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年处理100吨高钇重稀土稀土分离厂设计【含CAD图纸、说明书】
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摘 要本次的毕业论文题目是年处理100吨高钇重稀土稀土分离厂设计，主要解说了什么是稀土、稀土元素的发现史及其丰度值、稀土元素的主要物理化学性质、稀土矿物、稀土元素的性质与应用、稀土金属的制备、我国稀土产业发展的现状。详细介绍了什么是厂址选择、厂址选择的原则、我国稀土企业在建设过程中存在的问题。根据原料配分和产品方案合理地选择了工艺流程，采用溶剂萃取法， 萃取平衡体系为环烷酸和P507-HCL体系。首先进行环烷酸提Y，然后Dy/Ho、Nd/Sm分组和Gd/Tb/Dy三出口工艺；再经过沉淀、烘干、灼烧、包装等步骤一直到产品。采用了计算机编程，辅助计算了分离工序的技术参数，之后进行了冶金计算和主要设备的选型计算，此外设计中还合理的选择了厂址，并对企业组成进行了规划。同时设计还包括了分析检察、机电维修、辅助生设产备、总图运输、三废处理、投算资核。根据设计要求绘制了工艺流程图、萃取槽的结构图、设备连接图和厂房配置图。关键词：萃取；三出口；冶金计算稀土生产ABSTRACTThe thesis entitled In process 100 tons of high-yttrium-heavy rare earth separation plant design, mainly to explain what is a rare earth, rare earth element discovery history and abundance, the main physical and chemical properties of rare earth elements, rare earth minerals the nature of the preparation and application of rare earth elements rare earth metals, the present situation, the development of rare earth industry. Details of what is site selection, site selection principle, Chinas rare earth companies in the process of building the existing problems. According to the material of partition and product solutions reasonably chosen process, solvent extraction, extraction equilibrium system of naphthenic and P507-HCL system. Firstly mention naphthenic Y, then Dy / Ho, Nd / Sm grouping and Gd / Tb / Dy three export process; then after precipitation, drying, burning, packing and other steps up to the product.Using a computer programmed to calculate the technical parameters of the secondary separation step, followed by a selection of major metallurgical computing and computing devices, in addition to the design of the site is also a reasonable choice, and the composition of a business plan. While the design also includes analysis of prosecution, electrical and mechanical maintenance, auxiliary raw set production equipment, general layout and transportation, waste treatment, nuclear capital investment count. Draw a process flow diagram, a structure diagram extraction tank, the device connection diagram and the plant configuration diagram according to design requirements.Key word :rare earth ；solvent extraction ；tri-out；目 录第一章 总论.11.1 概述.11.2 稀土的分离与检测方法.81.3建设规模和产品方案.161.4企业组成.161.5主要设计原则.17第二章 厂址选择.182.1厂址选择的概述.182.2稀土企业厂址选择的原则.182.3稀土企业厂址选择的方法.192.4稀土企业厂址选择的主要影响因素.202.5 