Tìm hiểu về quặng bastnaesite

Hóa Học Và Công Nghệ Đất Hiếm Tìm Hiểu Quặng Bastnaesite (Ce,La,Y)CO3F Nội dung trình bày Phần 1: tổng quan quặng bastnaesite 1.1: nguồn gốc tên gọi 1.2: thành phần quặng tính chất vật lý 1.3: phân bố quặng 1.4: ứng dụng Phần 2: chế biến quặng 2.1: Làm giàu quặng 2.2: Phân hủy quặng 2.3: tinh chế Ce Phần 1: tổng quan quặng bastnaesite 1.1: nguồn gốc tên gọi lần phát nhà hóa học thụy điển Wilhelm Hisinger năm 1838 quặng từ mỏ Bastnäs-Thụy Điển Khoáng vật tìm thấy đá granite kiềm, syenit, pegmatite Nó xuất loại đá carbonatites (trong nham thạch)và fenites metasomatites 1.2: thành phần quặng tính chất vật lý (Ce,La,Y)CO3F Có ba loại bastnaesite dựa thành phần bastnaesite-(Ce) có công thức (Ce,La)CO3F bastnaesite-(La) có công thức (La,Ce)CO3F bastnaesite-(Y) có công thức (Y,Ce)CO3F • số loại quặng bastnaesite có chứa gốc –OH thay F ta có quặng hydroxylbastnaesite • Trong loại quặng quặng bastnaesite-(Ce) chủ yếu • nguyên tố Ce nguyên tố phổ biến khoáng vật bastnaesite • Có khác biệt tính chất vật lý loại quặng bastnaesite  Cấu trúc :Tinh thể đối xứng , hình lục giác  Màu sắc: màu vàng mật ong, nâu đỏ  Độ cứng theo thang Mohs: 4-5  Các tinh thể xuất mờ đến suốt Tinh Bastnäsite, Zagi Mountai Bastnäsite từ Burundi 1.3: phân bố quặng Quặng bastnaesite phát thấy Đông Pao, Bắc Nậm Xe, Nam Nậm Xe thuộc huyện Phong Thổ, tỉnh Lai Châu với trữ lượng 984 nghìn oxit đất Ở Mỹ mỏ Moutain Pass, Trung Quốc mỏ Baiyunebo Bảng thành phần hợp chất số mỏ quặng bastnaesite 1.4: ứng dụng quặng bastnaesite chứa nguyên tố đất La,Ce,Y Chất xúc tác; gốm, sứ; kính; hợp kim kim loại đất sử dụng không cho đá Ceri Ce đánh lửa bật lửa mà sử dụng, có lẽ quan trọng hơn, thép lọc loại bỏ oxy sulfur; chất huỳnh quang bột đánh bóng… Lantan La Chất xúc tác tự động; gốm, sứ; kính; chất huỳnh quang chất nhuộm… Yttri Y Tụ điện; chất huỳnh quang (ống dẫn tia catiot-CRT đèn), công nghệ rada chất siêu dẫn… LANTHANIUM NGÀNH NGÀNH THÉP THÉP LANTHANIUM ĐIỆN ĐIỆN CỰC CỰC HÀN HÀN VONFRAM VONFRAM CHẾ CHẾ TẠO TẠO KÍNH KÍNH QUANG QUANG HỌC HỌC Các điều kiện tối ưu xác định trình nghiên cứu  Thêm MgO cho MgO/quặng = 0.15  Nhiệt độ tăng hiệu suất thu đất cao không 500 độ C  Thời gian nung khoảng  tỷ lệ lượng thêm clorua amôn lượng quặng 1:1 2.3 tinh chế Ce theo phương pháp chiết lỏng -lỏng Nguyên tắc chiết lỏng -lỏng Là phương pháp dựa phân bố khác chất tan hai pha không trộn lẫn vào Thường pha pha nước , pha lại pha hữu tan hạn chế nước Quá trình chiết vật chất qua bề mặt tiếp xúc trực tiếp pha nhờ tương tác hóa học tác nhân chiết chất cần chiết Phương pháp chiết lỏng- lỏng sử dụng rộng rãi quy mô công nghiệp để phân chia nguyên tố đất với độ sách cao Sơ đồ nguyên tắc chiết lỏng – lỏng Dung dịch Dung môi