Status Panliten Saiki lan Prospek Reagen Pengolahan Mineral Tanah Langka

Reagen Pengolahan Mineral Langka: Kolektor, Depresan, Frothers & Agen Leaching kanggo Recovery sing Efisien lan Sustainable

Unsur bumi langka (REEs) nduweni macem-macem sifat fisik lan kimia sing luar biasa, dadi kritis ing macem-macem aplikasi, saka elektronik nganti panggunaan militer. Dheweke diakoni minangka mineral penting dening negara kayata China, Amerika Serikat, Jepang, lan Australia. Nanging, mineral-mineral langka bumi akeh banget ing macem-macem nanging kurang kelas lan asring digandhengake karo mineral gangue sing padha. Benefisiasi kasebut gumantung banget marang kemajuan ing reagen pangolahan mineral.

Artikel iki diarahake kanggo entuk manfaat saka sumber daya bumi langka. Iku ngringkes kahanan saiki riset lan pangembangan reagen flotasi kanggo bijih tanah jarang adhedhasar mineral, kalebu kolektor, depresi, aktivator, lan frothers, bebarengan karo mekanisme flotasi. Reagen benefisiasi kimia kanggo bijih bumi langka, kalebu agen leaching lan agen precipitating, uga rembugan, panutup status riset lan mekanisme leaching. Salajengipun, kahanan saiki saka flotasi tanah jarang kolektor wis mandhiri, lan arah riset mangsa kanggo Pengolahan mineral tanah jarang reagen dianalisis. Tinjauan iki nduweni tujuan kanggo menehi referensi kanggo perusahaan lan profesional sing melu pangolahan mineral bumi langka lan pangembangan reagen.

0 Pambuka

Unsur bumi langka (REEs) kalebu skandium, yttrium, lan kabeh 15 lantanida, kanthi total 17 unsur. Unsur-unsur kasebut nampilake macem-macem sifat fisik lan kimia sing luar biasa, nggawe dheweke kritis ing macem-macem sektor sipil lan militer, kalebu industri medis, energi, lan pertahanan. Iki asring diarani minangka "vitamin industri," "unsur ajaib," "hormon pertanian," lan "logam perang," sing diakoni minangka mineral kritis dening negara-negara kaya Amerika Serikat, China, Jepang, Australia, Kanada, lan Uni Eropa. Miturut Survei Geologi Amerika Serikat (USGS), ing taun 2022, cadangan oksida bumi (REO) global kira-kira udakara 120 yuta ton, utamane ing China (36.7%), Vietnam (18.3%), Brazil (17.5%), Rusia (17.5%), India (5.8%), lan Australia (3.3%).

Tambang langka bumi utama ing donya kalebu celengan Bayan Obo, Maoniuping, lan Ganzhou China, tambang Mountain Pass ing AS, tambang Araxa lan Minasu ing Brasil, celengan Strange Lake ing Kanada, simpenan Mount Weld ing Australia, lan simpenan Zandkopsdrift ing Afrika Kidul. Kajaba iku, provinsi kidul China, kalebu Jiangxi, Guangdong, Fujian, lan Yunnan, dadi papan kanggo luwih saka 170 celengan tanah jarang adsorpsi ion berkualitas tinggi, dadi sumber utama global unsur tanah jarang medium lan abot.

Luwih saka 250 jinis mineral bumi langka wis diidentifikasi, kanthi bastnäsite ((Ce, La)(CO3)F), monazite ((Ce, La)PO4), xenotime (YPO4), yttrialite (Y2FeBe(SiO4)2O2), lan fergusonite (YNbO4) sing nyathet luwih saka 95% mineral adhedhasar bumi langka. Nanging, bijih iki asring digandhengake karo kuarsa, fluorit, barit, feldspar, kalsit, lan mineral gangue silikat liyane, sing nyebabake bijih kelas rendah sing angel dipisahake. Dadi, benefisiasi bijih bumi jarang mbutuhake kombinasi pemisahan gravitasi, pemisahan magnetik, lan flotasi kanggo nganyarke bijih kelas rendah dadi konsentrat kelas peleburan industri. Ing kasus ion-adsorption rare earth ores, unsur rare earth diserap minangka ion ing permukaan mineral utawa ing lapisan kristal, mbutuhake pangolahan kimia kanggo ngekstrak oksida bumi langka.