我国稀土企业的现状.212.6 厂址选择的意义.222.7厂址论证.23第三章 冶金工艺.243.1 稀土原料及辅助材料.243.2 工艺流程.243.3工序工艺技术条件的确定.253.4计算.333.5设备选型与计算.423.6配置说明.53第四章 分析检测与机电维修.554.1检测.554.2维修.56第五章 辅助生产设备.575.1电、气的设备.575.2纯水工程.575.3 盐酸除Fe工程.585.4 土建工程.585.5 通风采暖.585.6 仪表.59第六章 总图运输.606.1 总图.606.2 运输.60第七章 三废治理.617.1 废水处理.617.2 废气处理.627.3 废渣处理.62第八章 基建投资概算.638.1 建筑工程.638.2 一次性投料问题.648.3 总投资概算.658.4 资金筹措.66第九章 经济分析. 679.1销售收入.679.2 总成本估算.679.3 税金及利润.689.4 劳动生产率.68第十章 技术经济.7010.1 综合技术指标.7010.2 生产组织及劳动定员.72参考文献.74附录.75致谢.91第一章 总 论1.1 概论1.1.1稀土元素稀土一词是历史的产物，自18世纪未以后才开始被人们陆续发现。那时，科学家们经常把不溶于水的金属氧化物称为“土”。譬如把Al2O3称为陶土，把MgO称为若土，CaO稍溶于水、溶液呈碱性，而被称为碱土。稀土是以氧化物的形态分离出来的，由于当时认为此类物质稀少，而且不易被分离提取,因此得名为稀土”。稀土元素是指镧系元素（原子序数从57到71共15个）以及与镧系元素紧密相关的两个元素钪（Sc）和钇（Y）共17种元素，镧系元素镧（La）、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。这些元素的原子价态一般是三，它们都位于元素周期表中的第B族。稀土元素中除钪与其他16种元素在共生关系和性质方面不太紧密，其余元素依据其本身的性质上的某些差异以及分离工艺的要求可分为轻、重稀土两组或轻、中、重稀土三组，其分组方法如下：如果按照分离工艺的要求，例如根据P204萃取剂分组工艺特点，可将稀土元素分为三组：（1） 轻稀土，镧、铈、镨、钕；（2） 中重稀土，钐、铕、钆；（3） 重稀土，铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇；另外有人按照稀土硫酸复盐溶解度大小将稀土元素分为三组：（1） 铈组（难溶性），镧、铈、镨、钕、钐；（2） 铽组（微溶性），铕、钆、铽、镝；（3） 钇组（可溶性），钬、铒、铥、镱、镥、钇；稀土一词英语为Rare Earth5，国际上通用R为其代号，德国用RE，法国用TR，苏联用P.3。我国规定用RE或R来代表稀土元素。1.1.2稀土元素的发现史及其丰度值稀土元素中第一个被发现的元素是钇，1789年，卡尔阿累尼乌斯在斯德哥尔摩旁边的一个小铰伊持比(Ytterby)发现了一块不同寻常的黑色矿石。1794年，芬兰化学家加多林研究了这种矿石，并从其个分离出一种新的物质，3年以后，瑞典化学家爱克伯格又证实了这一发现，发现这种新材料的名称命名为“铝土”（YH r5a）。后来人们为了纪念加多林，又称这种矿石为加多林矿，即硅铰纪矿。从1794年芬兰人加多林(J.Gadolin)分离出钇到1947年美国人马林斯基(J.A.Marinsky)等制得钷，至此，17个稀土元素在地完中全部被发现。历时150多年。其中大多数稀土元素是由欧洲的一些矿物学家、化学家以及冶金学家等发现的。由于稀土元素被人类发现较晚，开发相应用还不广泛，故被列为稀有金属。实际上，稀土元素在地壳(以厚度16km计)中的储量颇为丰富，17个稀上元素的总量在地壳中的质量分数达0.02362，其中铈组元素为0.01489钇组元素为0.0069；比常见元素铜(0.012)、锌(00051)、锡(0.0038)、铅(0.00159)、镍(0.0079)、钴(0.0029)等都多。镧、铈和钕是稀土元素中分布最广的，即使是三者中含量最少的话也达到2x10-5，与铋(Bi)为同一数量级。各个稀土元素在地壳中的丰度见表1-1。表1-1 稀土元素在地壳中的丰度原子序数元素名称元素符号相对原子质量 丰度/%占稀土总量/%21钪Sc44.965.0010-43.2639钇Y88.912.8110-318.3157镧La138.911.8310-311.9358铈Ce140.124.6110-329.3359镨Pr140.915.5310-43.660钕Nd144.242.3910-315.5861钷Pm1454.5010-21-62钐Sm150.366.4710-44.2263铕Eu151.971.4710-40.6964钆Gd157.256.3610-44.1565铽Tb158.929.1010-50.5966镝Dy162.504.4710-42.9167钬Ho164.931.1510-40.7568铒Er167.262.4710-41.6169铥Tm168.932.0010-50.1370镱Yb173.042.6610-41.7371镥Lu174.977.5010-50.46 由表1-1可看出，稀土元素的丰度随原子序数的增加而递减。就稀土元素内部来看，奇偶效应很明显，原子序数为奇数的元素，其丰度远远小于原子序数为偶数的元素。铈和钇的高丰度与原于壳壳层特殊的稳定性相符合。