Tìm hiểu về quặng bastnaesite

Nội dung trình bàyPhần 1: tổng quan quặng bastnaesite 1.1: nguồn gốc tên gọi 1.2: thành phần quặng và tính chất vật lý1.3: phân bố quặng... 1.2: thành phần quặng và tính chất vật lý Có b

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 và tính chất vật lý1.3: phân bố quặng

Phần 1: tổng quan về quặng bastnaesite 1.1: nguồn gốc tên gọi

lần đầu tiên được phát hiện bởi nhà

hóa học thụy điển Wilhelm

Hisinger năm 1838 trong quặng từ

mỏ Bastnäs-Thụy Điển Khoáng

vật này cũng được tìm thấy đá

granite kiềm, syenit, pegmatite Nó

cũng xuất hiện trong các loại đá

fenites và metasomatites

1.2: thành phần quặng và tính chất vật lý

Có ba loại bastnaesite chính dựa trên thành phần chính

• một số loại quặng bastnaesite có chứa gốc –OH thay vì là F khi đó ta

có quặng hydroxylbastnaesite

• Trong 3 loại quặng trên thì quặng bastnaesite-(Ce) là chủ yếu

• nguyên tố Ce là nguyên tố phổ biến nhất trong khoáng vật bastnaesite

• Có ít sự khác biệt về tính chất vật lý của 3 loại quặng bastnaesite này

 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 hiện có thể là mờ đến

trong suốt

Bastnäsite từ Burundi Tinh Bastnäsite, Zagi Mountai

1.3: phân bố quặng

Quặng bastnaesite được phát hiện thấy ở Đông Pao, Bắc Nậm Xe, Nam Nậm Xe thuộc huyện Phong Thổ, tỉnh Lai Châu với trữ lượng 984 nghìn tấn oxit đất hiếm

Ở Mỹ là mỏ Moutain Pass, ở Trung Quốc là mỏ Baiyunebo

Bảng thành phần các hợp chất trong một số mỏ quặng bastnaesite

Lantan La Chất xúc tác tự động; gốm, sứ; kính; chất huỳnh quang và

chất nhuộm…

Yttri Y Tụ điện; chất huỳnh quang (ống dẫn tia catiot-CRT và đèn),

công nghệ rada và chất siêu dẫn…

CHẾ TẠO KÍNH QUANG HỌC ĐIỆN CỰC HÀN VONFRAM

LANTHANIUM

Phần 2: Chế biến quặng

2.1: Làm giàu quặng

2.2: Phân hủy quặng

2.3: tinh chế Ce

Quặng Nghiền Cỡ hạt

100mesh

Trộnvới

Na2CO3,Na2SiF6, amoni lignin sunfonat, dầu thực

2.2: Phân hủy quặng

Bã rắn

Lọc

2REFCO3 + MgO = RE2O3 + MgF2 + 2CO2 (1)

NH4Cl = NH3 + HCl(khí) (2)

RE2O3 + 6HCl (khí) = 2RECl3 + 3H2O (3)

Al2O3, Fe2O3 và SiO2 trong quặng tinh basnezit không bị clorua

hóa và nó hầu như không thay đổi trong quá trình nung

Các phương trình phản ứng

3REFCO3 = Re2O3 + REF3 + 3CO2 (4)3REFCO3 + 6NH4Cl = 2RECl3 + REF3 + 3CO2 + 6NH3 + 3H2O (5)

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

Là phương pháp dựa trên sự phân bố khác nhau của chất tan giữa hai pha không trộn lẫn vào nhau Thường một pha là pha nước , pha còn lại là pha hữu cơ tan hạn chế trong nước

Quá trình chiết vật chất đi qua bề mặt tiếp xúc trực tiếp giữa 2 pha nhờ tương tác hóa học giữa tác nhân chiết và chất cần chiết

Phương pháp chiết lỏng- lỏng được sử dụng rộng rãi ở quy mô công nghiệp để phân chia các nguyên tố đất hiếm với độ sách cao

