Introductio ad Technologiam Industriae Terrarum Rararum
·Terra rara iNon elementum metallicum est, sed terminus collectivus pro quindecim elementis terrae rarae etyttriumetscandiumErgo, septemdecim elementa terrae rarae et varia eorum composita usus varios habent, a chloridis puritatis 46% ad singula oxida terrae rarae et...metalla terrae raraecum puritate 99.9999%. Additis compositoribus et mixturis similibus, innumerabilia producta terrarum rararum fiunt. Ergo,terra raraTechnologia etiam varia est propter differentias horum septemdecim elementorum. Attamen, propterea quod elementa terrae rarae in cerium et... dividi possunt.yttriumIn coetibus secundum proprietates mineralium, processus effodiendi, liquefaciendi, et separandi mineralium terrarum rararum etiam relative uniti sunt. Ab initiali effodiendo, modi separationis, processus liquefaciendi, modi extractionis, et processus purificationis terrarum rararum singillatim introducentur.
Processus mineralium terrarum rararum
Processus mineralium est processus mechanicus tractationis qui utitur differentiis proprietatum physicarum et chemicarum inter varia mineralia quae minera constituunt, adhibens varias methodos, processus, et apparatum beneficiationis ad locupletandos mineralia utilia in minera, removendas impuritates noxias, et separanda a mineralibus gangae.
·Interra raramineralia toto orbe terrarum effossa, contentumOxida terrarum rararumpauca tantum percenta est, quaedam etiam inferiora. Ut requisitis productionis fusionis satisfaciat,terra raraMineralia a mineralibus gangae aliisque mineralibus utilibus per beneficiationem ante fusionem separantur, ut copia oxidorum terrarum rararum augeatur et concentrata terrarum rararum obtineantur quae requisitis metallurgiae terrarum rararum satisfacere possint. Beneficiatio mineralium terrarum rararum plerumque methodum flotationis adhibet, saepe supplementatam multis combinationibus gravitatis et separationis magneticae ad fluxum processus beneficiationis formandum.
Theterra raraDepositum in Fodina Baiyunebo in Mongolia Interiori est depositum ferri dolomitis generis saxi carbonatici, plerumque compositum ex mineralibus terrarum rararum in ferro (praeter cerium fluorocarbonicum et monazitum, etiam plura inveniuntur).niobiumetterra raramineralia).
Aes extractum continet circiter 30% ferri et circiter 5% oxyda terrae rarae. Postquam magnum aes in fodina contritum est, tramine ad officinam beneficiationis Societatis Baotou Ferri et Chalybis transportatur. Munus officinae beneficiationis est augere...Fe₂O₃a 33% ad plus quam 55%, primum molendo et graduando in mola globulorum conica, deinde concentrato ferri primario 62-65% Fe2O3 selecto (oxidum ferri) separatore magnetico cylindrico utens. Residua flotationem et separationem magneticam subeunt ut concentratum ferri secundarium plus quam 45% continens obtineatur.Fe₂O₃(oxidum ferri). Terra rara in spuma flotationis locupletatur, gradu 10-15%. Concentratum mensa agitatrice eligi potest ut concentratum crassum cum contento REO 30% producatur. Postquam per apparatum beneficiationis retractatum est, concentratum terrae rarae cum contento REO plus quam 60% obtineri potest.
Methodus decompositionis concentrati terrarum rararum
·Terra raraElementa in concentratis plerumque in forma carbonatorum, fluoridorum, phosphatorum, oxidorum, vel silicatorum insolubilium existunt. Elementa terrae rarae in composita solubilia in aqua vel acidis inorganicis per varias mutationes chemicas converti debent, deinde processibus ut dissolutione, separatione, purificatione, concentratione, vel calcinatione subeunt ut varia mixta producantur.terra raracomposita, ut chlorida mixta terrarum rararum, quae ut producta vel materiae primae ad separanda elementa singularia terrarum rararum adhiberi possunt. Hic processus appellaturterra raradecompositio concentrati, quae etiam praetractatio appellatur.