1.1.3 稀土元素的主要物理化学性质1.1.3.1 稀土元素的物理性质 除钕和镨略带黄色外，其余的稀土金属元素都呈现银灰色。稀土金属具有密集或面心立方晶格，只有钐和铕除外。镧、铈、镨、钕、铽、镱和钇都有同素异形体。他们的晶型转变过程较缓慢，因而在金属锭中有时同时出现不同的晶型结构的两相。稀土金属的物理性质如表1-2所示。铈组金属的熔点比钇组金属低的多。稀土金属的导电性能较差。大部分的稀土金属呈现顺磁性。Gd在0时的铁磁性比铁更强。铽、镝、钬、铒等在较低的温度下也有铁磁性，稀土金属的物理性质不尽相同而且会有较大差异，例如镧、铈的低熔点和钐、铕、镱的高蒸气压性。钐、铕、钇吸收热中子的截面比镉、硼（广泛用于核反应堆控制材料）的还大。稀土金属具有可塑性，其中钐和镱的可塑性最好。稀土金属的硬度一般是随着原子序数的增加而增大，除镱外，钇组稀土较铈组稀土具有更高的硬度。表1-2 稀土元素的主要物理性质原子序数元素原子量离子半径（埃）密度（克/厘米）熔度（）沸点（）氧化物熔点比电阻欧姆 厘米R离子磁距（波尔磁子）热中子俘获截面（靶）57La138.91.236.2092064231231656.810.008.9158Ce140.11.206.7780462931195275.302.5610.8159Pr140.91.106.7793563021250368.013.62211.1960Nd144.31.217.01102463181227264.313.6794761Pm147.11.15-2.832-62Sm150.41.147.51105261631235288.001.551.65550263Eu152.01.155.17826111491205281.313.403.50460364Gd157.31.177.8713502127312352140.57.9564600665Tb158.91.108.25133525312389-9.694066Dy162.51.108.571485212313234156.0210.59110667Ho164.91.068.8014912331236187.0110.596368Er167.31.049.061501155126312356107.19.5916769Tm168.91.039.32150116012131240379.027.5911970Yb173.11.016.9682461532235727.014.583771Lu175.11.029.85165317531932240179.010.0010721Sc45.00.813.00155216022752-1239y88.91.074.47155330322682-1.231.1.3.2 稀土元素的化学性质 稀土元素是典型的金属元素。稀土金属活泼性较强仅次于碱金属和碱土金属元素。其化学活性很强，能与大多数元素作用。可以形成化学稳定的氧化物、卤化物、硫化物。稀土元素可以和N2、H2、C、P发生反应。稀土金属可与H2O，而且易溶于HCl、H2SO4和HNO3中。稀土金属在HF中是稳定的，这是由于生成了难溶的保护膜。但与碱不发生作用。这些稀土元素都具有十分活泼的化学性质，按金属的活泼次序排列，钪、钇、镧这三种逐渐递加，镧到镥逐渐递减，即镧是这些元素中最活泼。而且它们的性质也很相近。它们的这些性质给分离单一稀土和冶炼稀土金属带来一定困难。因此需要利用它们之间分离因素的微小差别，通过离子交换或溶剂萃取法才能使单一稀土达到有效分离。目前冶炼稀土金属的技术是在真空或惰性气体保护下采用金属还原稀土化合物，如稀土卤族化合物的金属热还原法来制取钇组重稀土金属；用熔致电解法来生产铈组轻稀土金属。这些方法都可以防止被还原出来的金属与大气中的气体发生作用。稀土离子可以与羟基、偶氮基或磺酸基等结合成化合物，故人们常将稀土应用于印染。而一些稀土元素本身具有俘获中子的截面积大的特点，譬如钐、铕、钆、镝和铒，可用于原子能反应堆中的控制材料和减速剂。然而铈、钇的俘获中子截面积小，故可用于反应堆燃料的稀释剂。稀土具备与微量元素相似的特性，不仅可以促使农作物的种子萌发、根系生长，而且可以促进植物的光合作用。1.1.4 稀土矿物1.1.4.1稀土矿物的分布稀土元素在地壳中含量很高，但都比较分散。因此，虽然稀土的绝对量比较大，然而在现阶段能真正成为可开采的稀土矿却很少，并且在全球上分布相当不均匀，主要集中在中国、美国、印度、前苏联、南非、澳大利亚、加拿大、埃及等几个国家，其中我国的占有率是世界上最高的。见下表1-3。表 1-3 1998年世界稀土储量（REO，万吨）国家工业储量远景储量中国43004800前苏联19002100美国13001400澳大利亚520580印度110130扎伊尔100100加拿大94100巴西2831马来西亚33.5南非3940斯里兰卡1.21.3泰国0.10.11刚果0.10.1其他21002100总计1000011000目前被发现的稀土矿物大约有250种，但具有实用价值的稀土矿物仅有5060种，现今可用于开采的只有10种左右，现在工业上可用于提取稀土元素的矿物主要包括四种氟碳铈矿、独居石矿、磷钇矿和风化壳淋积型矿，前三种矿占西方稀土产量超过95%。独居石和氟碳铈矿中，轻稀土含量较高。磷钇矿中，重稀土和钇含量较高，但矿源比独居石少。我国的稀土是世界上存储量最为丰富的国家。与世界各地的稀土资源相比较，我国稀土资源具有以下特点： （1）储备大。中国的稀土储量占超过世界总储量的45%已被证明。包头白云鄂博的稀土储量占全国总储量的85%以上。 （2）分布广。