Apa ngurusi bijih bumi langka adhedhasar mineral utawa ion-jinis, aplikasi reagen benefisiasi penting kanggo nemtokake tingkat produk, pemulihan tanah langka tarif, efisiensi produksi, biaya, lan dampak lingkungan.

Artikel iki fokus ing beneficiation efisien sumber daya bumi langka, nawakake ringkesan rinci babagan jinis, mekanisme, lan kemajuan riset reagen flotasi (kolektor, frothers, regulator) kanggo mineral-basis mineral rare earth, uga reagen beneficiation kimia (leaching agents, precipitating agents) kanggo ion-type rare earth ores. Iki uga menehi pituduh kanggo riset lan pangembangan ing reagen pangolahan mineral bumi langka, kanthi tujuan kanggo menehi referensi kanggo perusahaan lan peneliti sing melu pemisahan bumi utawa pangembangan reagen industri.

1 Kolektor Flotasi Tanah Langka

Kolektor nduweni peran penting ing flotasi bumi langka kanthi ngowahi hidrofobik permukaan mineral target, supaya luwih gampang dipasang ing gelembung lan nambah sifat flotasi. Adhedhasar gugus fungsi, kolektor kanggo flotasi tanah jarang bisa digolongake dadi asam hidroksamat, asam lemak, asam fosfat, lan reagen liyane.1.1 Kolektor Asam Hidroksamat

Pengumpul asam hidroksamat, sing dikembangake ing taun 1980-an, minangka reagen sing paling umum digunakake ing flotasi tanah jarang. Asam hidroksamat, uga dikenal minangka oksim, ana ing rong wujud isomer: oxime (struktur keto) lan asam hidroksamat (struktur enol), kanthi oxime sing didominasi. Kaloro isomer dissociate kanggo mbentuk anion identik nalika flotasi.

Kolektor asam hidroksamat sing umum digunakake ing flotasi tanah jarang kalebu C7-C9 asam alkil hidroksamat, 2-hydroxy-3-naphthohydroxamic acid (H205), 1-hydroxy-2-naphthohydroxamic acid (H203), salicylic hydroxamic acid (L102), cycloalkyl hydroxamic acid, asam oksamat hidroksilat, benzyloxic acid, asam oksamat hidroksilat, lan asam oksamat liyane. produk asam hidroksamat sing diowahi utawa campuran, kayata H316 (H205 sing diowahi), P8 (utamane asam hidroksinaftohidroksamat), LF8# (98% asam hidroksinaftohidroksamat), lan kolektor 103 (asam hidroksamat salisilat). Nalika asam hidroksamat nuduhake selektivitas sing apik kanggo unsur bumi langka, asring mbutuhake pemanasan sajrone flotasi, sing nyebabake biaya energi sing luwih dhuwur, lan sintesise uga bisa larang.

1.2 Kolektor Asam Lemak

Penagih asam lemak wis digunakake ing flotasi bumi langka wiwit taun 1950-an nalika asam oleat kasil ditrapake ing Mountain Pass ing Amerika Serikat. Ing China, studi sistematis babagan panggunaan asam oleat lan sabun parafin teroksidasi kanggo flotasi bumi langka diwiwiti ing taun 1960-an.

Kolektor asam lemak asalé saka lenga sayur-sayuran utawa kewan alami, biasane kasusun saka campuran asam karboksilat jenuh lan ora jenuh C10-C20 utawa uyah. Reagen umum kalebu asam oleat, natrium oleat, lenga dhuwur, sabun parafin teroksidasi, lenga woh Bacchus, phthalates, asam naphthenic, lan turunan petroleum teroksidasi. Nanging, kolektor asam lemak nduweni selektivitas sing luwih murah kanggo mineral bumi langka lan asring mbutuhake tambahan depresan lan pangaturan suhu kanggo entuk pemisahan sing efektif.

