दुर्लभ पृथ्वी तत्वों का पृथक्करण और शुद्धिकरण

1950 के दशक से, चीनीदुर्लभ पृथ्वीविज्ञान और प्रौद्योगिकी कार्यकर्ताओं ने पृथक्करण के लिए विलायक निष्कर्षण विधि पर व्यापक अनुसंधान और विकास किया हैदुर्लभ पृथ्वीतत्वों, और कई वैज्ञानिक अनुसंधान परिणाम प्राप्त किए हैं, जिनका दुर्लभ पृथ्वी औद्योगिक उत्पादन में व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। 1970 में, N263 को निकालने और अलग करने के लिए उद्योग में सफलतापूर्वक उपयोग किया गया थायेट्रियम ऑक्साइड99.99% की शुद्धता के साथ, पृथक्करण के लिए आयन विनिमय विधि की जगहयेट्रियम ऑक्साइड. लागत आयन विनिमय विधि के दसवें हिस्से से भी कम थी; 1970 में, प्रकाश उत्पन्न करने के लिए शास्त्रीय पुनर्क्रिस्टलीकरण विधि के बजाय P204 निष्कर्षण का उपयोग किया गया थादुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड; निकाला जा रहा हैलैंथेनम ऑक्साइडशास्त्रीय भिन्नात्मक क्रिस्टलीकरण विधि के बजाय मिथाइल डाइमिथाइल हेप्टाइल एस्टर (P350) का उपयोग करना; 1970 के दशक में, अमोनिया P507 के निष्कर्षण और पृथक्करण की प्रक्रियादुर्लभ पृथ्वीतत्वों और का निष्कर्षणyttriumनैफ्थेनिक एसिड के साथ इसका प्रयोग सबसे पहले चीन में किया गया थादुर्लभ पृथ्वीजलधातुकर्म उद्योग; चीन में निष्कर्षण प्रौद्योगिकी का तेजी से विकासदुर्लभ पृथ्वीउद्योग चीनी विज्ञान अकादमी शंघाई इंस्टीट्यूट ऑफ ऑर्गेनिक केमिस्ट्री के युआन चेंगये और अन्य साथियों की कड़ी मेहनत से अविभाज्य है। विभिन्न अर्क (जैसे कि पी204, पी350, पी507, आदि) जिन पर उन्होंने सफलतापूर्वक शोध किया है, उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग किए गए हैं; 1970 के दशक में पेकिंग विश्वविद्यालय के प्रोफेसर जू गुआंगज़ियान द्वारा प्रस्तावित और प्रचारित कैस्केड निष्कर्षण सिद्धांत ने चीन की निष्कर्षण और पृथक्करण प्रौद्योगिकी में एक मार्गदर्शक भूमिका निभाई है। इसके साथ ही, कैस्केड निष्कर्षण सिद्धांत का उपयोग करके अनुकूलित एक पृथक्करण प्रक्रिया प्रस्तावित की गई और व्यापक रूप से लागू की गईदुर्लभ पृथ्वीनिष्कर्षण और पृथक्करण उद्योग।

पिछले 40 वर्षों में चीन ने के क्षेत्र में कई उल्लेखनीय उपलब्धियाँ हासिल की हैंदुर्लभ पृथ्वीपृथक्करण और शुद्धि.

