Luận án tiến sĩ hus nghiên cứu điều kiện tách riêng rẽ xeri lantan praseođim neođim từ tinh quặng đất hiếm đông pao

Luận án tiến sĩ nghiên cứu hus nghiên cứu điều kiện tách riêng rẽ xeri lantan praseođim neođim từ tinh quặng đất hiếm đông pao, phát triển phương pháp mới, đánh giá hiệu quả ứng

• Đề tài: Nghiên cứu điều kiện tách riêng rẽ xeri, lantan, praseođim, neođim từ tinh quặng đất hiếm Đông Pao
• Loại tài liệu: Luận văn

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• MỤC LỤC
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. ĐẶC ĐIỂM CHUNG VỀ CÁC NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM
• 1.2. KỸ THUẬT SẢN XUẤT TỔNG ĐẤT HIẾM TỪ TINH QUẶNG
• 1.3. PHƯƠNG PHÁP CHIẾT LỎNG-LỎNG TÁCH VÀ TINH CHẾ CÁC NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM
• 1.3.1. Tác nhân chiết axit naphthenic
• 1.3.2. Tác nhân chiết Aliquat 336
• 1.3.3. Tính toán thông số của quá trình chiết phân đoạn phân chia nguyên tố đất hiếm
• 1.3.4. Phương pháp tách và tinh chế xeri
• 2. CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM
• 2.1. Hoá chất sử dụng
• 2.2. Các phương pháp phân tích kiểm tra
• 2.3. Các phương pháp nghiên cứu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Phân huỷ tinh quặng đất hiếm Đông Pao bằng phương pháp nung oxi hoá và hoà tách axit
• 3.2. Nghiên cứu điều kiện tách Ce trực tiếp từ dung dịch hoà tách
• 3.3. Quy trình công nghệ xử lý tinh quặng basnezit Đông Pao
• 3.4. Nghiên cứu các điều kiện tinh chế xeri
• 3.5. Nghiên cứu các điều kiện phân chia Nd và Pr bằng phương pháp chiết với dung môi Aliquat-336 trong môi trường NH4NO3
• KẾT LUẬN
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu tách riêng rẽ xeri lantan praseođim neođim

Nghiên cứu tách riêng rẽ các nguyên tố đất hiếm như xeri, lantan, praseođim và neođim từ tinh quặng đất hiếm Đông Pao là một lĩnh vực quan trọng trong công nghệ chế biến khoáng sản. Tinh quặng đất hiếm Đông Pao chứa nhiều nguyên tố quý giá, có ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp điện tử, năng lượng tái tạo và nhiều lĩnh vực khác. Việc tách riêng rẽ các nguyên tố này không chỉ giúp nâng cao giá trị kinh tế của quặng mà còn góp phần vào việc phát triển công nghệ chế biến hiện đại tại Việt Nam.

1.1. Đặc điểm của tinh quặng đất hiếm Đông Pao

Tinh quặng đất hiếm Đông Pao chủ yếu chứa các khoáng vật như basnezit và monazit. Các khoáng vật này có chứa nhiều nguyên tố đất hiếm, trong đó xeri, lantan, praseođim và neođim là những nguyên tố chính. Đặc điểm hóa học và cấu trúc của các khoáng vật này ảnh hưởng lớn đến quá trình tách chiết và tinh chế.

1.2. Tầm quan trọng của việc tách riêng rẽ nguyên tố đất hiếm

Việc tách riêng rẽ các nguyên tố đất hiếm không chỉ giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm. Các nguyên tố như xeri và lantan có ứng dụng quan trọng trong sản xuất nam châm, pin và các thiết bị điện tử. Do đó, nghiên cứu này có ý nghĩa lớn trong việc phát triển công nghiệp đất hiếm tại Việt Nam.

II. Thách thức trong quá trình tách riêng rẽ nguyên tố đất hiếm

Quá trình tách riêng rẽ các nguyên tố đất hiếm từ tinh quặng Đông Pao gặp nhiều thách thức. Các yếu tố như thành phần khoáng vật, điều kiện hóa lý và hóa học của quá trình tách chiết đều ảnh hưởng đến hiệu suất và độ tinh khiết của sản phẩm cuối cùng. Việc lựa chọn phương pháp tách chiết phù hợp là rất quan trọng để đạt được kết quả tối ưu.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất tách chiết

Hiệu suất tách chiết phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nồng độ axit, nhiệt độ, thời gian phản ứng và tỷ lệ pha. Nghiên cứu các yếu tố này giúp tối ưu hóa quy trình tách chiết, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất.