F= B + A S Trích ly Pha Raphinat P Pha trích Q B (A,S) S, A (B) Hoàn nguyên Dd Raphinat R B(A) Dung môi S Hoàn nguyên Dd trích E A(B) Hệ số phân bố Hệ số phân bố xác định tỷ số tổng nồng độ cân dạng chứa ion NTĐH pha hữu tổng nồng độ cân dạng chứa ion NTĐH pha nước thường kí hiệu D tính công thức: D = [Ln]hc/[Ln]n Trong đó: + [Ln]hc :là tổng nồng độ cân dạng chứa ion NTĐH pha hữu cơ; + [Ln]n :là tổng nồng độ cân dạng chứa ion NTĐH pha nước Hệ số phân bố phụ thuộc vào nhiệt độ trình chiết, thành phần chất hai pha nồng độ ion đất hiếm, muối đẩy, chất tạo phức, độ pH dung dịch nước chất nồng độ tác nhân chiết, dung môi pha loãng, tương tác dung môi chiết hệ chiết hỗn hợp nhiều dung môi Hệ số tách β Đây đại lượng đặc trưng quan trọng trình chiết phân chia nguyên tố khỏi Hệ số tách tính công thức: Hệ chiết gọi có chọn lọc giá trị β > 1, β lớn, khả phân chia hai NTĐH tốt Trong công nghệ chiết NTĐH giá trị β =1,8 - 3,0 Khi β thấp, để tăng tính chọn lọc người ta tiến hành tiến hành giải chiết nhiều bậc Nếu β lớn, số bậc chiết hệ ít, suất đơn vị thể tích thiết bị lớn, chi phí hoáchất nhỏ Vì vậy, vấn đề quan trọng phải tìm hệ chiết có hệ số phân chia β đủ lớn để áp dụng vào công nghệ tách làm NTĐH Các tác nhân chiết dùng công nghệ phân chia NTĐH phải thoả mãn số yêu cầu sau đây: + Có độ tan cao dung môi hữu tan nước + Bền tác dụng ánh sáng, nhiệt độ, axit bazơ + Có độ chọn lọc cao NTĐH + Giải chiết NTĐH dễ dàng Nghiên cứu điều kiện tinh chế xeri theo pp chiết Dung môi PC88A môi trường H2SO4 PC88A công thức sau : Những điều kiện nghiên cứu :     Thời gian Phản ứng chiết Ce(IV) với PC88A môi trường H2 SO4 + Sự phụ thuộc D vào [PC88A] [H ] 2Ảnh hưởng [SO4 ] F đến mức độ chiết Thời gian Thời gian tối thiểu để hệ đạt cân 40 giây, dung lượng chiết dm PC88A 1M 67 g CeO / lít 2.Phản ứng chiết Ce(IV) với PC88A môi trường H SO4 PC88A tác nhân chiết trao đổi cation Phản ứng chiết thực theo hai phản ứng giả định sau: Ce Ce 4+ 2+ (4-n)/2 SO4 + n/2H2A2 = 4+ 2+ (4-n)/2 SO4 + n/2 H2A2 Ce(A)n(SO4)(4-n)/2 = + nH + (6) Ce(HA2)n/2(SO4)(4-n)/2 + n/2H + (7) Sự phụ thuộc lg[D] vào lg[PC88A] Đồ thị đường thẳng hệ số góc =2 Điều chứng tỏ chiết lên dung môi hữu , ion Ce kết hợp với ion PC88A + Sự phụ thuộc lg[D] vào –lg[H ] PTPƯ: Ce 4+ + SO4 2- + H2A2 = CeA2 SO4 + H + Ảnh hưởng nồng độ đến mức độ chiết Ce(IV) Trong dung dịch số trình tạo phức: Ce 4+ CeSO4 2+ + HSO4 = CeSO4 +H + 2+ - + HSO4 Ce(SO4)2 + HSO4 = Ce(SO4)2 = Ce(SO4)3 + H 2- + +H + 2Khi tăng thêm [SO4 ] dd Na2SO4 làm xuất phản ứng giải chiết Ce từ pha hữu cơ: CeA2SO4 + + Na2 SO4 = Ce(SO4)2 + 2Na + A Sự tạo phức trung hòa mang điện tích âm khả chiết vào pha hữu Ảnh hưởng F - Ce(IV) có khả tạo phức với F - Nghiên cứu thực nghiệm cho thấy môi trường axít, ion