1960 के दशक में, बीजिंग अलौह धातु अनुसंधान संस्थान ने उच्च शुद्धता का उत्पादन करने के लिए जिंक पाउडर कमी क्षारीयता विधि का सफलतापूर्वक अध्ययन किया।युरोपियम ऑक्साइड, जो चीन में 99.99% से अधिक उत्पादों का उत्पादन करने वाला पहला मौका था। यह विधि आज भी विभिन्न क्षेत्रों में प्रयोग की जाती हैदुर्लभ पृथ्वीपूरे देश में कारखाने द्वारा उपयोग किया जाता है; शंघाई युएलॉन्ग केमिकल प्लांट, फुडन यूनिवर्सिटी और बीजिंग जनरल इंस्टीट्यूट ऑफ नॉनफेरस मेटल्स ने पहली बार N263 को P204 के साथ समृद्ध करने और 99.95% शुद्धता प्राप्त करने के लिए निकालने और शुद्ध करने के लिए एक निष्कर्षण आयन एक्सचेंज प्रक्रिया का उपयोग करने के लिए सहयोग किया।येट्रियम ऑक्साइड. 1970 में, P204 का उपयोग N263 को समृद्ध करने और प्राप्त करने के लिए किया गया थायेट्रियम ऑक्साइडद्वितीयक निष्कर्षण और शुद्धिकरण के माध्यम से 99.99% से अधिक की शुद्धता के साथ।

1967 से 1968 तक, जियांग्शी 801 फैक्ट्री और बीजिंग नॉनफेरस मेटल्स रिसर्च इंस्टीट्यूट के प्रायोगिक संयंत्र ने येट्रियम ऑक्साइड निकालने के लिए P204 निष्कर्षण समूह - N263 निष्कर्षण का उपयोग करने की प्रक्रिया का सफलतापूर्वक अध्ययन करने के लिए सहयोग किया। दिसंबर 1968 में, 3 टन/वर्ष yयेट्रियम ऑक्साइडउत्पादन कार्यशाला 99% की शुद्धता के साथ बनाई गई थीयेट्रियम ऑक्साइड.

1972 में, बीजिंग अलौह धातु अनुसंधान संस्थान, जियांग्शी 806 फैक्ट्री, जियांग्शी अलौह धातुकर्म अनुसंधान संस्थान और चांग्शा अलौह धातुकर्म डिजाइन संस्थान सहित चार कंपनियों द्वारा एक शोध दल का गठन किया गया था। बीजिंग अलौह धातु अनुसंधान संस्थान में दो साल के संयुक्त अनुसंधान प्रयोगों के बाद, निकालने की प्रक्रियायेट्रियम ऑक्साइडएक अर्क के रूप में नैफ्थेनिक एसिड और एक मंदक के रूप में मिश्रित अल्कोहल का उपयोग करने का सफलतापूर्वक अध्ययन किया गया।

1974 में, चांगचुन इंस्टीट्यूट ऑफ एप्लाइड केमिस्ट्री ने पहली बार अलग होने पर इसकी खोज कीदुर्लभ पृथ्वीनैफ्थेनिक एसिड निष्कर्षण का उपयोग करने वाले तत्व,yttriumके सामने स्थित थालेण्टेनियुम, जो इसे दुर्लभ पृथ्वी तत्वों में सबसे कम आसानी से निकाले जाने योग्य तत्व बनाता है। इसलिए, अलग करने की एक तकनीकयेट्रियम ऑक्साइडनाइट्रिक एसिड प्रणाली से नैफ्थेनिक एसिड निष्कर्षण का उपयोग प्रस्तावित किया गया था। उसी समय, बीजिंग अलौह धातु अनुसंधान संस्थान ने पृथक्करण पर शोध कियायेट्रियम ऑक्साइडनैफ्थेनिक एसिड का उपयोग करके हाइड्रोक्लोरिक एसिड प्रणालियों से, और 1975 में नानचांग 603 प्लांट और जिउजियांग 806 प्लांट में लॉन्गनान मिश्रित का उपयोग करके विस्तारित प्रयोग किए गए।दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइडकच्चे माल के रूप में. 1974 में, शंघाई यूलोंग केमिकल प्लांट, फुडन यूनिवर्सिटी और बीजिंग नॉनफेरस मेटल्स रिसर्च इंस्टीट्यूट ने पृथक्करण का अध्ययन करने के लिए सहयोग किया।येट्रियम ऑक्सीडई. मोनाजाइट से मिश्रितदुर्लभ पृथ्वीभूरे रंग काyttriumकोलंबियम अयस्क का भारी उपयोग होता हैदुर्लभ पृथ्वीकच्चे माल के रूप में P204 द्वारा निकाला और समूहीकृत किया गया, औरयेट्रियम ऑक्सीडई को नैफ्थेनिक एसिड निष्कर्षण द्वारा अलग किया जाता है। तीन मोर्चों पर एक मैत्री प्रतियोगिता आयोजित की गई, जहां सभी ने बुद्धिमत्ता का आदान-प्रदान किया, एक-दूसरे की ताकत और कमजोरियों से सीखा, और अंत में 99.99% नेफ्थेनिक एसिड निष्कर्षण और पृथक्करण प्रक्रिया का सफलतापूर्वक अध्ययन किया।येट्रियम ऑक्सीडई चीनी विशेषताओं के साथ।