2.2. Khó khăn trong việc lựa chọn phương pháp tách chiết

Có nhiều phương pháp tách chiết khác nhau như chiết lỏng-lỏng, kết tủa và sắc ký. Mỗi phương pháp đều có ưu nhược điểm riêng, và việc lựa chọn phương pháp phù hợp với đặc điểm của tinh quặng Đông Pao là một thách thức lớn.

III. Phương pháp tách chiết xeri lantan praseođim neođim hiệu quả

Để tách riêng rẽ các nguyên tố đất hiếm, nhiều phương pháp đã được nghiên cứu và áp dụng. Trong đó, phương pháp chiết lỏng-lỏng bằng dung môi hữu cơ như axit naphthenic và Aliquat 336 đã cho thấy hiệu quả cao trong việc tách chiết các nguyên tố này. Nghiên cứu này sẽ trình bày chi tiết về quy trình và kết quả đạt được.

3.1. Quy trình chiết lỏng lỏng tách xeri

Quy trình chiết lỏng-lỏng tách xeri sử dụng dung môi hữu cơ để tách xeri từ dung dịch hòa tách. Các yếu tố như nồng độ dung môi, nhiệt độ và thời gian chiết được tối ưu hóa để đạt được hiệu suất cao nhất.

3.2. Tinh chế lantan và praseođim

Quá trình tinh chế lantan và praseođim cũng được thực hiện bằng phương pháp chiết lỏng-lỏng. Nghiên cứu này sẽ trình bày các điều kiện tối ưu để đạt được độ tinh khiết cao cho các nguyên tố này.

IV. Ứng dụng thực tiễn của nguyên tố đất hiếm sau tách chiết

Các nguyên tố đất hiếm sau khi được tách chiết có nhiều ứng dụng trong công nghiệp. Xeri và lantan, ví dụ, được sử dụng trong sản xuất nam châm vĩnh cửu, pin lithium và các thiết bị điện tử. Việc phát triển công nghệ tách chiết hiệu quả sẽ góp phần nâng cao giá trị kinh tế của đất hiếm tại Việt Nam.

4.1. Ứng dụng trong công nghiệp điện tử

Nguyên tố xeri được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các thiết bị điện tử như màn hình LCD và LED. Việc tách chiết hiệu quả sẽ giúp cung cấp nguyên liệu cho ngành công nghiệp này.

4.2. Ứng dụng trong năng lượng tái tạo

Lantan và praseođim có vai trò quan trọng trong sản xuất pin năng lượng mặt trời và các thiết bị lưu trữ năng lượng. Nghiên cứu này sẽ giúp cung cấp nguồn nguyên liệu cho ngành năng lượng tái tạo tại Việt Nam.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu tách riêng rẽ xeri, lantan, praseođim, neođim từ tinh quặng đất hiếm Đông Pao đã chỉ ra nhiều tiềm năng và thách thức. Việc áp dụng các công nghệ tách chiết hiện đại sẽ giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm. Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu để hoàn thiện quy trình và mở rộng ứng dụng của các nguyên tố đất hiếm.

5.1. Định hướng nghiên cứu tiếp theo

Cần nghiên cứu thêm về các phương pháp tách chiết mới và tối ưu hóa quy trình hiện tại để nâng cao hiệu suất và giảm chi phí sản xuất.

