Технология разделения РЗМ

Сегодня создание большинства высокотехнологичной гражданской и военной техники не обходится без использования редкоземельных металлов, например, металлов группы лантаноидов, сырьевым источником которых успешно может использоваться фосфогипс.

Высокоэффективеные аккумуляторы большой емкости – это лантан. Высококачественную оптику, (в т.ч. для космических аппаратов) можно отполировать только с применением полировальной пасты на основе оксида церия. Высокотермостойкую оптику изготавливают только из лантанового стекла. Катализаторы для крекинга нефти изготавливаются с применением лантана, являющегося основным каталитически активным материалом. Высококачественные постоянные магниты невозможны без неодима, празеодима и самария, а электроника без люминофоров.

Весьма важной областью применения редкоземельных металлов (РЗМ) является ракетно-космическая техника. Среди продукции военного назначения, широко использующей редкоземельные металлы и их сплавы, особо следует отметить ракеты и «умные» бомбы, которые относятся к высокоточному оружию.

Специалистами группы компаний Скайград разработана комплексная технология подготовки  фосфогипса для производства стройматериалов при попутном выделении высокочистого концентрата редкоземельных элементов (РЗК), охватывающий весь цикл процесса:

  1. Добыча      концентрата (РЗК) из фосфогипса.
  2. Деление РЗК      на элементы с помощью центробежных экстрактов (впервые в России).
  3. Получение      редкоземельных металлов (РЗМ) технологией индукционных печей.
  4. Получение      конечной продукции с использованием РЗМ (магниты, пасты для полировки).

Однако, близость химических свойств редких земель, выделенных из фосфогипса и представленных лантаноидами, определяет сложность выделения групповых и индивидуальных редкоземельных элементов (РЗЭ) из РЗК.

Специалисты ООО «ЛИТ» группы компаний «СКАЙ-ГРАД» приступили к отработке технологии разделения РЗК на групповые и индивидуальные РЗЭ на центробежных экстракторах, применяя новые для России инновационные подходы.

В настоящее время ведутся работы по разделению концентрата РЗМ на экспериментальном каскаде экстракторов с выделением оксидов церия, лантана, неодим-празеодима и группы средне-тяжелых РЗМ и иттрия. Получены первые партии высокочистого оксида церия (ЦеО≥99,5%). Показана возможность практического получения материалов, пригодных к реализации при производстве высокотехнологичной продукции. Производительность опытной установки составляет 4-5 т/год.

На стадии освоения находятся также и технологии получения конечной продукции на основе РЗЭ, например, такие продукты как: пасты для полировки специальной оптики и других материалов, магниты, а также сплавы  редкоземельных металлов (РЗМ), получаемые, например, с помощью индукционных печей.

Разделение РЗК и технологии получения конечных продуктов обеспечены высокоточным аналитическим контролем на всех ступенях.

Промышленная реализация разработанной технологии комплексной переработки фосфогипса, наряду с производством стройматериалов, позволит решить проблему обеспечения высокотехнологических отечественных производств групповыми и индивидуальными РЗМ стратегического значения.

Актуальные вопросы. Topical issues

Separation technology of REM.

Today, the creation of most high-tech civilian and military equipment is not complete without the use of rare earth metals, such as metals of the lanthanide group, source of raw materials of which phosphogypsum can be successfully used.

 

 

High-quality batteries with high capacity - is lanthanum. High-quality optics (including for satellites) can be polished only with the use of polishing paste based on cerium oxide. High-heat resistant optics are made only from lanthanum glass. Catalysts for cracking petroleum produced using lanthanum, which is the main catalytically active material. High-quality permanent magnets are impossible without neodymium, praseodymium and samarium, and electronics without phosphors.

A very important area of  application of rare earth metals (REM) is a rocket and space technology. Among military products which widely use rare-earth metals and their alloys, special mention should be specially noted missiles and "smart" bombs, which are high-precision weapons.

 

Specialists from Skygrad group of companies developed a comprehensive technology preparing of phosphogypsum for building materials with a fair allocation of high-purity rare earth concentrate (REC), covering the entire cycle of the process:

1. Mining of concentrate (REC) from phosphogypsum.

2. Separation of REC to elements with centrifugal extracts (first in Russia).

3. Preparation of rare earth metals (REM) by induction furnace technology.

4. Preparation of the final product using the REM (magnets, paste for polishing).

 

However, the proximity of the chemical properties of the rare earths extracted from phosphogypsum and presented lanthanides, determines the complexity of the allocation of group and individual rare earth elements (REE) from REC.

Specialists of Ltd. "LIT" of Skygrad group of companies started developing the technology of separation of REC on group and individual REE in the centrifugal extractors, using new innovative approaches to Russia.

At present, work on the separation of rare earth concentrate on the experimental cascade of extractors with the release of cerium, lanthanum, neodymium, praseodymium oxides, and a group of medium-heavy rare earth metals and yttrium is underway. The first batch of high-purity cerium oxide (CeO ≥ 99.5%) is obtained. The possibility of practical production of materials suitable for implementation in the production of high-tech products is shown. Performance of the pilot plant is 4-5 tons / year.

 

At the development stage are also technologies of the production of final products based on REE, for example such products as: polishing paste special optics and other materials, magnets, as well as alloys of rare earth metals (REM), obtainable, for example, by induction furnaces.

 

Separation of REC and technology of the end products production provided by high-precision analytical control at all levels.

 

Industrial implementation of the complex processing technology of phosphogypsum, along with the production of building materials, will solve the problem of providing high-tech domestic industries with group and individual rare earth metals of strategic importance.

 

 

Упрощенная аппаратурная схема переработки группового редкоземельного концентрата (ГРЗК), выделенного из фосфогипса
(Объем производства-1000т ГРЗК в год)    

A simplified diagram of the instrumental group processing of rare earth concentrate (GREK) isolated from the phosphogypsum (Output-1000t GRZK per year)