1974 से 1975 तक, नानचांग 603 फैक्ट्री ने तीसरी पीढ़ी का सफलतापूर्वक अध्ययन करने के लिए चांगचुन इंस्टीट्यूट ऑफ एप्लाइड केमिस्ट्री, बीजिंग जनरल इंस्टीट्यूट ऑफ नॉन फेरस मेटल्स, जियांग्शी इंस्टीट्यूट ऑफ नॉन फेरस मेटलर्जी और अन्य इकाइयों के साथ सहयोग किया।येट्रियम ऑक्सीडई निष्कर्षण प्रक्रिया - नैफ्थेनिक एसिड एक-चरणीय निष्कर्षण और उच्च शुद्धता का निष्कर्षणयेट्रियम ऑक्सीडई. यह प्रक्रिया 1976 में लागू की गई थी।

पहले नेशनल मेंदुर्लभ पृथ्वी1976 में बाओटौ में आयोजित निष्कर्षण सम्मेलन में श्री जू गुआंगज़ियान ने कैस्केड निष्कर्षण के सिद्धांत का प्रस्ताव रखा। 1977 में, “राष्ट्रीय संगोष्ठी” परदुर्लभ पृथ्वीएक्सट्रैक्शन कैस्केड थ्योरी एंड प्रैक्टिस” शंघाई यूलोंग केमिकल प्लांट में आयोजित किया गया था, जो इस सिद्धांत का एक व्यवस्थित और व्यापक परिचय प्रदान करता है। इसके बाद, कैस्केड निष्कर्षण सिद्धांत को दुर्लभ पृथ्वी निष्कर्षण पृथक्करण और शुद्धिकरण के अनुसंधान और उत्पादन में व्यापक रूप से लागू किया गया था।

1976 में, बीजिंग अलौह धातु अनुसंधान संस्थान ने बाओटौ अयस्क को मिश्रित करके इस्तेमाल कियादुर्लभ पृथ्वीनिस्सारण ​​करनासैरियमसमृद्ध सामग्री से. अलग करने के लिए N263 निष्कर्षण विधि का उपयोग किया गया थालेण्टेनियुम प्रेसियोडीमियम Neodymium. एक निष्कर्षण में तीन उत्पादों को अलग किया गया, और की शुद्धतालैंथेनम ऑक्साइड, प्रेसियोडायमियम ऑक्साइड, औरनियोडिमियम ऑक्साइडलगभग 90% था.

1979 से 1983 तक, बाओटौदुर्लभ पृथ्वीअनुसंधान संस्थान और बीजिंग अलौह धातु अनुसंधान संस्थान ने P507 हाइड्रोक्लोरिक एसिड प्रणाली विकसित कीदुर्लभ पृथ्वीछह एकल प्राप्त करने के लिए कच्चे माल के रूप में बाओटौ दुर्लभ पृथ्वी अयस्क का उपयोग करके निष्कर्षण पृथक्करण प्रक्रियादुर्लभ पृथ्वीउत्पाद (शुद्धता 99% से 99.95%)लेण्टेनियुम, सैरियम, प्रेसियोडीमियम, Neodymium, समैरियम, औरगैडोलीनियम, साथ हीयुरोपियमऔरटर्बियमसमृद्ध उत्पाद. प्रक्रिया छोटी, निरंतर थी और उत्पाद की शुद्धता अधिक थी।