稀土矿普遍分布在我国18个省和自治区。为国的稀土产业的合理分配提供了较为有利条件。 （3）矿种全。在我国已知的具有重要实用价值的稀土矿都能被找得到，而且具有规模大、可开发利用的性质。 （4）类型多。我国稀土矿床类型数量是世界上最多国家。其中国外稀少的铌稀土铁矿床和风化壳淋积型稀土矿床在我国却是规模较大的工业。 （5） 价值高。在我国白云鄂博稀土矿物中，高价值的铕、钕、镨的含量均高于美国芒廷帕斯氟碳铈矿。特别是我国的离子吸附型矿中富含铕、铽、镝、钇等重稀土元素，其经济价值是世界罕见的。 虽然中国是稀土生产和出口国，但与稀土应用的发展远落后于发达国家。1.1.4.2 稀土矿物的主要特点 稀土元素在地壳中的平均含量为165.3510-6(黎彤，1976年)。在自然界中稀土元素主要存在的形态是单矿物，迄今为止已发现的稀土矿物大概有250多种，其中稀土含量REE5.8%的有5065种，可视为稀土独立的矿物。较为重要的稀土矿物主要是磷酸盐和氟碳酸盐。稀土矿物总的特点：(1) 极个别的矿物的硫化物和硫酸盐很少，这表明稀土元素具备亲氧的特性；(2) 稀土的硅酸盐主要以岛状形式存在，无层状、架状和链状构造；(3) 尤其是复杂的氧化物及硅酸盐呈现非晶质状态；(4) 稀土矿物的分布，在岩浆岩及伟晶岩中以硅酸盐及氧化物为主，在热液矿床及风化壳矿床中以氟碳酸盐、磷酸盐为主。富钇的矿物大部分都赋存在花岗岩类岩石和与其有关的伟晶岩、气成热液矿床及热液矿床中；(5) 稀土元素的化学性质十分相似因而常共生于同一个矿物中，例如铈族稀土和钇族稀土元素经常共同存在于一个矿物中，但这类元素并不是等量共存，有些矿物以含铈族稀土为主，而一部分则以钇族为主。目前被发现的稀土矿物大约有250种，现今可用于开采的只有10种左右。 (1)含铈族稀土(镧、铈、钕)的矿物：氟碳铈矿、氟碳钙铈矿、氟碳铈钙矿、氟碳钡铈矿和独居石。 (2)富钐及钆的矿物：硅铍钇矿、铌钇矿、黑稀金矿。 (3)含钇族稀土(钇、镝、铒、铥等)的矿物：磷钇矿、氟碳钙钇矿、钇易解石、褐钇铌矿、黑稀金矿。 稀散元素在自然界中主要以分散状态存在于与之相关的金属矿物中，譬如闪锌矿一般都含有较多的镉、锗、镓、铟等，少数还含有铊、硒与碲；黄铜矿、黝铜矿和硫砷铜矿经常富含铊、硒及碲，个别的还富含铟与锗；方铅矿也常富集铟、铊、硒及碲；辉钼矿和斑铜矿富含铼，个别的还富含硒；黄铁矿常富含铊、镓、硒、碲等。 现今，虽然已经有近200种稀散元素矿物被发现，但由于其含量稀少而并没有富集成具有开采价值的独立矿床，目前仅发现有较少见的独立锗矿、硒矿、碲矿，但矿床规模都很小。1.1.5 稀土元素的性质与应用稀土元素在物理和化学性质方面都具有显著的特性，这为稀土元素的应用提供了基础。近几十年以来国内、外科学家对稀土的应用进行了全方位的研究、稀上元素的应用范围已经被扩展到科学技术的各个方面，尤其是一些新型材料的研制相应用，稀土元素已成为不可缺少的原料，因此稀土元素目前在国民经济各个领域它的应用都占着一定的地位。 稀土金属已广泛地用于电子产品、石油、冶金、机械、新能源、轻工、环境保护、农业等各个领域。1.1.5.1稀土在冶金工业的应用稀土元素在冶金工业上的应用是稀土元素应用的主要方面之一，消费量占全球稀土消费量的五分之一以上。大部分以混合稀土金属作为少量添加剂的形式加入。将稀土元素加入钢水中可以提高钢材的横向厚向的可塑性和钢的韧性以及提高铸件的物理性能。这是由于稀土元素可以起到脱硫脱氧改变杂物形态的作用。在铸铁中，稀土经常与Mg、Si、Ca、Fe等形成合金形态加入，其作用主要是作为石墨球化剂、形核剂和对有害元素的控制剂，从而提高铸造性能，并对铸件的机械性能有很大的改善。在有色冶金中，稀土元素的变形作用、合金化作用、细化晶粒等性能，可以改善合金的物理性能和机械性能。1.1.5.2稀土在石油化工的应用在石油化工领域中稀土主要的用途是制造分子筛裂化催比剂，一般利用混合氯化稀土与钠型Y型分子筛进行交换制得。英国1987年用在石油催化的稀土消费量(RE2O3)计3.3106kg占美国稀土总消费量9.1106kg的13还多我国在石油化工中的用量在1981年已达到稀土总用量的30.7稀上分干筛裂化催化剂活性高，选样性好汽油的生产率高，因而受到国内外的重视稀土在这些方面的用量也不断增加。1.1.5.3稀土在玻璃、陶瓷工业的应用1.在玻璃方面的应用 主要用于玻璃着色、玻璃脱色和制造各种性能的玻璃。利用稀土氧比物的吸收光谱带较窄，而且不受玻璃成分和氧化还原条件的影响，所以在玻璃制造容易产生并维持一定的颜色。而镨、钕、铒的氧化物常用于玻璃的着色。钕玻璃可产生粉红色并带有紫色光泽，色调随玻璃厚度和钻的浓度而变化，也随光源而变化，可以从浅粉红变列蓝紫色以用做美术工艺和防护破璃。2. 陶瓷工业方面的应用 稀土元素有未充满的4f电子，能吸收或发射从紫外、可见到红外光区不同波长的光且发射每种光区的范围小，因此用稀土制成的各色颜料在柔和度、纯正度、色调新颖、光洁度比其他颜料的颜色好，并可使瓷釉减少破裂性。目前使用最多的是以ZrO2SiO2为基质的镨黄颜料。还有合Nd、A1、B等氧化物的紫罗兰色，含Pr、Si、Al、W等氧化物制成的嫩绿色，含Ce、Pr、Si、A1、Ti或Zr等氧化物的红色颜料等。另外，稀土氧化物有很强的高温稳定件，可以制成特种陶瓷用品，如铈的硫化物相硼化物制成的冶金耐高温坩埚。3. 陶瓷工业方面的应用 稀土元素有未充满的4f电子，能吸收或发射从紫外、可见到红外光区不同波长的光且发射每种光区的范围小，所以用稀土制成的各色颜料比其他颜料的颜色更加柔和、纯正、色调新颖、光洁度好，并可使瓷釉减少破裂性。