Қ АЗАҚСТАН Р ЕСПУБЛИКАСЫ Б ІЛІМ ЖӘНЕ Ғ ЫЛЫМ М ИНИСТРЛІГІ Қ.И.С ӘТБАЕВ АТЫНДАҒЫ Қ АЗАҚ Ұ ЛТТЫҚ Т ЕХНИКАЛЫҚ З ЕРТТЕУ У НИВЕРСИТЕТІ Химиялы қ технология кафедрасы Сирек жер элементтерінін алудың негізгі шикізат көздері. Орындаған: Ағыбай Б. Байланыс: Алматы 2016

С ИРЕК ЖЕР ЭЛЕМЕНТТЕРІ Сирек-жер элементтері – к ү міс т ү стес металдар. Празеодим ж ә не неодим ғ ана сар ғ ыш т ү сті болып келеді. Иттрийлік топ элементтеріне цезийлік топ элементтеріні ң бал қ у температуралары жо ғ ары болады. Механикалы қ құ рамы минералды қ шикізатты ң онда ғ ы м ө лшеріне, құ рамына байланысты болады. К ө бінесе азот, оттек, к ү кіртті ң м ө лшеріне байланысты. Лантаноидтар жо ғ ары активтілігімен ерекшеленеді. Олар берік оксидтер,фторидтер,нитриттер т ү зеді. Т ұ з ж ә не азот қ ыш қ ылдарында жа қ сы ериді. 200 С жо ғ ары температурада металдар ауада тез тоты ғ ады.

С ИРЕК ЖЕР ЭЛЕМЕНТТЕРІ Со ңғ ы жылдары ә лем бойынша сирек жер элементтерін т ұ тыну ө те қ ар қ ынды т ү рде арт қ ан. қ азіргі кезде сирек жер элементтері ө ндірісті ң барлы қ саласында қ олданылып келеді. Электроника, металлургия, атомды қ энергетика, электротехника, космос ж ә не ракеталы қ техника,арнайы болаттар шы ғ ару, машина жасау, құ рал-жабды қ жасау, химиялы қ, шыны ж ә не керамика ө ндірісінде қ олданылуы ар қ ылы жо ғ ары техникалы қ ө ндірісті ң дамуында ерекше р ө л ат қ арады. Со ңғ ы жылдары е ң к ө п с ұ раныс қ а ие металдар олар: неодим ж ә не диспросий.

СЖЭ- ДІ Ң СО ҢҒ Ы ЖЫЛДАРЫ Қ ОЛДАНЫЛУЫ

Ө НДІРІСТЕ Қ ОЛДАНЫЛУЫ 20 % - магнит ө ндіру 20% - болат ө ндіру 20% -катализаторлар 7%-керамика 10%-шыны ғ а қ оспа 7%-люминофорлар 10%-жылтырату материалдары 4%- бас қ а

М АГНИТ Ж Ә НЕ БОЛАТ Ө НДІРІСІ Барлы қ СЖЭ-і оттекті, азотты, к ү кіртті, фосфорлы қ осылыстармен жа қ сы ә рекеттесетіндіктен металл құ ймалары мен бал қ ымаларында кездеседі. Құ ймаларда олар эффективті десульфуризатор ретінде қ олданылады. СЖЭ бал қ ыма құ рамында 5% дейін бола алады. Не ғұ рлым к ө п болса бал қ ыма со ғұ рлым берік болады деген с ө з. Құ рамында церийі бар темір құ ймалары (пирофорналар) кремнийі бар отты қ тар дайындауда ке ң інен қ олданылады. Т ү сті металургияда СЖЭ металлотермиялы қ реакцияларда тоты қ сыздандар ғ ыш ретінде пайдаланады.

К ЕРАМИКА Ж Ә НЕ ШЫНЫ ЖАСАУДА Қ ОЛДАНЫЛУЫ Шыны ж ә не керамика ө ндірісінде СЖЭ-і шыныны бояуда ж ә не қ ор ғ аныш шынылар ө ндіруде қ олданылады. (СеО2- сары т ү ске, Nd2О3- қ ызыл т ү ске, Pd2О3 – жасыл т ү ске ж ә не т.б.) Nd – ді к ү ннен келетін ультрак ү лгін с ә улелерден қ ор ғ ану ү шін, Nd + Рr + Се бал қ ытып біріктіру к ұ рыл ғ ыларын ө ндіру ү шін қ олданылады.т ұ рмысты ң барлы қ салаларында қ олданылатын айна ө ндіруде,оптикалы қ айна ж ә не линзалар ө ндірісінде кино т ү сіруге арнал ғ ан құ рыл ғ ылар ө ндірісінде ке ң інен қ олданылады.

