Extraction Kinetics of Rare Earth Elements From Ore Processing Solutions: A Brief Review

Abstract

Редкоземельные элементы являются ключевыми металлами для большинства наукоёмких технологий от нефтехимии и металлургии до зелёной энергетики и электроники. Главными трудностями, с которыми сопряжена добыча редкоземельных элементов, являются их крайне низкое содержание как в самих рудах, так и в растворах, получаемых при их переработке, а также исключительное подобие физико-химических свойств, осложняющее разделение на индивидуальные компоненты. Важным этапом при создании технологии получения редкоземельных металлов является исследование кинетики процесса, данные о которой позволяют установить механизм реакции и подобрать параметры проведения процесса — температуру, интенсивность перемешивания, pH, площадь контакта фаз — для оптимального извлечения и разделения металлов, а также для очистки экстракта от примесных компонентов. Настоящая статья посвящена обзору особенностей кинетики извлечения редкоземельных элементов из растворов переработки руд методом экстракции, выявлению кинетических параметров их разделения, а также современному аппаратурному оформлению основных перспективных установок с малообновляющейся поверхностью раздела фаз, позволяющих провести кинетические исследования. Rare earth elements are essential metals for most high-tech industries, from petrochemicals and metallurgy to green energy and electronics. The extraction and separation of rare earth elements into individual components presents severe difficulties, such as the extremely low content of these metals in both the ores and solutions obtained during ore processing, as well as the exceptional similarity of physical and chemical properties. A technology for rare earth elements production necessarily requires the kinetics study. Along with thermodynamics, obtained kinetic data allows establishing the reaction mechanism and selection of the process parameters—temperature, agitation level, pH, phase contact area—for extraction, separation and stripping. This article reviews the kinetic aspects of extraction of rare earth elements from ore processing solutions, identification of kinetic parameters of their effective separation and purification, and modern instrumentation of the main promising installations for kinetic studies with a low-renewing phase interface.