目前使用最多的是以ZrO2SiO2为基质的镨黄颜料。还有合Nd、A1、B等氧化物的紫罗兰色，含Pr、Si、Al、W等氧化物制成的嫩绿色，含Ce、Pr、Si、A1、Ti或Zr等氧化物的红色颜料等。另外，稀土氧化物有很强的高温稳定件，可以制成特种陶瓷用品，如铈的硫化物相硼化物制成的冶金耐高温坩埚。1.1.5.4稀土在新型功能材料中的应用1、晶体材料：主要用5N的Pr6O11、Nd2O3、Er2O3、Ho2O3、Tm2O3、Lu2O3，Y2O3等。90%以上的激光晶体需要掺杂这些高纯稀土。2、光纤材料：用5N的Er2O3掺杂的光纤，制造远程的传输光纤放大器，在研究阶段6N-7N的LaF3是新型光纤的前景。3、光学玻璃：用4N-5N的La2O3、Nd2O3、Er2O3、Pr6O11等，制造高等级光学玻璃以及激光玻璃。4、发光材料：用4N的Eu2O3、Tb4O7、Gd2O3、Dy2O35N的Y2O3制造显示器的。彩粉、节能灯粉、自发光粉等，现正在开发使用的高清晰显示器（PDP）所用的纯度及粒度要求更高，需求也较大。还有5N的Sc、Tm、Dy、Ho用于大型卤光灯。 5、电子材料：主要可用于擦拭磁光记录材料（4N的Tb、Dy），磁泡储存材料（4N的Gd）。在电子陶瓷材料、阴极发射材料、超导材料、发光二极管、高级电容器、闪烁晶体材料等，都不同程度需用高纯稀土。6、超磁致伸缩材料：是一种具备高度潜力的智能材料，现阶段主要用于军事。总之，高纯稀土已经广泛用于在高科技材料各个领域，随着应用的领域不断扩大，对纯度要求和数量也不断提高。1.1.5.5稀土在核工业的应用稀土元素在核工业中主要应用于制造反应堆的控制材料和结构材料。出于稀土元素中钐、钆、镝等元素具有热中子俘获截面大的特点、利用这一特性作热中子吸收体，即用于反应堆的控制材料。在使用时为克服这些稀土金属耐蚀性差，往往采用它们的氧化物与具有延展性且不裂变的金属一起使用，即将稀土氧化物分散于非裂变金属中、目前氧化钆与核燃料氧化物混合使用，可认为是唯一的工业应用。1.1.5.6稀土在农业上的应用稀土元素可以用作肥料，可促进作物生长发育，提高产量，有很好的效果，并通过生理学的研究基本上是惰性的，没有对环境的危害。1.2 稀土的分离与检测方法1.2.1稀土选矿选矿是依据矿石中不同矿物的物理、化学性质，把矿石破碎磨细以后，采用重选法、浮选法、磁选法、电选法等，将有用矿物与脉石矿物分开，并使各种伴生的有用矿物尽可能分离，除去或降低有害杂质，以获得冶炼或其他工业所需原料的过程。选矿能够使矿物中的有用组分富集，降低冶炼或其它加工过程中燃料、运输的消耗，使低品位的矿石能得到经济利用。尽管稀土矿物有将近200种，但可用于工业矿物很少。它们主要是氟碳铈矿，独居石，磷钇矿，龙南矿，兴安石，褐钇铌矿，硅镀钇矿，钇屑石，铈铌钙钛矿，铌钇矿，黑稀金矿，复稀金矿，磷灰石，烧绿石等。其中氟碳铈矿，独居石，混合矿和南方稀土矿，它们是稀土主要来源，下面介绍它们的选矿工艺。(1)氟碳铈矿，美国的帕斯山稀土矿，中国的四川冕宁稀土矿和山东镦山稀土矿及布隆迪的卡鲁济矿是全球大型的单一氟碳铈矿。它们都属于容易选的稀土矿石，矿石中有效矿物十分少，除了稀土矿物主要有重晶石，软锰矿等，但主要是回收氟碳铈矿。高度风化的冕宁矿，含泥量较大，在敷料应清洗脱泥，否则将影响后续的连任表。此外，泥也含有大量的稀土，在胶体形成很小的颗粒，发生在Mn Fe和Si的Al在晶释放的一个平台，如何恢复这些稀土，已成为一个非常重要的话题。(2)独居石，除白云鄂稀土矿床和南非与铜伴生及马来西亚与锅伴生的矿床外，全球几乎很难发现其它脉状内生稀土矿床产独居石。独居石主要来源于海滨砂。海滨砂选矿历史悠久，最早在巴西，随后在印度，澳大利亚和中国也发展很快，最近韩国，埃及等也有开采。独居石是来自于陆源碎屑，岩石风化产生的风化矿物，随江河，冲洗而带入大海，然后被海水冲洗，循环往复淘洗，最后被海水冲到岸边，穷年累月形成重砂。海滨砂中往往含有多种有用矿物，如错英石，钍铁矿，钨矿，锡石，黄金，金红石等有用矿物，独居石和磷钇矿往往作为副产品被回收。海滨砂的分选十分困难，浮选，电选，磁选和重选等所有选矿的物理手段都用上。一般先用水力分级抛去+10mm和一0.074mm粒级，从而剩下产率为10%左右的重砂。重砂再经过一系列的处理，最终得到独居石。(3)混合矿选矿，白云鄂博矿床是规模十分大的稀土矿床。它和铁一铌等元素共生，其稀土含量大约占全球稀土储量的70%。白云鄂博矿床中稀土矿物，主要有氟碳铈镧矿和独居石，其各自的品位都达到了工业回收的要求，其中氟碳铈矿平均品位=3.12%，独居石品位为=1.05%，其比例约等于3：1。由于该矿床矿石的矿物众多组成复杂，而且所含的矿物磁铁矿，假象磁铁矿，赤铁矿，氟碳铈矿。独居石，萤石，重晶石等主要矿物的物理化学性能都十分相近，再加上稀土的粒度相当细小，让稀土很难得以回收。该矿床自1927年由中央地质研究院的地质学家丁道衡教授发现以后，已经进行了大量的地质勘探和分离的研究。德国和英国科学家曾经说该矿的综合利用是没有前景的。经过几代人的共同努力，直到今天发展选铁。模式的副产品利用稀土和萤石产业，但仍有很多其他有价元素铌，钪钡尚未恢复。迄今最佳工艺是由长沙矿冶院发明的弱磁强磁浮选的流程回收铁和稀土，这些工艺的研制成功1992年被列为中国十大科技成果之一。 1.2.2稀土的湿法冶炼方法湿法冶金化学冶金过程，工艺过程大部分都是在溶液、溶剂之中进行的。现应用较普遍的是有机溶剂萃取法，它是工业分离高纯单一稀土元素的通用工艺。