بررسی عناصر نادر خاكی

عناصر فلزی شناخته شده با عنوان عناصر نادر خاكی با كلمه اختصاری REE نشان داده می شوند اصلاح مورد استفاده معمولاً برای نسبت 2 به 3 با اكسیژن RE2O3 به كار برده می شود، كه به طور شگفت انگیزی خواص شیمیایی و فیزیكی مشابهی داشته و در عین حال به سختی قابل جدایش از یكدیگر می باشند عناصر نادر خاكی همواره به صورت تجمعی و تركیبی با یكدیگر در طبیعت یافت می‌شون

بررسی عناصر نادر خاكی

عناصر نادر خاكیمقدمه:

عناصر فلزی شناخته شده با عنوان عناصر نادر خاكی با كلمه اختصاری REE نشان داده می شوند. اصلاح مورد استفاده معمولاً برای نسبت 2 به 3 با اكسیژن RE₂O₃ به كار برده می شود، كه به طور شگفت انگیزی خواص شیمیایی و فیزیكی مشابهی داشته و در عین حال به سختی قابل جدایش از یكدیگر می باشند. عناصر نادر خاكی همواره به صورت تجمعی و تركیبی با یكدیگر در طبیعت یافت می‌شوند. جداسازی و تفكیك این عناصر نیاز به فرآیندهای زیاد و بسیار پر هزینه دارد كه به علت شباهت زیاد خواص فیزیكی و شیمیایی تركیبات آنهاست.

كانی شناسی، فراوانی، پیدایش:

عناصر نادر خاكی لیتوفیل هستند، بنابراین به صورت تركیبات اكسیدهای از قبیل كربناتها، سیكلاتها، تیتاناتها و فسفاتها و… می باشند:

1- كانی هایی شامل لانتانیوم، نئودیمیوم،ساماریم، یوروپیوم كه در آن سدیم و بعضی مواقع لانتانیوم یا نئودیمیوم به عنوان جزء اصلی تركیب هستند (گروه سدیم). مثال این گروه با ستنازیت به فرمول شیمیایی (Ce…)Fco₃ (ماكزیمم REO 75%) مونازیت (Ce…)Po₄ (ماكزیمم REO 65%)، آلانیت (Fe Al)₃(Sio₄)₃(OH) (Ca.Ce…) (ماكزیمم REO 48%) می باشد.

2-كانی های كادلینوم تالوتتیوم و ایتریم به عنوان جزء اصلی (گروه عناصر نادر خاكی اتیریم). مثال بارز این گروه گزنوتیم (Y=…)Po₄ (ماكزیمم REO) و گادولینیت (Y=…)₂FeBe₂Si₂O₁₀ (ماكزیمم REO 48%) می باشند.

3- كانی های كمپلكس كه در آن هر دو گروه اتیریم و سدیم می توانند حضور داشته باشند، كه هر كدام از این گروه می توانند به عنوان جزء اصلی تلقی شوند. كانی‌های این گروه سنگهای اكسیده شامل تیتانیوم، نئوبیوم، تانتالیم، اورانیوم و توریم می باشند. برای مثال:

اگزنیت Euxenite:

سامارسكیت Samarskite:

فرگوسونیت Fergusonite:

بتافیت Betafite:

كانی های گروه اول و دوم در سنگهای پگمانیت، دگرگونی، گناسیهای هیدروترمال شدن و لایه های پنوماتولیك، اسكارنها و كربناتها وجود دارند. كانی های گروه سوم بیشتر در پگمانیتها یافت می شود. با ستنازیت و مونازیت عموماً همراه مگنتیت وهماتیت گزارش شده اند. مونازیت بیشتر در ذخایر ثانوی در كانی های سنگین ماسه‌های ساحلی وجود دارد. استخراج مونازیت همراه روتیل، ایلمنیت و زیركن در استرالیا، برزیل، هند و آمریكا می باشد.

ذخایر جهانی عناصر نادر خاكی در سال 1990 در حدود ⁶ 10*84 تن REO تخمین زده شده است. كه در این میان چین با ⁶ 10*43 تن ذخیره 50 درصد ذخایر جهان را داراست.