Flotasi mineral bumi langka nggunakake asam lemak diyakini nglibatake kombinasi adsorpsi fisik, adsorpsi kimia, lan reaksi kimia permukaan.

1.3 Kolektor Asam Fosfonik

Kolektor asam fosfonik (—P=O) lan fosfonat (—O—P=O) nuduhake kinerja flotasi sing luwih kuat kanggo mineral metalik dibandhingake karo kolektor asam hidroksamat lan lemak. Nanging, kolektor asam fosfat umume nduweni selektivitas sing luwih murah.

Kolektor asam fosfonik sing saiki digunakake ing flotasi tanah jarang kalebu asam fosfonik styrene, asam fosfonik p-toluene, asam fosfonik benzil, asam fosfonik α-hydroxybenzyl, lan produk komersial kayata P538 lan Flotinor 1682.

1.4 Kolektor liyane

Saliyane asam hidroksamat, asam lemak, lan asam fosfonik, macem-macem kolektor novel lagi ditliti kanggo nambah efisiensi lan selektivitas flotasi bumi langka. Sawetara iki kalebu sulfonat, tio-fosfat, lan uyah amonium kuartener.

• Sulfonat: Sulfonat wis kacarita nuduhake selektivitas lan kinerja sing apik ing proses flotasi, nanging aplikasi ing flotasi mineral bumi langka isih ana ing tahap awal.

• Tio-fosfat: Kolektor iki asring digunakake ing flotasi mineral sulfida, nanging riset babagan aplikasi ing flotasi tanah jarang isih ditindakake.

• Garam Amonium Kuarter: Senyawa iki wis ditliti amarga kemampuane ngambang mineral non-sulfida, lan sawetara sukses wis dilapurake ing flotasi bumi langka. Padha operate liwat daya tarik elektrostatik karo lumahing mineral daya negatif.

Peneliti terus-terusan nyobi karo reagen anyar kanggo nambah efektifitas flotasi mineral langka bumi, fokus ing loro nambah tarif Recovery lan ngurangi impact lingkungan saka bahan kimia iki.

2 Depresan kanggo Flotasi Langka Bumi

Depresan penting ing flotasi mineral langka bumi kanggo selektif nyandhet mineral gangue, saéngga ningkatake selektivitas lan ngasilake mineral bumi langka target. Mineral gangue primer sing ana gandhengane karo bijih bumi langka, kayata kuarsa, kalsit, lan barit, asring nuduhake prilaku flotasi sing padha, nggawe inhibisi selektif penting.

Depresan umum ing flotasi tanah jarang kalebu kaca banyu (sodium silikat), sodium fluoride, tanin, lan pati.

2.1 Sodium Silikat (Kaca Air)

Sodium silikat, sing umum dikenal minangka kaca banyu, minangka salah sawijining depresan sing paling akeh digunakake ing flotasi bumi langka. Iki digunakake kanggo nyandhet mineral silikat kayata kuarsa lan feldspar. Mekanisme aksi depresi natrium silikat umume disebabake dening pembentukan lapisan silika ing permukaan mineral gangue, sing nyegah adsorpsi kolektor.

Kaca banyu minangka depresan sing efektif lan murah, nanging kinerja bisa dipengaruhi dening faktor kayata pH, konsentrasi ion, lan dosis reagen. Peneliti njelajah silikat sing diowahi lan aditif kimia liyane kanggo nambah selektivitas kaca banyu.

2.2 Natrium Fluorida

Sodium fluoride digunakake kanggo nyuda kalsit ing proses flotasi bumi langka. Efek depresi kasebut adhedhasar reaksi antarane ion fluoride lan ion kalsium, mbentuk film kalsium fluorida sing ora larut ing permukaan mineral, sing nyegah adsorpsi kolektor.

Nanging, sodium fluoride minangka zat beracun banget, lan panggunaane bisa nyebabake masalah lingkungan lan safety. Akibaté, peneliti aktif ngupaya alternatif sing luwih aman.