湿法生产工艺复杂，产品纯度高，这种方法广泛得到了应用。1.2.2.1稀土湿法冶金的基本过程在水溶液中进行的，从稀土原料中提取、分离、制备稀土化合物等工艺过程称为稀土湿法冶金。稀土湿法冶金的基本流程主要有原料的处理、稀土精矿的分解、浸出、净化、分离、提纯、制备化合物等。原料的处理：从矿山开采的矿石中含有的稀土量十分低，一般仅占矿石的百分之几，甚至更低。因此必须通过稀土选矿方法生产稀土品位为5060%的稀土精矿。有的时候我们在进行提取工艺之前，还必须将精矿中的一些有害杂质除去，如将精矿中的萤石等含钙矿物用HCl浸泡法除去等。稀土精矿的分解：通过某种化学方法将稀土精矿中的稀土转变为能溶于水溶液的化合物称为稀土精矿的分解。对于包头稀土精矿基本上都采用浓H2SO4焙烧分解和NaOH分解两种工艺。 浸出：将已分解的精矿用水或酸溶解其中的稀土，溶液相称为浸出液，渣相称为浸出渣。 用沉淀法浸出液净化：除去浸出液中的杂质，纯稀土溶液制备。分离：对稀土元素的萃取分离过程一般使用被称为稀土元素的分离。提纯：制备高纯稀土产品被称为稀土元素提纯。通常用溶剂萃取，萃取层析和离子交换层析纯化。化合物的制备：混合稀土或稀土氧化物的制备工艺单，氢氧化物或盐。1.2.2.2稀土精矿的分解含稀土的原矿岩经过选矿后所到的高稀土品位的产物称为稀土精矿。稀土和稀土精矿在基本相同的岩石形态，还是化合物在无机酸的水，一般情况下是不溶性。为了使其易溶于水和无机酸，为了促进稀土的回收，对稀土精矿中的存在形式和相应的方法的基础上，对稀土在稀土化合物容易提取。这样一个将稀土矿物转化为易于提取稀土的化合物的过程称为精矿分解。稀土精矿有许多分解方法，工业中通常依据下列原则选择适当的工艺流程：（1）根据精矿中稀土矿物的化学性质、稀土品位等一系列特性，选择分解方法，以便得到较高的分解率。（2）由产品方案、原材料价格和消费的供给，优化工艺过程，获得较高的经济效益。（3）便于回收有价元素和综合利用，有利于劳动卫生与环境保护。生产碳酸稀土和氯化稀土是稀土产业中最主要的两种初级产品，一般来说，目前有两个主要工艺生产这两种产品。（1）酸分解法包括H2SO4、HCl和HF分解等。H2SO4分解法适用于处理磷酸盐矿物（如独居石、磷钇矿）和氢碳酸盐矿物（氟碳铈矿）。HCl分解法应用有限，只适于处理硅酸盐矿物（如褐帘石、硅铍钇矿）。HF分解法适于分解铌钽酸盐矿物（如褐钇铌矿、铌钇矿）。酸分解法的特点是分解矿物能力强，对精矿品位、对粒度不做严格要求，适用范围广，但选择性差，腐蚀严重，操作环境差，产生的三废较多。（2）碱分解法主要包括NaOH分解和Na2CO3焙烧法等，它适用于处理稀土磷酸盐矿物和氟碳酸盐矿物。对于某些难分解的稀土矿物也可以采用氢氧化钠熔合法的。碱法分解的特点是工艺流程成熟，设备比较简单，综合利用率较高。但对精矿品位与粒度要求较高，产生的污水量大。1.2.2.3稀土元素的分离目前，16种稀土元素除PM可纯化6N纯度（99.9999%）。由稀土精矿分解后所得到的混合稀土化合物中，为分离提取出单一纯稀土元素是比较困难的。其主要原因有二个，一是镧系元素的物理化学性质的相似程度较高，大多数的稀土离子半径居于相邻两元素之间，十分相近，在水溶液中都以3价的稳定状态存在。再者稀土离子与水的亲和力很大，因受水合物的保护，其化学性质亦非常相似，分离提纯极为困难。二是稀土精矿分解后所得到的混合稀土化合物中伴生的杂质元素较多（如铀、钍、铌、钽、钛、锆、铁、钙、硅、氟、磷等）。因此，在分离稀土元素的工艺流程中，不但要考虑这些元素由于其化学性质极为相近而造成的分离困难，而且还要考虑稀土元素与伴生的有害杂质元素之间的分离。现在稀土生产中采用的分离方法（湿法生产工艺）有：（1）分步法；（2）离子交换法；（3）溶剂萃取法。（1）分步法自钇（Y）的发现到镥（Lu）的发现，所有自然界存在的稀土元素之间的单一分离，还有居里夫妇发现的镭，都是用分步的方法分离的。分步法是根据化合物在溶剂中溶解度上的不同来进行分离和提纯的。操作流程是：将含有两种稀土元素的化合物先用合适的溶剂溶解后，加热浓缩，溶液中一部分元素化合物由于结晶或沉淀而析出来。析出物中，溶解度比较小的稀土元素将固态的形式得到富集，溶解度较大的稀土元素在溶液中也得到富集。因此如果稀土元素之间的溶解度差异很小，则必须重复操作多次才能使这两种稀土元素较好的分离开来，因而这是一件极为复杂的工作。理论上全部稀土元素的单一分离会耗费了100多年，一次分离重复操作超过2万多次，其艰辛的程度，不问可知。因此大规模的生产单一稀土用这些方法是不实际的。（2） 离子交换法离子交换分离过程一般在离子交换柱中进行。由于分步法不能大量生产单一稀土，因而稀土元素的研究工作也受到了阻碍，第二次世界大战后，美国原子弹研制计划即所谓曼哈顿计划推动了稀土分离技术的发展，因稀土元素和铀、钍等放射性元素性质相似，为尽快推进原子能的研究，就将稀土作为其代用品加以利用。而且，为了分析原子核裂变产物中含有的稀土元素，并除去铀、钍中的稀土元素，研究成功了离子交换色层分析法（离子交换法），进而用于稀土元素的分离。离子交换色层法：由于稀土元素之间的性质非常相似，只靠吸附过程中的分离达不到顶期目的，故工业上通常采用离子交换色层法进行分离。（3）溶剂萃取法依据有机溶剂从与其互不相溶的水溶液中把被萃取物提取分离出来的方法称为溶剂萃取法，它本身是一种把物质从一个液相移动到另一个液相的传质过程。溶剂萃取法较早的应用于石油化工、有机化学、药物化学和分析化学等方面。