Multae sunt rationes ad decomponendumterra raraConcentrata, quae plerumque in tres categorias dividi possunt: methodum acidam, methodum alcalinam, et decompositionem chlorinationis. Decompositio acidica ulterius dividi potest in decompositionem acidi hydrochlorici, decompositionem acidi sulfurici, et decompositionem acidi hydrofluorici. Decompositio alcalina ulterius dividi potest in decompositionem natrii hydroxidi, liquefactionem natrii hydroxidi, vel modos torrefactionis sodae. Fluxus processus aptus plerumque eligitur secundum principia generis concentrati, qualitatis proprietatum, consilii producti, commoditatis recuperationis et usus comprehensivi elementorum non rariorum, utilitatis hygienae laboris et tutelae ambitus, et rationalitatis oeconomicae.
· Quamquam fere ducenta mineralia elementorum rara et dispersa inventa sunt, propter raritatem earum in deposita independentia per fodinas industriales non locupletata sunt. Hactenus, tantum rara et independentia...germanium, selenium, ettelluriumDeposita inventa sunt, sed magnitudo depositorum non admodum magna est.
Fusio terrarum rararum
Duae sunt rationes adterra rarafusione, hydrometallurgia et pyrometallurgia.
Totus processus hydrometallurgiae terrarum rararum et metallurgiae chemicae metallorum plerumque in solutione et solvente fit, ut puta decompositio concentrati terrarum rararum, separatio et extractio...Oxida terrarum rararum, composita, et singula metalla terrarum rararum, quae processus separationis chemicae utuntur, ut praecipitatio, crystallizatio, oxidatio-reductio, extractio solvente, et commutatio ionica. Methodus frequentissime adhibita est extractio solvente organico, quae processus universalis est ad separationem industrialem elementorum terrarum rararum singularium altae puritatis. Processus hydrometallurgiae complexus est et puritas producti alta. Haec methodus latam applicationum varietatem in productione productorum perfectorum habet.
Processus pyrometallurgicus simplex est et magnam productivitatem habet.Terra raraPyrometallurgia praecipue productionem comprehenditmixturae terrarum rararumper methodum reductionis silicothermicae, productio metallorum terrae rarae vel mixturarum per methodum electrolysis salis fusi, et productiomixturae terrarum rararumper methodum reductionis thermalis metallorum etc.
Communis proprietas pyrometallurgiae est productio sub condicionibus altae temperaturae.
Processus productionis terrarum rararum
·Terra raracarbonatum etchloridum terrae raraesunt duo praecipua producta primaria interra raraIndustria. Generaliter loquendo, duo processus principales ad haec duo producta producenda nunc exstant. Unus processus est processus torrendi acidum sulfuricum concentratum, alter processus processus sodae causticae appellatur, abbreviatus processus sodae causticae.
·Praeterquam quod in variis mineralibus terrarum rararum praesens est, pars magna...elementa terrae raraein natura cum apatite et mineralibus petrae phosphatae coexistunt. Summa copiarum mineralium phosphatis mundialis est circiter centum miliarda tonnarum, cum medio...terra raracontentum 0.5 ‰. Aestimatur quantitatem totalemterra raraQuantitas cum minerali phosphato in mundo coniuncta est quinquaginta miliones talentorum. Respondens proprietatibus humilisterra raraPropter contentum et statum singularem praesentiae in metallis, variae rationes recuperationis et domestice et internationaliter investigatae sunt, quae in modos humidos et thermicos dividi possunt. In modis humidis, secundum diversa acida decompositionis, in modum acidi nitrici, modum acidi hydrochlorici, et modum acidi sulfurici dividi possunt. Variae rationes sunt ad terras raras ex processibus chemicis phosphori recuperandas, quae omnes arcte conexae sunt cum modis processus mineralis phosphatis. Per processum productionis thermicae, ...terra raraRatio recuperationis 60% attingere potest.