5.2. Tầm quan trọng của việc phát triển công nghệ chế biến đất hiếm

Phát triển công nghệ chế biến đất hiếm không chỉ giúp nâng cao giá trị kinh tế mà còn góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp tại Việt Nam.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam sở hữu nguồn tài nguyên đất hiếm phong phú với tổng trữ lượng tiềm năng dự báo đạt khoảng 20 triệu tấn, trong đó quặng basnezit phân bố tại các mỏ Đông Pao, Bắc Nậm Xe và Nam Nậm Xe thuộc tỉnh Lai Châu chiếm tỷ trọng áp đảo lên tới 98%. Riêng thân quặng tại mỏ Đông Pao đã được thăm dò với trữ lượng xác thực đạt 984.000 tấn tổng oxit đất hiếm. Tinh quặng basnezit Đông Pao có hàm lượng tổng oxit đất hiếm dao động từ 33% đến 34%, trong đó nhóm nguyên tố đất hiếm nhẹ chiếm hơn 97% tổng lượng oxit, bao gồm các thành phần chủ đạo: xeri oxit chiếm 44,4% - 48,43%, lantan oxit chiếm 35,47% - 41,8%, neođim oxit chiếm 6,8% - 10,4% và praseođim oxit chiếm 3,29% - 4,2%.

Vấn đề nghiên cứu then chốt đặt ra là công nghệ tuyển và chế biến truyền thống trong nước còn nhiều hạn chế, tiêu tốn nhiều hóa chất và chưa tách riêng được từng nguyên tố có giá trị kinh tế cao để phục vụ cho các ngành công nghiệp mũi nhọn như sản xuất nam châm vĩnh cửu, xúc tác lọc hóa dầu hay vật liệu quang học. Mục tiêu cụ thể của luận văn là nghiên cứu xác lập cơ sở khoa học và các thông số kỹ thuật tối ưu cho toàn bộ quy trình: phân hủy tinh quặng Đông Pao bằng phương pháp nung oxy hóa, hòa tách axit sunfuric, tách trực tiếp xeri ở mức oxy hóa +4 và ứng dụng kỹ thuật chiết lỏng - lỏng bằng các dung môi hữu cơ chuyên dụng để tinh chế riêng rẽ xeri, lantan, neođim và praseođim. Nghiên cứu được thực hiện tại Viện Công nghệ Xạ Hiếm trong giai đoạn nghiên cứu hoàn thiện công nghệ chế biến sâu khoáng sản. Ý nghĩa thực tiễn của công trình thể hiện qua việc nâng hiệu suất thu hồi tổng đất hiếm lên trên 85%, độ tinh khiết của các oxit riêng rẽ đạt từ 99,0% đến trên 99,5%, đồng thời tiết giảm khoảng 30% chi phí sản xuất so với các dây chuyền cổ điển.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn vận dụng lý thuyết hóa học phối trí của dãy lantanit kết hợp với quy luật nén lantanit, giải thích sự biến thiên bán kính ion từ La3+ (1,061 Å) đến Lu3+ (0,848 Å) và sự khác biệt nổi bật của Ce4+ (0,940 Å). Cấu hình điện tử đặc thù của phân lớp 4f quyết định khả năng tạo phức với các phối tử vô cơ và hữu cơ.

Nghiên cứu ứng dụng lý thuyết cân bằng chiết lỏng - lỏng và mô hình tính toán tĩnh của hệ chiết phân đoạn đa cấu tử do Từ Quang Hiến phát triển. Mô hình này kết hợp cùng phương pháp đồ thị McCabe - Thiele nhằm xác định chính xác số bậc chiết và số bậc rửa lý thuyết trong hệ thống chiết ngược dòng.

Ba khái niệm học thuật then chốt xuyên suốt đề tài bao gồm:

• Hệ số phân bố (D): tỷ số giữa nồng độ chất tan cân bằng trong pha hữu cơ và pha nước.
• Hệ số tách (β): tỷ số hệ số phân bố giữa hai nguyên tố cần phân chia, thể hiện mức độ dễ dàng của quá trình tách.
• Hiệu ứng muối đẩy: hiện tượng bổ sung các muối nitrat hoặc clorua không bị chiết vào pha nước để làm tăng hoạt độ của ion đất hiếm, nâng cao hiệu suất phân chia.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu thực nghiệm được thu thập từ mẫu tinh quặng basnezit Đông Pao nguyên khai đạt hàm lượng 33,5% tổng oxit đất hiếm. Cỡ mẫu nghiên cứu được chuẩn bị qua hơn 50 mẻ thí nghiệm gián đoạn và chuỗi vận hành liên tục 8 bậc trên hệ phễu chiết ngược dòng. Phương pháp lấy mẫu tuân thủ nghiêm ngặt kỹ thuật rút gọn mẫu cơ học và nghiền mịn đến kích thước hạt dưới 300 mesh nhằm tối đa hóa diện tích tiếp xúc pha.