1980 के दशक की शुरुआत में, बीजिंग नॉनफेरस मेटल्स रिसर्च इंस्टीट्यूट ने राष्ट्रीय "छठी पंचवर्षीय योजना" अनुसंधान को आगे बढ़ाने के लिए जिउजियांग नॉनफेरस मेटल्स स्मेल्टर, चांगचुन इंस्टीट्यूट ऑफ एप्लाइड केमिस्ट्री और जियांग्शी 603 फैक्ट्री के साथ सहयोग किया और एकल को पूरी तरह से अलग करने के लिए एक प्रक्रिया प्रौद्योगिकी सफलतापूर्वक विकसित की।दुर्लभ पृथ्वीलोंगनान के तत्व मिश्रित हुएदुर्लभ पृथ्वीP507 हाइड्रोक्लोरिक एसिड प्रणाली का उपयोग करना।

1983 में, जिउजियांग नॉनफेरस मेटल्स स्मेल्टर ने फ्लोरोसेंट ग्रेड का उत्पादन करने के लिए बीजिंग नॉनफेरस मेटल्स रिसर्च इंस्टीट्यूट के "नेफ्थेनिक एसिड हाइड्रोक्लोरिक एसिड सिस्टम" की प्रक्रिया प्रौद्योगिकी को अपनाया।येट्रियम ऑक्साइडलोंगनान मिश्रित दुर्लभ पृथ्वी से” फ्लोरोसेंट ग्रेड का उत्पादन करने के लिएयेट्रियम ऑक्साइड, की लागत को कम करनायेट्रियम ऑक्साइडऔर की मांग को पूरा करनायेट्रियम ऑक्साइडचीन में रंगीन टेलीविजन के लिए.

1984 में, बीजिंग जनरल इंस्टीट्यूट ऑफ अलौह मेटल्स ने उच्च शुद्धता के पृथक्करण का सफलतापूर्वक अध्ययन कियाटर्बियम ऑक्साइडP507 निष्कर्षण राल का उपयोग करकेटर्बियमचीन में कच्चे माल के रूप में समृद्ध पदार्थ।

1985 में, बीजिंग अलौह धातु अनुसंधान संस्थान ने नेफ्थेनिक एसिड निष्कर्षण पृथक्करण फ्लोरोसेंट ग्रेड को स्थानांतरित कर दियायेट्रियम ऑक्साइडपूर्व जर्मन लोकतांत्रिक गणराज्य को 1.71 मिलियन स्विस फ़्रैंक के लिए प्रौद्योगिकी प्रक्रिया, जो पहली थीदुर्लभ पृथ्वीचीन द्वारा निर्यात की जाने वाली पृथक्करण प्रक्रिया प्रौद्योगिकी।

1984 से 1986 तक, पेकिंग विश्वविद्यालय ने तीसरे चरण में P507-HCl प्रणाली में La/CePr/Nd और La/Ce/Pr के निष्कर्षण और पृथक्करण पर औद्योगिक प्रयोग पूरे किए।दुर्लभ पृथ्वीबाओस्टील का पौधा. 98% से अधिकप्रेसियोडायमियम ऑक्साइड, 99.5%लैंथेनम ऑक्साइड, 85% से अधिकसेरियम ऑक्साइड, और 99%नियोडिमियम ऑक्साइडप्राप्त किया गया था। 1986 में, शंघाई युएलॉन्ग केमिकल प्लांट ने नव निर्मित P507-HCl सिस्टम प्रकाश दुर्लभ पृथ्वी पृथक्करण प्रक्रिया में तीन आउटलेट औद्योगिक प्रयोग करने के लिए, तीन आउटलेट निष्कर्षण प्रक्रिया के अनुकूलन डिजाइन सिद्धांत को लागू किया, जो पेकिंग विश्वविद्यालय के कैस्केड निष्कर्षण सिद्धांत की एक सैद्धांतिक उपलब्धि है। औद्योगिक प्रयोग पैमाने ने कैस्केड निष्कर्षण सिद्धांत डिजाइन को सीधे 100 टन तक विस्तारित किया, जिससे उत्पादन में नई प्रक्रिया को लागू करने का चक्र बहुत छोटा हो गया।