Cum continua usurpatione opum petrae phosphatae et mutatione ad progressionem petrae phosphatae inferioris qualitatis, processus humidus acidi sulfurici acidi phosphorici methodus principalis in industria chemica phosphatis facta est, et recuperatio...elementa terrae raraeIn processu humido acidi sulfurici, acidum phosphoricum factum est focus investigationis. In processu productionis acidi sulfurici processus humidi, processus moderandi locupletationem terrarum rararum in acido phosphorico et deinde extractionis solventibus organicis ad extrahendum terras raras utens plura commoda habet quam methodi priores evolutae.
Processus extractionis terrarum rararum
Solubilitas acidi sulfurici
Ceriumgrex (insolubilis in salibus sulfatis complexis) –lanthanum, cerium praseodymium, neodymiumet promethium;
Terbiumgrex (paulo solubilis in salibus sulfatis complexis) -samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, etholmium;
Yttriumgrex (solubilis in salibus sulfatis complexis) –yttrium, erbium thulium, ytterbium,lutetium, etscandium.
Separatio extractionis
Luxterra rara(P204 extractio aciditatis levis) –lanthanum,cerium praseodymium,neodymiumet promethium;
Terra rara media (extractio aciditatis humilis P204)-samarium,europium,gadolinium,terbium,dysprosium;
Gravisterra raraelementa(extractio aciditatis in P204) -holmium,
Introductio ad Processum Extractionis
In processu separationiselementa terrae rarae,propter proprietates physicas et chemicas valde similes septemdecim elementorum, necnon abundantiam impuritatum concomitantium inelementa terrae rarae, processus extractionis satis complexus et vulgo adhibitus est.
Tres genera extractionis sunt: methodus gradatim, commutatio ionica, et extractio solvente.
Methodus gradatim
Methodus separationis et purificationis utens differentia solubilitatis compositorum in solventibus appellatur methodus gradatim. Abyttrium(Y) adlutetium(Lu), separatio singularis inter omnia naturaliter occurrentiaelementa terrae rarae, incluso radio a coniugibus Curie inventum,
Omnia hac methodo separantur. Modus operandi huius methodi satis complexus est, et singula separatio omnium elementorum terrarum rararum plus quam centum annos sumpsit, una separatione et operatione repetita vicies perveniente. Operariis chemicis, labor eorum...
Robur satis magnum est et processus satis complexus. Ergo, hac methodo utendo, nullam terram raram magnis quantitatibus producere licet.
Permutatio ionica
Investigatio elementorum terrarum rararum impedita est incapacitate producendi unum...elementum terrae raraein magnis quantitatibus per methodos gradatim. Ut analysenturelementa terrae raraein productis fissionis nuclearis contenta et elementa terrae rarae ex uranio et thorio removenda, chromatographia commutationis ionicae (chromatographia commutationis ionicae) feliciter investigata est, quae deinde ad separationem adhibita est.elementum terrae raraes. Commodum methodi permutationis ionicae est quod plura elementa una operatione separari possunt. Et etiam producta altae puritatis obtineri possunt. Incommodum autem est quod continuo tractari non potest, cum longo cyclo operationis et magnis sumptibus regenerationis et permutationis resinae. Ergo, haec methodus, olim principalis ad magnas quantitates terrarum rararum separandas, a methodo separationis communi sublata est et methodo extractionis solventis substituta. Attamen, propter proprietates egregias chromatographiae permutationis ionicae in obtinendis productis singularibus terrarum rararum altae puritatis, hodie, ad producendum producta singularia purissima et separandum nonnulla elementa terrarum rararum gravium, necesse est etiam chromatographiam permutationis ionicae adhibere ad separandum et producendum productum terrarum rararum.