Lý do lựa chọn phương pháp phân tích quang phổ phát xạ nguyên tử cảm ứng plasma (ICP-AES trên thiết bị YJ-36s) và phương pháp đo quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS 160A là do tính nhạy bén, khả năng định lượng đồng thời nhiều nguyên tố đất hiếm ở dải hàm lượng vết với độ chính xác cao. Cấu trúc khoáng vật được nhận dạng bằng phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) trên máy Bruker D5005. Hàm lượng Ce4+ được kiểm chuẩn bằng phương pháp chuẩn độ oxy hóa - khử với muối Mohr và chỉ thị feroin, nồng độ tổng đất hiếm hóa trị III được xác định bằng phương pháp chuẩn độ complexon với EDTA và chỉ thị xylen da cam. Toàn bộ timeline thực nghiệm và phân tích dữ liệu được hoàn thành đồng bộ trong thời gian 24 tháng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình nung oxy hóa tinh quặng basnezit ở 500°C và hòa tách bằng axit H2SO4 ở nhiệt độ 50 - 70°C đạt hiệu suất hòa tách đất hiếm trên 92%, chuyển hóa phần lớn Ce3+ thành Ce4+ mà không phát sinh khí HF độc hại ra môi trường.

Tách trực tiếp xeri bằng phương pháp kết tủa sunfat kép đạt độ tinh khiết sản phẩm sơ cấp từ 88% đến 90%. Tiếp đó, quá trình tinh chế Ce4+ bằng tác nhân chiết PC88A nồng độ 0,5 M trong môi trường axit HNO3 2 M đã nâng độ tinh khiết của CeO2 lên trên 99,5%, với hiệu suất chiết một bậc đạt 95,2%.

Hệ chiết lantan bằng axit naphthenic 22% thể tích xà phòng hóa amoni trong môi trường HCl (pH cân bằng 4,5 - 5,0) đạt hệ số tách lantan so với tổng đất hiếm còn lại trên 1,50. Tinh chế lantan từ tổng đất hiếm Đông Pao cho sản phẩm La2O3 đạt độ tinh khiết 99,0%.

Phân chia cặp neođim và praseođim bằng dung môi Aliquat 336 nồng độ 25% trong môi trường muối đẩy NH4NO3 1 M - 2 M đạt hệ số tách β giữa Pr và Nd từ 1,59 đến 4,00. Thí nghiệm chiết ngược dòng 8 bậc với 20 chu kỳ nạp liệu liên tục đã phân tách hoàn toàn hai cấu tử ở hai đầu dòng ra.

Thảo luận kết quả

Hiệu quả tách Ce4+ vượt trội bằng PC88A bắt nguồn từ sự chênh lệch đáng kể về mật độ điện tích và bán kính ion giữa Ce4+ (0,940 Å) so với các cation đất hiếm hóa trị III (khoảng 0,995 - 1,061 Å), khiến hằng số tạo phức của Ce4+ với gốc photphonic cao hơn hàng trăm lần. Trong môi trường sunfat, việc bổ sung ion SO42- làm giảm nhẹ mức độ chiết do cạnh tranh tạo phức âm, nhưng trong môi trường HNO3 2 M, phản ứng chiết diễn ra theo cơ chế trao đổi cation kết hợp solvat hóa với hiệu suất tối đa.

So sánh với quy trình hòa tách axit đặc nhiệt độ cao của Baotou (Trung Quốc), công nghệ nung oxy hóa nhiệt độ thấp của đề tài giảm thiểu hơn 80% nguy cơ ăn mòn thiết bị và giảm 30% giá thành hóa chất xử lý nước thải. Sự xuất hiện của 18% octanol hoặc 3% iso-decanol trong pha hữu cơ đóng vai trò chất biến tính, loại bỏ hoàn toàn hiện tượng tạo pha thứ ba và tăng tốc độ phân ly pha lỏng - lỏng từ 45 giây xuống dưới 15 giây.

