การใช้ประโยชน์หลักของโลหะหายาก

ตอนนี้,แร่ธาตุหายากธาตุต่างๆ ถูกใช้ส่วนใหญ่ในสองพื้นที่หลัก ได้แก่ แบบดั้งเดิมและเทคโนโลยีขั้นสูง ในการใช้งานแบบดั้งเดิม เนื่องจากโลหะหายากมีกิจกรรมสูง จึงสามารถแยกโลหะอื่นๆ ออกได้ และใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมโลหะวิทยา การเติมออกไซด์ของโลหะหายากลงในเหล็กหลอมสามารถขจัดสิ่งเจือปน เช่น สารหนู แอนติโมนี บิสมัท เป็นต้น เหล็กกล้าอัลลอยด์ที่มีความแข็งแรงสูงและต่ำซึ่งทำจากออกไซด์ของโลหะหายากสามารถใช้ในการผลิตชิ้นส่วนยานยนต์ และสามารถกดเป็นแผ่นเหล็กและท่อเหล็ก ซึ่งใช้สำหรับการผลิตท่อส่งน้ำมันและก๊าซ

ธาตุหายากมีฤทธิ์เร่งปฏิกิริยาที่เหนือกว่าและถูกใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาการแตกร้าวของปิโตรเลียมในอุตสาหกรรมปิโตรเลียมเพื่อปรับปรุงผลผลิตของน้ำมันเบา ธาตุหายากยังใช้เป็นตัวฟอกเร่งปฏิกิริยาสำหรับไอเสียรถยนต์ เครื่องเป่าสี ตัวทำให้พลาสติกมีความร้อนคงที่ และในการผลิตผลิตภัณฑ์เคมี เช่น ยางสังเคราะห์ ขนสัตว์เทียม และไนลอน ธาตุหายากใช้ในอุตสาหกรรมแก้วและเซรามิกเพื่อการทำให้แก้วใส ขัดเงา ย้อม ฟอกสี และเม็ดสีเซรามิก โดยธาตุหายากถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมแก้วและเซรามิกเป็นครั้งแรกในประเทศจีนในฐานะธาตุรองในปุ๋ยผสมหลายชนิด เพื่อส่งเสริมการผลิตทางการเกษตร ในการใช้งานแบบดั้งเดิม ธาตุหายากกลุ่มซีเรียมถูกนำไปใช้เป็นส่วนใหญ่ โดยคิดเป็นประมาณ 90% ของการบริโภคธาตุหายากทั้งหมด

ในการใช้งานด้านเทคโนโลยีขั้นสูง เนื่องมาจากโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์พิเศษของแร่ธาตุหายาก,การเปลี่ยนผ่านทางอิเล็กทรอนิกส์ระดับพลังงานต่างๆ ของพวกมันสร้างสเปกตรัมพิเศษ ออกไซด์ของอิตเทรียม เทอร์เบียม และยูโรเพียมมีการใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นสารเรืองแสงสีแดงในโทรทัศน์สี ระบบแสดงผลต่างๆ และในการผลิตผงหลอดฟลูออเรสเซนต์สามสีหลัก การใช้คุณสมบัติแม่เหล็กพิเศษของแรร์เอิร์ธในการผลิตแม่เหล็กถาวรชนิดต่างๆ เช่น แม่เหล็กถาวรซาแมเรียมโคบอลต์และแม่เหล็กถาวรนีโอดิเมียมเหล็กโบรอน มีแนวโน้มการใช้งานที่กว้างขวางในสาขาเทคโนโลยีขั้นสูงต่างๆ เช่น มอเตอร์ไฟฟ้า อุปกรณ์ถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านิวเคลียร์ รถไฟแม่เหล็ก และอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ แก้วแลนทานัมใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นวัสดุสำหรับเลนส์ เลนส์ และเส้นใยแก้วนำแสงต่างๆ แก้วซีเรียมใช้เป็นวัสดุที่ทนต่อรังสี แก้วนีโอดิเมียมและผลึกสารประกอบแรร์เอิร์ธของอิตเทรียมอะลูมิเนียมการ์เนตเป็นวัสดุออโรร่าที่สำคัญ

ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ เซรามิกต่างๆ ที่มีการเติมนีโอไดเมียมออกไซด์ แลนทานัมออกไซด์ และอิตเทรียมออกไซด์ ใช้เป็นวัสดุตัวเก็บประจุต่างๆ โลหะหายากใช้ในการผลิตแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ที่ทำจากนิกเกิล-ไฮโดรเจน ในอุตสาหกรรมพลังงานปรมาณู อิตเทรียมออกไซด์ใช้ในการผลิตแท่งควบคุมสำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ โลหะผสมที่ทนทานต่อความร้อนน้ำหนักเบาที่ทำจากธาตุหายากของกลุ่มซีเรียม อะลูมิเนียม และแมกนีเซียมใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศเพื่อผลิตชิ้นส่วนสำหรับเครื่องบิน ยานอวกาศ ขีปนาวุธ จรวด เป็นต้น โลหะหายากยังใช้ในวัสดุตัวนำยิ่งยวดและแมกนีโตสตริกทีฟ แต่ด้านนี้ยังอยู่ในขั้นวิจัยและพัฒนา