F- không ảnh hưởng đến mức độ chiết ion Ce(IV) Điều khả tạo phức chất hỗn hợp ion Ce(IV) với ion F - không lớn Tinh chế La Tinh chế La(III) tác nhân chiết axit naphthenic (NAP) môi trường có HCl  Cơ sở : hế số tách β = Ln 3+ /La 3+ > 2.5 lanthan tách khỏi nguyên tố đất (III) khác thuận lợi theo pp chiết  Trong trình chiết La pha nước, lựa chọn dung môi NAP để chiết  [NAP] = 22% nồng độ thích hợp để chiết  Khi chiết cần chuyển NAP sang dạng muối amoni đạt nồng độ 90%  Ptpư: La 3+ + + nHA = LaAn + nH Phân chia Nd Pr Tinh chế Nd Pr phương pháp chiết với dung môi Aliquat 336 môi trường có NH 4NO3 Cơ sở: khả khuếch tán chọn lọc cấu tử Nd 3+ vào dm Aliquat 336  [NH4NO3 ] tối thiểu 1M trình chiết xảy  Nhận thấy thêm [NH4Cl] =1 M làm tăng hiệu tách  Βpr/Nd = 2.2 dm chiết Aliquat 336 cao [...]...Phần 2: Chế biến quặng 2.1: Làm giàu quặng 2.2: Phân hủy quặng 2.3: tinh chế Ce 2.1: Làm giàu quặng Nghiền Quặng Cỡ hạt 100mesh Trộnvới Na2CO3,Na2SiF6, amoni Hòa tách với nước lignin sunfonat, dầu thực vật Tuyển nổi tinh 4 lần Tinh quặng 30% Mật độ bùn 30-35% pH=8,8 Tinh quặng 65-70% Lọc 2.2: Phân hủy quặng Tinh quặng 0 Nung 500 C với NH4Cl, MgO Hòa tách với nước... (4) (5) Al2O3, Fe2O3 và SiO2 trong quặng tinh basnezit không bị clorua hóa và nó hầu như không thay đổi trong quá trình nung Các điều kiện tối ưu đã xác định được trong quá trình nghiên cứu  Thêm MgO sao cho MgO /quặng = 0.15  Nhiệt độ tăng thì hiệu suất thu đất hiếm cao nhưng không quá 500 độ C  Thời gian nung khoảng 1 giờ  tỷ lệ lượng thêm clorua amôn và lượng quặng là 1:1 2.3 tinh chế Ce theo... tiến hành tiến hành giải chiết nhiều bậc Nếu β càng lớn, số bậc chiết trong hệ càng ít, năng suất của một đơn vị thể tích thiết bị càng lớn, chi phí hoáchất càng nhỏ Vì vậy, vấn đề quan trọng là phải tìm ra những hệ chiết có hệ số phân chia β đủ lớn để áp dụng vào công nghệ tách và làm sạch các NTĐH Các tác nhân chiết dùng trong công nghệ phân chia NTĐH phải thoả mãn một số yêu cầu sau đây: + Có độ... nghiên cứu :     Thời gian Phản ứng chiết của Ce(IV) với PC88A trong môi trường H2 SO4 + Sự phụ thuộc của D vào [PC88A] và [H ] 2Ảnh hưởng của [SO4 ] và F đến mức độ chiết 1 Thời gian Thời gian tối thiểu để hệ đạt cân bằng là 40 giây, dung lượng chiết của dm PC88A 1M là 67 g CeO 2 / lít 2.Phản ứng chiết của Ce(IV) với PC88A trong môi trường H 2 SO4 PC88A là một tác nhân chiết trao đổi cation Phản... Phân chia Nd và Pr Tinh chế Nd và Pr bằng phương pháp chiết với dung môi Aliquat 336 trong môi trường có NH 4NO3 Cơ sở: khả năng khuếch tán chọn lọc cấu tử Nd 3+ vào dm Aliquat 336  [NH4NO3 ] tối thiểu bằng 1M thì quá trình chiết mới xảy ra  Nhận thấy nếu thêm [NH4Cl] =1 M làm tăng hiệu quả tách  Βpr/Nd = 2.2 đối với dm chiết Aliquat 336 khá cao