Dữ liệu phân bố nồng độ các nguyên tố qua từng bậc chiết được biểu diễn chi tiết qua biểu đồ đường cong đẳng nhiệt chiết và đồ thị phân bố nồng độ dạng phân đoạn, phản ánh trạng thái cân bằng ổn định sau 20 chu kỳ nạp liệu mà không ghi nhận bất kỳ hiện tượng tích tụ tạp chất cục bộ.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, chuẩn hóa dây chuyền nung oxy hóa và hòa tách axit sunfuric quy mô pilot 500 kg tinh quặng/mẻ. Mục tiêu nâng hiệu suất hòa tách đạt mốc 95% và kiểm soát lượng khí phát thải dưới ngưỡng quy chuẩn môi trường trước quý II năm 2027, do Ban Quản lý Dự án Công nghệ Xạ Hiếm phối hợp cùng các đơn vị luyện kim triển khai.

Thứ hai, thiết kế và chế tạo hệ thống thiết bị chiết ngược dòng liên tục kiểu hộp khuấy lắng (mixer-settler) với quy mô 24 bậc chiết - rửa. Mục tiêu tăng hiệu suất thu hồi sản phẩm CeO2 và La2O3 độ sạch 99,9% lên mức trên 92% trong giai đoạn 2026 - 2028, do nhóm kỹ sư công nghệ hóa chất và cơ khí chế tạo đảm nhiệm.

Thứ ba, tối ưu hóa quá trình tái sinh và tuần hoàn dung môi chiết Aliquat 336 cùng axit naphthenic nhằm đạt tỷ lệ thu hồi dung môi trên 95%. Mục tiêu giảm mức tiêu hao dung môi xuống dưới 2 kg/tấn oxit thành phẩm trước năm 2027, do các kỹ sư vận hành nhà máy thực hiện.

Thứ tư, xây dựng bộ tiêu chuẩn kỹ thuật cơ sở cho các sản phẩm oxit đất hiếm đơn lẻ độ sạch cao (CeO2, La2O3, Nd2O3, Pr6O11) phục vụ xuất khẩu. Mục tiêu hoàn thiện chứng nhận quản lý chất lượng ISO 17025 trong vòng 18 tháng tới, do các viện nghiên cứu chuyên ngành và cơ quan đo lường chất lượng chủ trì.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Kỹ sư công nghệ hóa học và luyện kim màu: Nắm bắt các thông số vận hành thực tế về tỷ lệ pha, nồng độ dung môi và thời gian phân ly pha để ứng dụng trực tiếp vào thiết kế xưởng chiết lỏng - lỏng công nghiệp.

Các nhà khoa học và giảng viên chuyên ngành Hóa học Vô cơ, Hóa phân tích: Sử dụng tài liệu làm dẫn chứng chuyên sâu về cơ chế phản ứng tạo phức của dãy lantanit, các kỹ thuật phân tích ICP-AES, quang phổ hấp thụ và tính toán cân bằng chiết phân đoạn.

Ban lãnh đạo và chuyên viên phát triển dự án tại các doanh nghiệp khai khoáng: Đánh giá tính khả thi kinh tế - kỹ thuật của mỏ đất hiếm Đông Pao, hoạch định chiến lược đầu tư công nghệ chế biến sâu nhằm gia tăng biên lợi nhuận lên 30% so với xuất khẩu tinh quặng thô.

Học viên cao học và nghiên cứu sinh ngành Kỹ thuật Vật liệu: Tiếp cận phương pháp luận nghiên cứu thực nghiệm chuẩn mực, kỹ thuật xử lý số liệu chiết đa bậc và mô hình toán học giải bài toán tách các nguyên tố có tính chất tương đồng.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao xeri luôn được ưu tiên tách đầu tiên trong các quy trình xử lý đất hiếm? Xeri chiếm tỷ lệ cao nhất trong tinh quặng Đông Pao với hàm lượng khoảng 44% - 48%. Điểm đặc biệt là ion xeri dễ dàng chuyển từ hóa trị ba sang hóa trị bốn có bán kính ion 0,940 Å, rất khác biệt so với các ion đất hiếm hóa trị ba khác. Tách triệt để xeri ở giai đoạn đầu giúp giảm gần 50% khối lượng nguyên liệu cần xử lý ở các công đoạn chiết phức tạp tiếp theo.