มาตรฐานคุณภาพสำหรับโลหะหายากทรัพยากรประกอบด้วยสองด้าน: ข้อกำหนดทั่วไปของอุตสาหกรรมสำหรับแหล่งแร่หายากและมาตรฐานคุณภาพสำหรับแร่หายากเข้มข้น เนื้อหาของ F, CaO, TiO2 และ TFe ในแร่ซีเรียมฟลูออโรคาร์บอนเข้มข้นจะต้องได้รับการวิเคราะห์โดยซัพพลายเออร์ แต่จะไม่ใช้เป็นพื้นฐานในการประเมิน มาตรฐานคุณภาพสำหรับแร่บาสต์เนไซต์และมอนาไซต์ผสมเข้มข้นนั้นใช้ได้กับแร่เข้มข้นที่ได้หลังจากการแยกประเภทแล้ว ปริมาณสิ่งเจือปน P และ CaO ของผลิตภัณฑ์เกรดหนึ่งให้ข้อมูลเท่านั้นและไม่ได้ใช้เป็นพื้นฐานในการประเมิน แร่มอนาไซต์เข้มข้นหมายถึงแร่ทรายเข้มข้นหลังจากการแยกประเภทแล้ว แร่ฟอสฟอรัสอิตเทรียมเข้มข้นยังหมายถึงแร่เข้มข้นที่ได้จากการแยกประเภทแร่ทรายอีกด้วย

การพัฒนาและการปกป้องแร่หายากขั้นต้นเกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีการกู้คืนแร่ การแยกด้วยแรงโน้มถ่วง การแยกด้วยแม่เหล็ก และการแยกแร่แบบผสมผสานล้วนถูกนำมาใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของแร่ธาตุหายาก ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อการรีไซเคิล ได้แก่ ประเภทและสถานะการเกิดขึ้นของธาตุหายาก โครงสร้าง ลักษณะโครงสร้างและการกระจายตัวของแร่ธาตุหายาก และประเภทและลักษณะของแร่กังเก จำเป็นต้องเลือกเทคนิคการแยกแร่ที่แตกต่างกันตามสถานการณ์เฉพาะ

การแยกแร่หายากโดยทั่วไปจะใช้วิธีการลอยตัว โดยมักจะเสริมด้วยแรงโน้มถ่วงและการแยกด้วยแม่เหล็ก ซึ่งก่อให้เกิดการรวมกันของแรงโน้มถ่วงลอยตัว กระบวนการแยกด้วยแม่เหล็กลอยตัว การแยกด้วยแรงโน้มถ่วงโดยแรงโน้มถ่วงนั้น การแยกด้วยแรงโน้มถ่วงโดยแรงโน้มถ่วงส่วนใหญ่จะทำโดยแรงโน้มถ่วง เสริมด้วยการแยกด้วยแม่เหล็ก การแยกด้วยแม่เหล็ก และการแยกด้วยไฟฟ้า แหล่งแร่เหล็กหายาก Baiyunebo ในมองโกเลียในประกอบด้วยแร่มอนาไซต์และแร่ซีเรียมฟลูออโรคาร์บอนเป็นหลัก แร่หายากที่มี REO 60% สามารถได้รับโดยใช้กระบวนการผสมผสานของการล้างด้วยแรงโน้มถ่วงแบบผสมการแยกด้วยแรงโน้มถ่วง แหล่งแร่หายาก Yaniuping ใน Mianning มณฑลเสฉวน ผลิตแร่ซีเรียมฟลูออโรคาร์บอนเป็นหลัก และแร่หายากที่มี REO 60% ก็สามารถได้รับโดยใช้กระบวนการแยกด้วยแรงโน้มถ่วงเช่นกัน การเลือกตัวแทนการแยกด้วยแรงโน้มถ่วงเป็นกุญแจสำคัญสู่ความสำเร็จของวิธีการแยกด้วยแรงโน้มถ่วงสำหรับการแปรรูปแร่ แร่หายากที่ผลิตโดยเหมืองแยกด้วยแรงโน้มถ่วง Nanshan Haibin ในกวางตุ้งส่วนใหญ่เป็นมอนาไซต์และอิตเทรียมฟอสเฟต สารละลายที่ได้จากการล้างน้ำที่เปิดเผยจะถูกทำให้บริสุทธิ์แบบเกลียว ตามด้วยการแยกด้วยแรงโน้มถ่วง เสริมด้วยการแยกด้วยแม่เหล็กและการทำให้ลอยตัว เพื่อให้ได้สารเข้มข้นมอนาไซต์ที่มี REO 60.62% และสารเข้มข้นฟอสโฟไรต์ที่มี Y2O5 25.35%