然而近四十年来，由于科学技术在原子能方面的发展，超纯物质以及稀有元素生产的需要，溶剂萃取法在工业上已经得到了重大的发展。随着经济的发展科学水平的不断提升我国在萃取工艺流程方面已达到了很高的水平。溶剂萃取法其萃取过程与上述方法相比，具有分离提取效果好、生产能力规模大、便于快速连续生产、易于实现自动控制等一系列优点，因而逐渐成为大量稀有稀土分离的主要方法。溶剂萃取法的主要设备包括混合澄清槽、离心萃取器等，提纯稀土所用到的萃取剂有：以酸性磷酸酯为代表的阳离子P204、P507等萃取剂，以胺为代表的阴离子交换液中性磷酸酯为代表的溶剂萃取剂如N1923和以TBP、P350等。这些溶剂的粘度和比重很高，不易从水中分离。通常用煤油溶剂稀释使用。萃取工艺过程一般可分为三个主要阶段：萃取、洗涤、反萃取。1.2.2.4稀土化合物的制备因为所获得的是稀土化合物溶液，不可以直接作为产品出售，必须再经过浓缩结晶、沉淀制成固态的氯化物、碳酸盐或草酸盐，再依据需要通过灼烧制备为氧化物。 1.稀土氯化物溶液的浓缩结晶 浓缩是用于去除稀土氯化物溶液中的水份，再经冷却结晶为固体氯化物。浓缩过程中采取的救济措施，以降低沸点，加快蒸发速率。 浓缩结晶操作过程是在搪瓷反应罐中进行。操作时，必须先开启真空系统，然后加入稀土氯化物溶液，通过蒸气夹套间接加热使溶液沸腾进行蒸发。注意要定时补加料液，保持罐中液体体积。根据溶液中稀土浓度控制料液的总加入量。 浓缩到一定程度后，采样和分析，以满足总稀土氯化物的要求(REO45%)时即可出料。放入结晶盘中冷却结晶。 2.碳酸盐沉淀 碳酸盐沉淀是在氯化稀土溶液中以固体稀土碳酸盐形态沉淀出稀土的过程。在一定条件下，生成碳酸稀土沉淀的过程，一般认为沉淀反应是分步进行的： 反应初期：RE3+ + NH4HCO3 RE(OH)2+ + NH4+ + CO2 RE3+ + 2NH4HCO3 RE(OH)2+ + 2NH4+ + 2CO2 反应后期（pH值7）： 2RE(OH)2+ + 3NH4HCO3 + (x-2)H2O RE2(CO3)3xH2O + 2NH4+ + NH3 如反应温度不高时，pH7时,其化学反应如下: 2RE3+ + 6NH4HCO3 + xH2O RE2(CO3)3xH2O + 6NH4+ +3CO2 + 3H2O 在宏观上，稀土氯化物溶液中加入碳酸氢铵后发生的反应为 RE3+ + 3HCO3 RE2(CO3)3+ 3H+ H+ + HCO3 CO2+ H2O 总反应为 2RE3+ + 6HCO3 RE2(CO3)3+ 3H2O + CO2 如沉淀剂过量较多,可能生成碳酸稀土复盐(NH4)2CO3RE2(CO3)3xH2O。 3.草酸盐沉淀 利用铝的去除废旧稀土回收水草酸沉淀，其目的是恢复甚至稀土也将出铝和其他杂质。 稀土草酸盐的沉淀反应： 2RECl3 + 3H2C2O4 = RE2(C2O4)3+ 6HCl 将草酸（溶液或固体）加入到稀土盐溶液中，立即析出草酸稀土( RE2(C2O4)3 n H2O)沉淀，(式中n一般为10，但有时n = 6，7，9，11)，其颜色与相应离子在水溶液中的颜色相同。 操作程序： 将氯化稀土溶液放入沉淀槽中，测定溶液体积和稀土浓度。加纯水将溶液稀土浓度稀释到60150g/l。将溶液温度升至70后在搅拌下加入计算量的草酸(H2C2O4：REO=1.31.5：1)。浓度的稀土分析采样的半个小时，反应结束后，停止搅拌时不小于或等于0.5 g/l，半个小时，澄清，虹吸上面，然后离心过滤，滤饼是稀土草酸盐。 4.稀土氧化物的制备 将稀土碳酸盐或草酸盐通过灼烧即可得到稀土氧化物。 稀土碳酸盐的灼烧反应： RE2(CO3)3 + O2 RE2O3 + CO2 稀土草酸盐的灼烧反应： RE2(C2O4)3 + O2 RE2O3 + CO2 操作程序： 稀土碳酸盐或草酸盐的陶瓷碗，在烧成窑。依据不同元素来确定相对应的灼烧温度，保温灼烧一定时间后停止加热，待窑内温度降低至150左右后即可出料，经筛分、包装即得氧化稀土产品。 1.2.2.5稀土金属的制备现今，稀土金属纳生产土要采用熔盐电解法和金属热还原法。按照选择最合理的金属制备方法的特性，将稀土金属分为三组：第一组包括镧、铈、镨、钕和混合金属，它们的卤化物的熔点和沸点高，而金属的熔点不高，制备这组金属最普遍的方法是熔盐电解；第二组为铥和镱除外的重稀十元素，它们的卤化物的熔点和沸点低，而金属的熔点高，这组金属主要用钙热还原法制取；第三组金属最典型曲性质是沸点低，形成稳定的二价化合物，钐、铕、铥和镱属此组金属，多用镧、铈或混合稀土金届还原氧化物制得。用电解法或还原法制取的稀土金属一般杂质含量较高，为满足某些用户对高纯稀十金属的需求，还需对产出的稀土金属进行进一步提纯处理。稀土金属的提纯工艺主要有真空蒸馏、区域熔炼、电解福炼、固态电迁移及拉单晶等提纯方法。 （1）熔盐电解法工业上大规模生产混合稀土金属一般用熔盐电解法。这一方法是把稀土氯化物等稀土化合物加热熔融，然后进行电解，在阴极上析出稀土金属。电解法有氯化物电解和氧化物电解两种方法。元素不同使单一稀土金属的制备方法也不同。钐、铕、镱、铥因蒸气压高，故不适于电解法制备，而使用还原蒸馏法。其它元素即可用电解法也可用金属热还原法制备。氯化物电解是生产金属最普通的方法之一，特别是混合稀土金属工艺简单，成本低，投资小，但最大缺点是由于废气的排放，而污染环境。氧化物电解没有有害气体放出，但成本相对较高，一般用于生产价格较高的单一稀土如钕、镨等都用氧化物电解。（2）真空热还原法电解法只能生产普通工业级的稀土金属，如果要制取杂质含量较低，纯度高的金属，一般采用真空热还原的方法来制备。