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稀土元素的提炼主要包括以下几个步骤:
原材料获取
初级开采:直接从地球上开采稀土矿石。
次级来源回收:从报废电子产品等次级来源回收稀土元素。
非常规来源提取:从煤灰等工业废物和矿山废品中提取稀土。
选矿
浮选:利用气泡将稀土矿物颗粒浮至水面进行分离。
重选:根据矿物颗粒的密度和粒度差异进行分离。
磁选:利用磁场作用分离具有磁性的矿物。
浸矿
表土剥离和开挖含矿山体。
搬运矿石至浸矿池。
使用特定浓度的电解质溶液作为洗提剂或浸矿剂,进行渗滤洗提或淋洗。
溶液处理
加入沉淀剂和除杂剂,使稀土母液中的稀土元素沉淀,获得混合稀土。
上清液处理后返回浸矿池循环使用。
沉淀与灼烧
沉淀稀土元素后,进行灼烧以获得纯度≥92%的混合稀土氧化物。
稀土精矿处理
将60%的稀土精矿与浓碱液搅匀,高温下熔融反应,稀土精矿分解为氢氧化稀土。
水洗除去碱液和多余碱,盐酸溶解氢氧化稀土,调酸度除去杂质,过滤后浓缩结晶制得氯化稀土。
萃取分离
使用溶剂萃取技术,通过不同萃取剂和条件分离出不同的稀土元素。
金属提纯
真空蒸馏是制备高纯度稀土金属的常用方法。
以上步骤概述了稀土提炼的基本流程,实际生产中可能根据具体情况有所调整。需要注意的是,稀土提炼过程中会产生废弃物,对环境造成影响,因此需要采取适当的环保措施