2.3 Tanin lan Pati

Tanin lan pati minangka conto depresan organik sing digunakake ing flotasi bumi langka. Tanin, sing asalé saka bahan tanduran, digunakake kanggo nyuda mineral gangue kayata barite lan fluorit. Mekanisme kasebut kalebu kompleksasi karo ion logam ing permukaan mineral, nyuda lampiran kolektor.

Pati umume digunakake minangka depresan kanggo hematite lan mineral liyane sing ngemot wesi ing flotasi mineral bumi langka. Interaksi antara pati lan mineral biasane fisik, kanthi molekul pati adsorbing ing permukaan mineral, nyegah aksi kolektor.

2.4 Depresan Anyar

Pangembangan depresan anyar minangka area riset ing flotasi bumi langka. Reagen novel iki nduweni tujuan kanggo nambah selektivitas lan nyuda dampak lingkungan saka proses flotasi. Conto pangembangan anyar kalebu pati sing diowahi, polimer sintetik, lan depresan organik sing bisa didegradasi.

3 Frothers kanggo Flotation Langka Bumi

Frothers nduweni peran penting kanggo nggawe buih stabil ing sel flotasi, mbisakake misahake mineral bumi langka saka bahan gangue. Frothers mengaruhi ukuran gelembung, stabilitas buih, lan kinetika flotasi. Frothers sing paling umum digunakake ing flotasi tanah jarang yaiku reagen adhedhasar alkohol lan eter.

3.1 Frothers adhedhasar alkohol

Frothers adhedhasar alkohol, kayata metil isobutyl carbinol (MIBC) lan lenga pinus, akeh digunakake ing flotasi mineral, kalebu flotasi bumi langka. Frothers iki mbantu ngasilake gelembung cilik sing stabil sing nambah flotasi partikel sing apik.

Frothers adhedhasar alkohol relatif murah lan efektif, nanging kinerja bisa beda-beda gumantung saka faktor kayata pH, komposisi mineral, lan interaksi reagen.

3.2 Frothers adhedhasar Eter

Frothers adhedhasar eter, kayata eter polipropilena glikol (contone, DF-250), uga umum digunakake ing flotasi bumi langka. Frothers iki cenderung ngasilake gelembung sing luwih apik lan buih sing luwih stabil dibandhingake karo frothers adhedhasar alkohol. Nanging, frothers adhedhasar eter bisa luwih larang lan mbutuhake kontrol dosis sing tepat.

3.3 Novel Frothers

Riset babagan frothers anyar kanggo flotasi bumi langka fokus kanggo ningkatake selektivitas lan stabilitas buih nalika nyuda dampak lingkungan. Iki kalebu frothers lan frothers biodegradable kanthi resistensi sing luwih apik kanggo anané lenga lan rereged liyane ing slurry flotasi.

4 Reagen Leaching kanggo Ion-Adsorption Rare Earth Ores

Ion-adsorption rare earth ores unik amarga unsur tanah jarang diserap ing permukaan mineral lempung tinimbang dikunci ing struktur mineral. Ores iki biasane diproses nggunakake leaching tinimbang flotasi. Agen leaching nduweni peran penting ing proses iki kanthi nyerep ion bumi langka saka permukaan lempung.

4.1 Amonium Sulfat Leaching

Amonium sulfat minangka agen leaching sing paling umum digunakake kanggo bijih tanah jarang adsorpsi ion. Ion amonium ing solusi ijol-ijolan karo ion bumi langka ing lumahing mineral lempung, ngeculake menyang solusi. Cara iki akeh digunakake amarga biaya sing relatif murah lan gampang.

Nanging, leaching amonium sulfat bisa nyebabake masalah lingkungan sing signifikan, utamane babagan polusi ion amonium. Upaya ditindakake kanggo ngembangake alternatif sing luwih ramah lingkungan.

4.2 Natrium Klorida lan Magnesium Sulfat Leaching

Sodium klorida lan magnesium sulfat wis diselidiki minangka alternatif kanggo amonium sulfat. Reagen kasebut lumaku liwat mekanisme ijol-ijolan ion sing padha nanging nduweni kaluwihan amarga kurang mbebayani kanggo lingkungan. Nanging, padha cenderung kurang efektif babagan tingkat pemulihan, lan riset luwih lanjut dibutuhake kanggo ngoptimalake panggunaan.