Tác nhân chiết PC88A có ưu thế gì vượt trội so với DEHPA khi tinh chế xeri? PC88A có độ bền hóa học cao hơn trong môi trường axit mạnh và ít bị thoái hóa khi tiếp xúc với các chất oxy hóa mạnh như Ce4+. Dung môi PC88A 0,5 M trong dầu hỏa pha loãng cho hệ số phân bố Ce4+ cao, tốc độ giải chiết nhanh và hạn chế tối đa nguy cơ nhũ hóa pha hữu cơ, giúp sản phẩm CeO2 dễ dàng đạt độ tinh khiết trên 99,5%.

Vai trò của rượu octanol và iso-decanol trong dung môi chiết là gì? Các hợp chất rượu mạch dài đóng vai trò là chất biến tính hữu cơ với tỷ lệ phối trộn từ 3% đến 18% thể tích. Chúng làm giảm sức căng bề mặt, ngăn ngừa sự tạo thành pha thứ ba không tan, hạ thấp độ nhớt của hệ dung môi amoni naphthenat hoặc Aliquat 336 và rút ngắn thời gian phân pha xuống dưới 15 giây.

Lý do cặp nguyên tố praseođim và neođim rất khó tách riêng rẽ trong thực tế? Hai nguyên tố này có số thứ tự liền kề (59 và 60), bán kính ion xấp xỉ nhau (1,013 Å và 0,995 Å) và đều tồn tại ở mức oxy hóa +3 bền vững. Luận văn đã giải quyết khó khăn này bằng cách sử dụng Aliquat 336 kết hợp muối đẩy NH4NO3 1 M, tạo phức anion khác biệt và nâng hệ số tách β lên mức 1,59 - 4,00.

Phương pháp nung oxy hóa hòa tách axit sunfuric có thân thiện với môi trường không? Quy trình nung ở 500°C và hòa tách bằng H2SO4 loãng ở nhiệt độ 50 - 70°C giúp giữ flo lại trong bã thải dưới dạng liên kết không tan hoặc thu hồi triệt để, hạn chế tối đa việc phát thải khí HF và SO2 độc hại so với công nghệ nung axit đặc cổ điển, giảm hơn 80% khí độc thoát ra môi trường.

Kết luận

• Luận văn đã xây dựng thành công quy trình công nghệ tích hợp khép kín xử lý tinh quặng basnezit Đông Pao từ khâu nung oxy hóa đến tinh chế từng nguyên tố riêng rẽ.
• Tách triệt để xeri đạt độ tinh khiết CeO2 trên 99,5% bằng phương pháp kết tủa sunfat kép kết hợp chiết lỏng - lỏng với tác nhân PC88A 0,5 M.
• Tinh chế lantan đạt sản phẩm La2O3 độ tinh khiết 99,0% bằng hệ dung môi amoni naphthenat 22% trong môi trường HCl.
• Phân chia thành công cặp đi-đim thu được các phân đoạn giàu neođim và praseođim nhờ dung môi Aliquat 336 qua hệ thống chiết ngược dòng 8 bậc.
• Đề xuất lộ trình công nghệ giúp giảm 30% chi phí sản xuất và nâng cao hiệu quả bảo vệ môi trường trong chế biến sâu đất hiếm tại Việt Nam.

Kế hoạch trong 12 đến 24 tháng tới là hoàn thiện thiết kế module chiết tự động quy mô bán công nghiệp 50 kg/ngày để sẵn sàng chuyển giao công nghệ cho các cơ sở tuyển khoáng tại Lai Châu. Quý độc giả và các đơn vị quan tâm hãy liên hệ trực tiếp với nhóm nghiên cứu hoặc tra cứu toàn văn luận văn tại cơ sở dữ liệu học thuật quốc gia để hợp tác phát triển công nghệ!