از سال 1980 تا سال 1991 قیمت مونازیت استرالیا با بیش از 55 درصد REO بین $/ton900-800 ثابت بوده است. گزنوتیم مالزی با 60 درصد ایتریم به قیمت
$/t33-32 می باشد.

نقطه ذوب عناصر در دامنه 816 (Yb) تا 663 (Lu) است.

فلزات نادر خاكی به راحتی می توانند در درجه حرارتهای زیر نقطه ذوب دفع شوند وجود ناخالصی ها، مخصوصاً اكسیژن اثر منفی و مضر روی خواص چرخشی سرد و گرم شدن دارد.

هضم[1] سنگ:هضم تر، ذوب

مهمترین عناصر نادر خاكی، مونازیت، باستنازیت و اگزوفویایم عموماً بوسیله فرآیندهای فیزیكی از قبیل جدایش واسطه سنگین، فلوتاسیون و جدایش مغناطیسی تغلیظ می شوند.

كانی ها تا اندازه خرد شده و سپس توسط اسید یا باز هضم می‌شوند. اگر عملیات با قلیا انجام شود تولید هیدروكسید فلزات نادر خاكی و توریم می كند كه بعداً می تواند در هیدروكلریك غلیظ یا اسیدنیتریك حل شود. عملیات با اسید سولفوریك یا هیدرولیك عناصر نادر خاكی را به كلریدها یا سولفاتهای قابل حل تبدیل می كند.

كانی مونازیت:

هضم با قلیا: واكنش فسفاتهای عناصر نادر با قلیای غلیظ (50%-70%) و گرم به صورت زیر می بشاد:

این فرآیند در دمای بالا در اوتوكلاو (60% قلیا و نسبت جرمی 1/1) یا با قلیای غلیظ‌تر در دمای كمتر (120) و فشار نرمال قابل اجرا است.

محصولات هیدروكسیدی با آب گرم شسته می شوند. فسفات تری سدیم وارد محلول می شود وهیدروكسیدها فیلتر می شوند. فسفات تری سدیم به عنوان محصول جانبی[2] با روش كریستالیزاسیون جدا می شود. سپس هیدروكسیدهای شسته شده در اسیدنیتریك یا هیدروكلریك حل می شوند.

اگر غلظت اسید در PH=4 نگه داشته شود، یك جدایش جزئی نتیجه می شود كه هیدروكسید توریم ناخالص جدا می شود در حالیكه هیدروكسید عناصر نادر خاكی محلول هستند.

هضم با اسیدسولفوریك:

مونازیت با اسید سولفوریك 98% در دمای 300-200قابل هضم است. سولفات عناصر نادر خاكی تشكیل شده سپس از حالت كریستالی درآ‚ده در آب سرد حل می شوند.

سولفات توریم نیز بسته به شرایط واكنش یا رسوب كرده یا به صورت محلول باقی می ماند. توریم حل شده كه در اولین مرحله مهمترین محصول تولیدی بود اكنون بصورت سولفات راسب شده است. اگرچه جدایش خوبی ندارد. روشی كه اكنون ورد استفاده قرار گرفته این است كه همه سولفات ها را حل كنند و سپس توریم را بوسیله یكی از روشهای موثرتر زیر جدا می كنند.

ترسیب ThF₄

– ترسیب فسفات توریم به وسیله افزایش PH یا رقیق كردن محلول

– ترسیب سولفات دوگانع عناصر سدیم/ سریم، هنگامیكه در طرف مقابل نمكهای منحلول عناصر ئیتریم و توریم در محلول باقی می باشند. پس از آن توریم با اضافه كردن اسید اكسالیك رسوب داده می شود. حلالیت اكسالیت توریم از اكسالیتهای عناصر ئیتریوم كمتر است. قابلیت انحلال كم سولفاتهای دوگانه گروه سریم نادر خاكی جوشانده می شوند. محلول قلیایی تغلیظ شده و تشكیل هیدروكسیدها را می دهد كه این هیدروكسیدها در اسید بصورت مرحله مرحله محلول هستند.

✔️  بهترین کیفیت 💯 از 💯
✔️  پشتیبانی 24 ساعته
✔️  مناسب ترین قیمت

◀️  فروشگاه فایل سیدا

دانلود بررسی عناصر نادر خاكی