Nguyên tắc chiết lỏng -lỏng 2.3 tinh chế Ce theo phương pháp chiết lỏng -lỏng

Dung dịch

F= B + A

Dung môi S

Hoàn

nguyên

Dd trích E A(B)

Hoàn nguyên

Dung môi S

Sơ đồ nguyên tắc chiết lỏng – lỏng

Hệ số phân bố được xác định bằng tỷ số giữa tổng nồng độ cân bằng các

dạng chứa ion NTĐH trong pha hữu cơ và tổng nồng độ cân bằng các dạng chứa ion NTĐH trong pha nước thường được kí hiệu là D được tính bằng công thức:

D = [Ln]hc/[Ln]nTrong đó:

+ [Ln]hc :là tổng nồng độ cân bằng các dạng chứa ion NTĐH trong pha

hữu cơ;

+ [Ln]n :là tổng nồng độ cân bằng các dạng chứa ion NTĐH trong pha nước.

Hệ số phân bố phụ thuộc vào nhiệt độ của quá trình chiết, thành phần và

bản chất của hai pha như nồng độ ion đất hiếm, muối đẩy, chất tạo phức, độ pH của dung dịch nước cũng như bản chất và nồng độ của tác nhân chiết, dung môi pha

loãng, sự tương tác của các dung môi chiết trong hệ chiết hỗn hợp nhiều

dung môi

Hệ số phân bố

Đây là đại lượng đặc trưng quan trọng nhất của quá trình chiết phân chia 2

nguyên tố ra khỏi nhau Hệ số tách được tính bằng công thức:

Hệ chiết được gọi là có chọn lọc khi giá trị β > 1, β càng lớn, khả năng phân chia hai NTĐH càng 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 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

Hệ số tách β

Các tác nhân chiết dùng trong công nghệ phân chia NTĐH phải thoả

mãn một số yêu cầu sau đây:

+ Có độ tan cao ở trong dung môi hữu cơ nhưng ít tan trong nước

+ Bền dưới tác dụng của ánh sáng, nhiệt độ, axit và bazơ

+ Có độ chọn lọc cao đối với NTĐH

+ Giải chiết NTĐH dễ dàng

Nghiên cứu điều kiện tinh chế xeri theo pp chiết

Dung môi PC88A trong môi trường H2SO4

PC88A công thức như sau :

Những điều kiện 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+]

 Ảnh hưởng của [SO42-] và F- đến mức độ chiết

3 Sự phụ thuộc lg[D] vào lg[PC88A]

Đồ thị là một đường thẳng hệ số góc =2 Điều này chứng tỏ khi chiết lên dung môi hữu cơ , một ion Ce kết hợp với 2 ion PC88A

4 Sự phụ thuộc lg[D] vào –lg[H + ]

PTPƯ: Ce4+ + SO4 2-

+ H2A2 = CeA2 SO4 + 2 H+

5 Ảnh hưởng của nồng độ đến mức độ chiết của Ce(IV)

Trong dung dịch còn một số quá trình tạo phức:

CeA2SO4 + Na2 SO4 = Ce(SO4)2 + 2Na + + 2 A -

Sự tạo phức trung hòa hoặc mang điện tích âm thì đều không có khả năng chiết vào pha hữu cơ.

6 Ảnh hưởng của F

-Ce(IV) có khả năng tạo phức với F -

Nghiên cứu thực nghiệm cho thấy trong môi trường axít, ion F- hầu như không ảnh hưởng đến mức độ chiết của ion Ce(IV) Điều này có thể do khả năng tạo phức chất hỗn hợp của ion Ce(IV) với ion F - không lớn.

Tinh chế La(III) bằng tác nhân chiết axit naphthenic (NAP) trong môi trường có HCl.

các nguyên tố đất hiếm (III) khác thuận lợi theo pp chiết

 Trong quá trình chiết do La trong pha nước, lựa chọn dung môi NAP

Tinh chế Nd và Pr bằng phương pháp chiết với dung môi Aliquat 336 trong môi trường có NH4NO3

 [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

Phân chia Nd và Pr