemist
Сообщения: 10369
Зарегистрирован: Пн июл 26, 2004 2:14 am

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение chemist » Ср май 23, 2012 6:25 pm

amik писал(а):Темы инвестистиционной политики, ЗОГ, успехов Китая и тп в данной теме оффтоп :!:
Тогда как объяснить нашим страждующим буржуйчикам, почему поиск в Гугле "редкоземельный + диссертация + разделение" даёт более 13 тыс. ссылок (!), а отечественное производство в ж... оставляет желать лучшего? Чего не хватает для внедрений? (Какие-то деньги можно взять на конкурсах ФЦП и др.). Наши капиталлистики должны знать реалии времени, в котором живут, чтобы попусту не тыркались как дети :dontknow:
А ход Ваших мыслей мне нравится, спасибо, учту :D
I D E A = A u

himdim2012
Сообщения: 979
Зарегистрирован: Сб фев 04, 2012 4:20 pm

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение himdim2012 » Чт май 24, 2012 6:53 pm

amik писал(а): Мне лично интересно, с чего столь непростой темой, как выделение РЗЭ, занялся топикстартер? Пока он продемонстрировал только некоторую неосведомленность в проблеме, разрешить которую посредством форума кажется весьма сомнительным занятием.
Во-первых хотелось бы узнать что в этой области появилось нового со времен господина Большакова.
Во- вторых интересно было узнать мнение компонентных людей в "бредовой" идее выделения и разделения РЗЭ обратным осмосом.

Комментарии по остальным постам.

Китай в своё время начал промышленное производство РЗЭ с того что крестьянам бесплатно выдавал щавелевую кислоту и сульфат натрия, крестьяне с помощью этих реагентов получал по сути концентрат РЗЭ из глины, продавали его предприятиям, в которой было очень низкое содержание РЗЭ и промышленно перерабатывать было невыгодно. Промышленное производство РЗЭ Китай сосредоточил практически на разделении РЗЭ которое и монополизировал.

Конечно я не планировал получить здесь конкретную технологию, просто интересно как обстоит дело сейчас и в России, а также в обсуждение различных вариантов выделения/разделения рзэ с практической точки зрения.
Iskander писал(а): Всё, конечно, надо пробовать, но по тому с чем я сталкивался - обратно-осмотические мембраны не любят многозарядных ионов. Забиваются и очень плохо очищаются. Поэтому проводят, например, натрий-катионирование перед осмосом. Второе: обратный осмос - это не некий суперфильтр, пропускающий только воду. Там всегда есть проскок ионов, причём он тем больше, чем выше концентрация солей.
В принципе с вами не согласен, Вы описали пример когда продуктом обратного осмоса является очищенная вода (до определенных пределов), я имел ввиду продуктом будет концентрат солей, а после концентрирования будет удаляться часть мешающих ионов, и после двух-трех операций концентрирования, можно добиться вполне определенных результатов с РЗЭ.
Iskander писал(а): На катиониты пускают уже очищенный раствор РЗЭ. Впридачу, по производительности это не лучший метод. Хотя по чистоте, наверное, он хорош.
Наверно все зависит от объема фильтров и объема загрузочного материала применяемых в данной технологии. А что лучше может быть ионообменного разделения?
- Вас Кузьмой зовут?
- Кузенькой, можно Кузькой, маленький я ещё, семь веков всего, восьмой пошел.

Из м/ф "Домовенок Кузя"

Аватара пользователя
chemist
Сообщения: 10369
Зарегистрирован: Пн июл 26, 2004 2:14 am

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение chemist » Чт май 24, 2012 7:12 pm

himdim2012 писал(а):А что лучше может быть ионообменного разделения?
Селективные иониты и сорбенты. Например, разделить торий и церий можно с помощью альгиновой кислоты (Синявский В.Г. Селективные иониты (1967), стр.68). Ну и не так давно отрытые крауны, криптанды и т.п., о которых я упоминал выше :D
I D E A = A u

himdim2012
Сообщения: 979
Зарегистрирован: Сб фев 04, 2012 4:20 pm

Re: Выделение и разделение РЗЭ

Сообщение himdim2012 » Чт май 24, 2012 7:35 pm

А как разделить лантаноиды поэлементно? Альгиновой кислотой сомневаюсь?
- Вас Кузьмой зовут?
- Кузенькой, можно Кузькой, маленький я ещё, семь веков всего, восьмой пошел.

Из м/ф "Домовенок Кузя"

Ответить

Вернуться в «химическая технология / chemical technology&production»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 15 гостей