Extractio solventis
Methodus utendi solventibus organicis ad extrahendum et separandum substantiam extractam ex solutione aquosa immiscibili appellatur extractio liquidi-liquidi solventis organici, abbreviata extractio solventis. Est processus translationis massae qui substantias ex una phase liquida in aliam transfert. Methodus extractionis solventis antea adhibita est in petrochemica, chemia organica, chemia pharmaceutica, et chemia analytica. Attamen, quadraginta annis praeteritis, propter progressionem scientiae et technologiae energiae atomicae, necnon necessitatem productionis substantiarum ultrapurarum et elementorum rariorum, extractio solventis magnum progressum fecit in industriis ut industria combustibilis nuclearis et metallurgia rara. Sina altum gradum investigationis in theoria extractionis, synthesi et applicatione novorum extractorum, et processu extractionis ad separationem elementorum terrarum rararum consecuta est. Comparata cum methodis separationis ut praecipitatio graduata, crystallizatio graduata, et commutatio ionica, extractio solventis seriem commodorum habet, ut bonum effectum separationis, magnam capacitatem productionis, commoditatem ad productionem rapidam et continuam, et facilem moderationem automaticam assequendam. Ergo, gradatim facta est methodus principalis ad separandas magnas quantitates...terra raras.
Purificatio terrarum rararum
Materiae primae productionis
Metalla terrae raraeplerumque in metalla terrae rarae mixta et singula dividunturmetalla terrae raraeCompositio mixtimetalla terrae raraeSimilis est compositioni originali terrae rarae in minerali, et metallum singulare est metallum separatum et raffinatum ex unaquaque terra rara. Difficile est reducereoxidum terrae raraes (praeter oxidasamarium,europium,, thulium,ytterbium) in unum metallum per methodos metallurgicas generales, propter magnum calorem formationis et magnam stabilitatem. Ergo, materiae primae vulgo adhibitae ad productionemmetalla terrae raraehodie sunt eorum chlorida et fluorida.
Electrolysis salis fusi
Productio massae mixtorummetalla terrae raraeIn industria plerumque methodus electrolysis salis fusi adhibetur. Duae sunt methodi electrolysis: electrolysis chloridi et electrolysis oxidi. Methodus praeparationis unius...metalla terrae raraevariat secundum elementum.samarium,europium,,thulium,ytterbiumPropter pressionem vaporis magnam ad praeparationem electrolyticam non apta sunt, et potius per distillationem reductionis praeparantur. Alia elementa per electrolysin vel reductionem thermalem metallorum praeparari possunt.
Electrolysis chloridi est methodus frequentissima ad metalla producenda, praesertim pro metallis mixtis rariorum terrae. Processus est simplex, sumptibus parcus, et minimum investmentum requirit. Attamen maximum incommodum est emissio gasi chlorini, quod ambitum polluit. Electrolysis oxidi gases noxios non emittit, sed sumptus paulo altior est. Generaliter, pretia magna singularia...terrae raraequalisneodymiumetpraseodymiumelectrolysis oxidi producuntur.
Methodus electrolysis reductionis vacui tantummodo generalem gradum industrialem praeparare potest.metalla terrae raraeAd praeparandummetalla terrae raraeCum parvis impuritatibus et alta puritate, methodus reductionis thermalis in vacuo plerumque adhibetur. Haec methodus omnia singula metalla rara terrae producere potest, sedsamarium,europium,,thulium,ytterbiumhac methodo produci non potest. Potentia redoxsamarium,europium,,thulium,ytterbiumet calcium tantum partim reducitterra rarafluoridum. Generaliter, praeparatio horum metallorum fundatur in principiis altae pressionis vaporis horum metallorum et humilis pressionis vaporislanthanum metallums. Oxida horum quattuorterrae raraecum fragmentis miscenturlanthanum metallums et in frusta compressa, et in fornace vacuo redacta.Lanthanumactivior est, dumsamarium,europium,,thulium,ytterbiumin aurum reducuntur ablanthanumet in condensatione collecta, facile a scoria separanda.
Tempus publicationis: VII Kalendas Decembres, anno MMXXIII