А ТОМДЫ Қ ТЕХНИКАДА Қ ОЛДАНЫЛУЫ Сирек жер элементтеріні ң оксидтері атомды қ қ оз ғ алт қ ыш ж ә не ядролы қ реактор ө ндіруде қ олданылады. Б ұ ларды ө ндіруде Европий тиімді болып есептелінеді. Себебі европийді ң нейтрондарды ж ұ татын бес изотопы бар. Құ рамында 35 % Dy ж ә не 40 % Рb бар жо ғ арыэффективті құ ралдарды радиациядан қ ор ғ ану ма қ сатында ө ндіреді. Қ аза қ станда шы ғ ыс айма қ тарда ғ ы сирек жер элементтерін игеру ма қ сатында Жапония елімен біріктіріліп құ рыл ғ ан СП «Sareco» компаниясы ж ұ мыс жасайды.

Б АС Қ А САЛАЛАРДА Қ ОЛДАНЫЛУЫ Т ү рлі-т ү сті телевидения ө ндіруде т ү стерді тарататын люминофорлар ретінде, рентгендік аспаптарда аз коффициентті диэлектрик ретінде, химиялы қ ж ә не же ң іл ө нерк ә сіпте аммиак ө ндірісінде катализатор ретінде,аналитикалы қ химияда реагенттер ө ндіріснде, лактар,бояулар ө ндірісінде ке ң інен қ олданылады. Ауыл шаруашылы ғ ында сирек жер элементтеріні ң қ осылыстары зиянкестермен к ү ресу жолдарында инсектофунгицид ө ндіруде қ олданылады.

Ж ЕР БЕТІНДЕ КЕЗДЕСУІ СЖЭ- ң і ң жер бетіндегі жалпы қ оры біршама.оларды ң жалпы қ оры 0,15-0,16%. В, Сu, Со, Zn и Ni металдары қ орынан ед ә уір к ө п. Металдар фосфор кендерінде,те ң із суларында, ө сімдіктерде, тасты к ө мірлерде тіпті к ү нні ң құ рамында да кездеседі.

СЖЭ ТАРАЛУЫ Сирек жер элементтеріні ң ішінде е ң ке ң тара ғ аны Y ж ә не Се. Е ң к ө бірек тара ғ андары La, Ce,Nd, к ө бірек тара ғ андары Pr, Sm, Gd, Dy, Er ж ә не Yb, аз тара ғ андары Eu, Tb, Ho, Tm ж ә не Lu болып есептелінеді. Қ азіргі та ң да б ұ л металдарды ө ндіру ү шін қ олданылатын 200 жуы қ минералдар белгілі. Ln2 О3 оксиді 80 жуы қ минералдарда кездеседі. Химиялы қ жа ғ ынан сирек-жер элементтеріні ң минералы фосфаттарды ң, фторидтерді ң,силикаттарды ң құ рамында к ө п кездеседі.

СЖЭ БАСТЫ МИНЕРАЛДАРЫ СЖЭ өндірудегі ең басты минералдар бастнезит, монацит, лопарит және ионды-абсорбционды топырақты қабаттар болып есептелінеді. Бірақ бұл минералдар әлемде санаулы қазба орындарында кездеседі. Сондықтан осы минералдары бар кен орындары аса бай болып есептелінеді. Қытай кен орындары бастнезит минералдарының аса бай кен орындары болып есептелінеді. Және де дәл осы кен орындары арқылы Қытай СЖЭ өндіретін алып өндірістік державаға айналып отыр. Моноцидті кен орындары Австралия, Бразилия, Ү ндістан ж ә не Малайзияда к ө птеп кездеседі.

Ө ндірістік ма ң ызы бар СЖЭ минералдары ЛопаритКсенотим Апатит Моноцит Бастнезит

Ө ндірістік ма ң ызы бар минералдар Бастнезит (Се, La....) СО3F- фторокарбонаттар ғ а жатады. құ рамында (%): 40 Се2О3; 36(La,Nd....)2О3; 20 СО, 8 F. Бастнезиттен бас қ а құ рылысы осы ғ ан ұқ сас 10 жуы қ минералдар бар. Монацит (Се, La...Th)РО % жуы қ Ln, 20 % жуы қ (La Nd)2О3, 12 % дейін 5Y2О3, 7 % дейін Р2О5,0,1 - 0,3 жуы қ U болаы. Радиоактивті. Ксенотим YPO4- теориялы қ т ү рде 62,13 % Y2O3 ж ә не қ ал ғ аны лантаноидтарды ң қ оспасы т ү рінде болады. Апатит Са5(РО4)3(F,Cl)- орта есеппен 0,4 - 1,0 % Ln2O3 құ рамында болады. Лопарит (Се, Nd, Са) (ТI, Nb)O % Ln2O3, % ТiО2,9 -11% Nb2O5,0,8% Та2О5 т ү рінде химиялы қ құ рамы болады.

