处理矿石

所有稀土矿石含有少于10% REO,必须升级到约60%,以做进一步的处理。他们首先磨成粉末,然后分开的其他材料矿石身体由各种标准流程,包括磁和/或静电分离和浮选。在山的情况下通过bastnasite,一个热泡沫浮选过程是用来去除较重的产品,重晶石(贝索₄)和天青石(SrSO₄),让他们解决而bastnasite和其他轻矿物提出。60% REO集中处理10%盐酸溶解方解石(CaCO₃)。不溶残渣,现在70% REO,烤的氧化Ce^{3 +}到公元^{4 +}状态。冷却后,材料是淋溶与盐酸溶解三价稀土(镧,镨,钕,钐,铕,钆),留下铈浓缩,精制各种成绩和销售。铕可以轻易分开镧系元素通过减少铕二阶形式,其余溶解镧系元素分离溶剂萃取(见下文化学分离)。其他bastnasite矿石以类似的方式处理,但是具体的试剂和使用过程各不相同成分在不同的矿体。

独居石和磷钇矿矿石本质上是相同的方式进行处理的,因为两者都是磷酸盐矿物。独居石、磷钇矿和其他矿物质的重力、电磁和静电技术,然后由酸过程或破裂的基本过程。酸过程中独居石、磷钇矿是集中处理硫酸在温度150至200°C(302和392°F)。解决方案包含可溶性稀土和钍硫酸盐和磷酸盐。从稀土的分离钍相当复杂,因为钍和稀土的溶解度随温度和酸度。以非常低的和中间酸度分离是不可能的。在低酸性磷酸钍沉淀稀土硫酸盐溶液,留在溶液中,而在高酸度相反的是稀土硫酸盐是不溶性,和钍是可溶性的。钍后从稀土,后者作为混合精矿或单个元素的进一步处理(见下文)。

在基本流程,细碎的独居石、磷钇矿混合了70%氢氧化钠(氢氧化钠)解决方案,在一个举行高压灭菌器在140 - 150°C (284 - 302°F)几个小时。后的水,可溶钠磷酸(Na₃阿宝₄)是作为一个中恢复过来副产品不溶性R(哦)₃,它还包含5 - 10百分比钍。两种不同的方法可以用来删除钍。在一个方法溶解在氢氧化氯化氢(HCl)或硝酸(HNO₃),然后氢氧化钍(Th(哦)₄)是有选择地添加氢氧化钠和/或沉淀氢氧化铵(NH₄哦)。氢氧化盐酸在其他方法添加到降低pH值RCl 3解散₃和不溶性Th(哦)₄过滤掉。thorium-free稀土溶液转化为水合氯化,碳酸盐,或氢氧化和作为混合精矿出售,也可以用作起始物料中分离单个元素(见下文)。

化学分离

今天使用的稀土分离过程是开发期间和之后不久第二次世界大战几家美国原子能委员会(AEC)实验室。工作离子交换过程的进行橡树岭田纳西州的橡树岭国家实验室()杰拉尔德·e·博伊德和同事和艾姆斯实验室(爱荷华州艾姆斯)弗兰克·哈罗德·斯佩丁和同事。两组显示离子交换过程工作至少分离稀土在小范围内。在1950年代,艾姆斯集团显示,可以单独个人稀土公斤的高纯度(> 99.99%)元素。这是现代稀土的开始行业大量的高纯度稀土元素变得可用电子磁,磷,光学应用程序。

唐纳德·f·邦德和同事阿贡国家实验室(伊利诺斯州的芝加哥附近)和博伊德韦弗和同事在橡树岭国家实验室开发液-液溶剂萃取方法分离稀土在1950年代中期。这种方法使用所有稀土生产商混合物分离成单个元素的纯度从99.9%到95不等。离子交换过程慢得多,但是高纯度超过99.99999%(即。可以达到5 9或更好)。光学和phosphor-grade材料,需要5到6 9的纯度,个人稀土元素是最初由溶剂萃取纯化纯度约99.9%,然后进一步处理离子交换达到给定的应用程序所需的纯度。