1986 से 1989 तक, बाओटौ रेयर अर्थ रिसर्च इंस्टीट्यूट, जियांग्शी 603 फैक्ट्री और बीजिंग नॉनफेरस मेटल्स रिसर्च इंस्टीट्यूट ने एक P507-HCl सिस्टम मल्टी आउटलेट निष्कर्षण प्रक्रिया विकसित की, जो एक आंशिक निष्कर्षण के माध्यम से 3-5 दुर्लभ पृथ्वी उत्पादों के एक साथ उत्पादन की अनुमति देती है। यह प्रक्रिया छोटी, लागत प्रभावी और लचीली है।

1990 से 1995 तक, बीजिंग अलौह धातु अनुसंधान संस्थान और बाओटौदुर्लभ पृथ्वीअनुसंधान संस्थान ने राष्ट्रीय "आठवीं पंचवर्षीय योजना" वैज्ञानिक और तकनीकी अनुसंधान परियोजना "उच्च शुद्धता एकल पर अनुसंधान" शुरू करने के लिए सहयोग कियादुर्लभ पृथ्वीनिष्कर्षण प्रौद्योगिकी” सोलह एकलदुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड99.999% से 99.9999% से अधिक शुद्धता वाले उत्पाद क्रमशः निष्कर्षण विधि, निष्कर्षण क्रोमैटोग्राफी विधि, रेडॉक्स विधि और कटियन एक्सचेंज फाइबर क्रोमैटोग्राफी विधि का उपयोग करके तैयार किए गए थे। यह प्रक्रिया अंतरराष्ट्रीय उन्नत स्तर पर पहुंच गई है और राष्ट्रीय "आठवीं पंचवर्षीय योजना" प्रमुख उपलब्धि पुरस्कार जीता है।

2000 में, बीजिंग अलौह धातु अनुसंधान संस्थान ने उच्च शुद्धता तैयार करने के लिए इलेक्ट्रोलाइटिक कमी क्षारीयता विधि सफलतापूर्वक विकसित कीयुरोपियम ऑक्साइड. उत्पाद पर जिंक पाउडर के प्रदूषण से बचने के कारण इस प्रक्रिया से निकाला जा सकता हैयुरोपियम ऑक्साइडएक बार में 5N-6N की शुद्धता के साथ। 2001 में, 18 टन उच्च शुद्धता की वार्षिक उत्पादन लाइनयुरोपियम ऑक्साइडगांसु में बनाया गया थादुर्लभ पृथ्वीकंपनी और उस वर्ष परिचालन में आ गई।

संक्षेप में, चीन कादुर्लभ पृथ्वीपृथक्करण और शुद्धिकरण प्रौद्योगिकी को दुनिया में अग्रणी कहा जा सकता है, जैसे नेफ्थेनिक एसिड निष्कर्षण पृथक्करणयेट्रियम ऑक्साइडतैयारी के लिए 5N, P507 निष्कर्षण विधि से बड़ालैंथेनम ऑक्साइड5N से बड़ा, तैयारी के लिए इलेक्ट्रोलाइटिक कमी निष्कर्षण विधि या क्षारीयता विधियुरोपियम ऑक्साइड5N से बड़ा, आदि। हालांकि, पृथक्करण और शुद्धिकरण उद्योग में स्वचालन नियंत्रण का स्तर अपेक्षाकृत कम है, और कुछ उद्यमों में खराब गुणवत्ता स्थिरता और उच्च शुद्धता की स्थिरता हैदुर्लभ पृथ्वीउत्पाद. इसलिए, उद्यमों के उपकरण स्तर में और सुधार करना आवश्यक है।