4.3 Agen Leaching Organik

Agen leaching organik, kayata asam sitrat lan EDTA, lagi ditliti minangka alternatif sing ramah lingkungan kanggo reagen larut anorganik konvensional. Senyawa organik iki bisa kanthi efektif kelat ion bumi langka, dadi luwih gampang diekstrak saka bijih. Nanging, biaya reagen kasebut minangka faktor watesan kanggo adopsi sing nyebar.

5 Agen Precipitating kanggo Ion-Adsorption Rare Earth Ores

Sawise ion-ion bumi langka dilebur dadi solusi, kudu diencerake lan dipulihake. Agen precipitating digunakake kanggo mbentuk senyawa bumi langka sing bisa dipisahake saka solusi leach.

5.1 Amonium Bikarbonat

Amonium bikarbonat umume digunakake kanggo ngendakake ion bumi langka saka larutan leach minangka karbonat bumi langka. Reagen iki efektif lan regane murah, nanging bisa ngasilake banyu limbah sing ngemot amonium akeh, sing nyebabake tantangan lingkungan.

5.2 Asam oksalat

Asam oksalat akeh digunakake kanggo ngendakake unsur bumi langka minangka oksalat bumi langka, sing banjur bisa dikalsinasi kanggo ngasilake oksida bumi langka. Asam oksalat efektif banget nanging bisa luwih larang tinimbang amonium bikarbonat. Kajaba iku, nangani asam oksalat mbutuhake langkah-langkah safety sing ati-ati amarga keracunan.

5.3 Agen precipitating anyar

Riset isih ditindakake kanggo ngembangake agen precipitating sing luwih selektif lan ramah lingkungan kanggo pemulihan bumi langka. Iki kalebu asam organik, reagen biodegradable, lan resin penukar ion.

6 Arah lan Prospek Masa Depan

Masa depan reagen pangolahan mineral langka dumunung ing pangembangan reagen sing luwih selektif, efisien, lan ramah lingkungan. Wilayah utama kanggo riset ing mangsa ngarep kalebu:

• Pangembangan reagen ijo: Dampak lingkungan saka reagen flotasi lan leaching dadi perhatian utama, utamane ing konteks pangolahan tanah jarang. Ana kebutuhan sing akeh kanggo pangembangan reagen biodegradable, non-beracun sing bisa ngganti bahan kimia tradisional kaya amonium sulfat lan asam oksalat.

• Dandan ing selektivitas: Kolektor anyar, depresan, lan frothers dibutuhake kanggo nambah selektivitas flotasi tanah jarang, utamane kanggo bijih sing kurang lan kompleks. Iki kalebu eksplorasi struktur molekul anyar lan modifikasi reagen sing ana.

• Nyuda biaya: Biaya dhuwur saka sawetara reagen pangolahan bumi langka, utamane asam hidroksamat lan asam fosfonik, minangka faktor watesan kanggo panggunaan sing nyebar. Riset mangsa ngarep kudu fokus ing sintesis alternatif sing luwih terjangkau utawa ningkatake efisiensi reagen sing ana kanggo nyuda syarat dosis.

• Kelestarian lingkungan: Kanthi nambah peraturan ing saindenging jagad sing ngarahake nyuda dampak lingkungan saka operasi pertambangan, pangembangan teknologi pangolahan bumi langka sing lestari lingkungan dadi luwih penting. Iki kalebu nyilikake panggunaan bahan kimia sing mbebayani lan nyuda produksi sampah lan polusi.

Kesimpulane, pangolahan mineral bumi langka gumantung banget marang panggunaan reagen kimia, lan riset sing terus-terusan penting kanggo ningkatake efisiensi, selektivitas, lan kelestarian reagen kasebut. Pangembangan reagen anyar sing luwih ijo bakal dadi kritis kanggo masa depan beneficiation bumi langka, amarga permintaan global kanggo mineral kritis iki terus mundhak.