СЖЭ МИНЕРАЛДАРЫ Паризит Са (Се, La...)2 (СО3)3F2, құ рамында 53-64,5 % РЗ2О3, от следов до 8 %Y; Эвксенит (Y, Се, Са...) ( Тi, Nb, Ta)2О6, құ рамында 18,2-27,7 % (Y, Еr...)2 О3,), 2- 4,3 % (Се, Lа...)2О3, % ТiО2,, 4,3- 41,4 %, Nb2О5, 1,3-23 % Та2О5;

Қ аза қ стан СЖЭ-ні ң минералды қ оры бойынша ә лемде алды ңғ ы орындарды алады. Т ө менгі кестеде Қ аза қ стан аума ғ ында СЖЭ таралуы к ө рсетілген.

Қ АЗА Қ СТАНДА Ғ Ы СЖЭ Қ аза қ стан аума ғ ында ғ ы к өң іл аудара кететін кен орны – Шы ғ ыс Қ аза қ стан облысында орналас қ ан Жо ғ ар ғ ы еспе. М ұ нда СЖЭ кендері екі типті т ү рде кездееді. Бірі- сілтілі т ү рдегі миниралда граниттер, екіншісі- фениттегі метасоматикалы қ ө згерістер болатын минералдар. Біра қ та ә ліде Жо ғ ар ғ ы еспеге геологиялы қ зерттеу ж ұ мыстарды ж ү ргізуді кажет етеді.

Т ӨМЕНГІ КЕСТЕДЕ ӘР ТҮРЛІ МИНЕРАЛДАР ҚҰРАМЫНДАҒЫ СЖЭ МӨЛШЕРІ КӨРСЕТІЛГЕН СырьеСодержание в руде, % Группа ИттрийЛегкая (La, Ce, Pr, Nd) Средняя (Sm, Eu, Gd) Тяжелая (Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) Апатит (Кольский)0,654,687,34,43,7 Фосфорит (Каратау)0,3136,837,513,212,5 Вольфрамит (Караоба) 0,15815,362,12,220,4 Черчит (Кундыбай)0,20 (среднее) 50,210,711,327,8 Ильменит (Шокаш)0,983,295,30,70,8 Рутил-циркон (Шокаш) 0,9219,088,50,91,6 Урановая руда (Восток) 0,01638,651,86,92,7

«Шо қ аш» кенорныны ң шикізаты (рутил- цирконийді ж ә не ильменитті концентраттар) бойында сирек-жер элементтеріні ң м ө лшері е ң бай минерал болып саналады. Онда ғ ы СЖЭ- ні ң м ө лшері 0,92-0,98%. Шикізатта сирек жер элементтері фосфаттар ж ә не радиоактивті монацит т ү рінде кездеседі. «Каратау» фосфаритті концентрат кенорнындарында орналас қ ан «Минералды ты ң айт қ ыштар заводында» пайда болатын фасфорит кендеріндегі СЖЭ м ө лшері 0,2- 0,3%-ны құ райды. Шикізатты қ кенорындар комплекстік ө ндіріс т ү рінде дамыма ғ аннан со ң сирек жер элементтерін ө ндіруде е ң тиімді ж ә не қ ол жетімді шикізат фасфорит болып есептелінеді.

Ф ОСФОГИПС НЕГІЗГІ ШИКІЗАТ К Ө ЗІ Қ азіргі кезде Қ аза қ станда перспективті т ү рдегі шикізат к ө зі фосфогипс болып есептелінеді. «Казфосфат» минералды ты ң айт қ ыштар ө ндіру зауытында жылына 11 млн тонна ғ а дейін фосфогипс қ алды қ т ү рінде шы ғ арылады. Б ұ л деген СЖЭ ө ндіруге таптырмас шикізат. Б ұ л т ә сілді ң тиімділігі ө нерк ә сіптік қ алды қ тарды екіншілік шикізат ретінде қ олданылуы.д ә л осы қ алды қ ты өң дегенде СЖЭ жо ғ ар ғ ы концентратты шикізаты алынады. Қ аза қ станда шикізатты қ алды қ тарды өң деу ә лі де д ұ рыс жол ғ а қ ойылма ғ ан, сол ма қ сатта тек «Казфосфат» ұ жымы ғ ана емес Қ аз Ұ ТЗУ ж ә не т.б инситуттар ғ ылыми ж ұ мыстар ж ү ргізу ү стінде.

Ф ОСФОГИПС Қ АЛДЫ Қ ТАРЫ

Қ ОРЫТЫНДЫ Сирек жер элементтеріні ң ө ндірісін қ ар қ ынды дамыту- б ұ л болаша ққ а жаса ғ ан ү лкен қ адам. Ө ндірісті ң осы саласы ар қ ылы экономиканы ны ғ айту ғ а болатынды ғ ы бас қ а елдерді ң т ә жірибесі ар қ алы д ә лелденген. Сонды қ танда ө ндірісті ң б ұ л саласына ү кімет тарапынан қ олдау қ ажет.

Н АЗАРЛАРЫ Ң ЫЗ Ғ А РАХМЕТ !!!