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Ở Việt Nam, trữ lượng đất hiếm nằm ở dạng khoáng chất basnezit chiếm tỉ trọng rất lớn (~98%) trong tổng trữ lượng đất hiếm, thuộc các mỏ Đông Pao, Bắc Nậm Xe, Nam Nậm Xe và đã có thăm dò địa chất. Một số thân quặng đã được thăm dò khai thác khá chi tiết [26]. Đây là nguồn đất hiếm cần được khai thác và chế biến phục vụ cho công nghiệp trong nước và xuất khẩu. Công nghệ chế biến đất hiếm trên thế giới, đặc biệt ở Trung Quốc, phát triển rất nhanh chóng trong những năm gần đây.

Hiện nay, Trung Quốc đã trở thành nước cung cấp đất hiếm lớn nhất thế giới. Các phương pháp nung sunfat hoá thế hệ thứ nhất, thứ hai và thứ ba nhằm sản xuất clorua đất hiếm đã được nghiên cứu và áp dụng vào thực tế sản xuất [66, 67, 108]. Một trong các hướng đã và đang nghiên cứu trong công nghệ đất hiếm hiện nay là sự kết hợp các giai đoạn trong công nghệ phân huỷ, hoà tách và loại tạp chất nhằm sản xuất đất hiếm clorua có chất lượng cao và giá thành rẻ. Phương pháp chiết lỏng-lỏng bằng dung môi hữu cơ đã và đang được sử dụng trực tiếp vào giai đoạn ngay sau quá trình hoà tách nhằm giảm số công đoạn, giảm chi phí và giảm giá thành sản xuất clorua đất hiếm.

Thí dụ, Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ Quốc gia về Vật liệu Đất hiếm Trung Quốc đã đưa ra công nghệ sản xuất clorua đất hiếm trực tiếp từ dung dịch hoà tách sunphat bằng phương pháp chiết dung môi. Theo công nghệ này giá thành giảm 30% [66, 108]. Chúng tôi đánh giá rằng, công nghệ đất hiếm Trung Quốc đã có được tiến bộ vượt bậc, các sản phẩm có độ tinh khiết cao, giá thành giảm. Sản phẩm có sức cạnh tranh là nhờ những tiến bộ khoa học trong công nghệ này.

Ở Việt Nam đã có những công trình nghiên cứu chế biến quặng đất hiếm Đông Pao, nhưng công nghệ còn nhiều hạn chế [3, 13, 23, 26]. Hiện nay, rất cần có những công nghệ thích hợp, đồng bộ, có chỉ số kinh tế cạnh tranh về suất đầu tư và giá thành sản phẩm đối với đất hiếm basnezit Đông Pao. Những nghiên cứu nhằm nâng cao trình độ công nghệ, giải quyết những vấn đề liên quan đến đặc thù quặng 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] đất hiếm Việt Nam, áp dụng các tiến bộ khoa học và công nghệ đất hiếm thế giới vào đối tượng đất hiếm Việt Nam nhằm làm cơ sở cho triển khai quy mô công nghiệp đưa được sản phẩm này thành hàng hoá và ứng dụng vào thực tế [17]. Ở giai đoạn tách, tinh chế nguyên tố đất hiếm riêng rẽ, phương pháp chiết lỏng-lỏng bằng dung môi hữu cơ như DEHPA, TBP, PC88A, Aliquat 336, axit naphthenic,… là công nghệ chính hiện nay để sản xuất các sản phẩm đất hiếm có độ tinh khiết cao [31, 54].

Đặc điểm nổi bật của phương pháp chiết lỏng - lỏng bằng dung môi hữu cơ là phương pháp dễ tự động hoá, dễ triển khai sản xuất, có hiệu quả kinh tế cao [61]. Những ưu điểm này được các nhà nghiên cứu và nhà sản xuất quan tâm. Đã có nhiều công trình nghiên cứu về các đặc điểm của cơ chế chiết và khảo sát những yếu tố ảnh hưởng đến hệ chiết như nồng độ, thành phần, số bậc chiết, số bậc rửa, tỉ lệ pha,. nhằm mục đích xây dựng một quá trình chiết tối ưu và ứng dụng quy trình phân chia một cách có hiệu quả [36, 49].

Quá trình tách và làm sạch các NTĐH bằng phương pháp chiết lỏng-lỏng đã được nghiên cứu nhiều trên thế giới cũng như ở Việt Nam [1-7, 15-18, 21-26, 30, 40, 41, 87].