通常先把稀土氧化物制成氟化稀土，在真空感应炉内用金属钙进行氧化还原反应，得到粗金属，最后再经过重熔和蒸馏等方法获得较纯的金属，这一方法可以生产几乎所有的单一稀土金属，但钐、铕、镱、铥不能用这种方法。钐、铕、镱、铥与钙的氧化还原电位仅能让氟化稀土产生部分还原。一般制备这些金属，是利用这些金属的高蒸汽压和镧金属的低蒸气压的原理，将这四种稀土的氧化物与镧金属的碎屑混合压块，在真空炉中进行还原，镧比较活泼，钐、铕、镱、铥被镧还原成金属后收集在冷凝器上，与渣很容易分开。 1.2.3我国稀土产业发展的现状20世纪70年代末以后我国的科技不断发展，中国稀土工业也达到了一个较高的水平。稀土开采、冶炼和应用技术研发取得较大进步，产业规模不断扩大，基本上满足了国民经济和社会发展的需要。然而在发展的同时，我国的稀土工业也存在很多问题，主要表现在：1.缺乏明确的战略规划和顶层设计我国的稀土资源应该怎样得到充分利用、稀土产业怎样健康稳定发展、稀土的科技创新该怎样有效地开展，这些问题长期以来是我国面临的问题。我国也曾做出过一些针对特定现象和问题的法律法规，但都是相对独立、没有普便的适用性，其贯彻落实情况也不尽理想。这说明我国还没有对稀土资源充分认识到其重要的战略地位。稀土产业的盲目扩张扩大已经严重地影响到我国稀土产业健康有序的发展，为此从2004年起国家出台了调整稀土产业发展的措施，起到了一定作用。但由于国家层面的明确战略规划的缺乏和地方因为私利而对政策执行的不力，我国稀土行业依旧处在几近失控的边缘。2.缺乏有效的监管和调控机制中国的稀土资源都位于偏远地区，造成执法监管难。不少非法的中小稀土企业不与监管部门合作，使我国的监督得不到实质性的作用，这些企业的私采乱开发使我国出台的一些措施在一定程度上已经起不到作用。此外，土地和环保执法监察部门属于不同的部门，很难协调联合行动，和责任不明确。再有便是地方保护主义的盛行，为了地方经济利益在短时间内提升而默许这些现象存在，使得中央的调控政策不能得以实施。3.资源未得到有效利用，缺乏环保意识（1）尽管我国稀土储存量丰富，但这些珍贵的资源并没有得到较为有效利用，资源浪费现象十分严重。许多地区是常见的，易到难采矿废弃采富弃贫的现象。包头稀土矿属于伴生矿，开采量90%以上的稀土资源未能得以有效的利用，成为尾矿，利用率仅占6%左右。在很多稀土企业，加工设备落后，选矿过程是落后，造成小于50%的回收率，大量资源被浪费。（2）相当一部分稀土企业没有认识到环保的重要性，只在意当前经济利益，任意开采稀土资源而环境并不理会，在环保方面投入资金也相对缺乏。许多冶炼企业生产设备落后，分离技术工艺简单，大量的废物直接排放，对当地的生态环境造成严重污染，而这种污染是不可逆。在行业繁荣和经济利益的表面是基于资源的浪费和对极端环境的破坏，是不可持续的。4.产业结构不合理前瞻产业研究院发布的中国稀土产业市场前瞻与投资战略规划分析报告显示，我国稀土产业缺少技术的创新，以原料型为主的产业结构十分不合理，产量水平相对较低，缺少附加值高的深加工产品。我国要加工1000吨稀土产量收益平均为815万美元，而日本高达2500万美元。以低端产品为主的产业结构直接导致了我国出口了大量宝贵的资源却没有取得较好的经济效益。5.稀土应用水平较低，亟待重大技术突破和创新稀土应用于新材料或元器件后所造成的二次效益大大提高，这才真正体现了稀土产品的价值所在。长时间以来，我国以出口价格低廉的原材料为主到国际市场，而对于潜力较高的新材料开发比较欠缺。这与我国在90年代前为了加快发展稀土产业从而注重稀土分离和冶炼技术有关。这致使我国稀土在应用领域的研究处于劣势，甚至造成了出口稀土原料、进口稀土产品的不正常现象。然而国外一些企业在购买我国廉价原料的同时，生产出了利用价值更高的稀土产品又为他们赢得了丰厚的利润。我国稀土产业的资源优势并没有转化为经济优势，根源在于稀土应用技术的落后。不少稀土企业仅仅满足于出卖低级产品的利润，对稀土的研发应用积极性低迷。正是因为稀土应用研究能力低，我国在功能材料和其他稀土应用技术领域缺少创新精神。1.3 建设规模和产品方案1.3.1建设规模 设计年处理能力为100吨混合稀土分离厂。混合稀土配分见表1-4： 表1-4 原料配分REOLa2O3CeO2Pr6O11Nd2O3Sm2O3Eu2O3Gd2O3Tb4O7W%2.000.861.045.253.150.255.981.29REODy2O3Ho2O3Er2O3Tm2O3Yb2O3Lu2O3Y2O3合计W%7.401.384.320.863.890.5561.781001.3.2产品方案 由原料配分可知，它属于高钇混合型稀土矿，根据高钇重稀土型原料的特点、国内外的稀土市场的情况和投资总额，可见下表1-5。 表1-5 产品方案产品名称规格纯度氧化镝稀土总量99%Dy2O3/REO99.9%氧化铕富集物稀土总量92%Eu2O3/REO99.9%轻稀土富集物稀土总量92%中、重稀土相对含量0.1%中稀土富集物稀土总量95%轻、中稀土各相对含量0.1%铽富集物稀土总量92%TbO/REO50%非钇重稀土富集物稀土总量95%轻、中稀土相对含量0.1%Y2O3/REO1%Er2O3/REO40%氧化钇Y2O3/REO99.95%1.4 企业组成企业实行厂长负责制，为了节约人员与资金，力求精干高效节约的原则，本厂设立由厂长直接管理各分处的统筹模式，厂部下设经营管理、生产、总务等三处。总务处包括福利、劳动人事、保卫、教育、培训等。经营管理处包括财务管理、仓库管理、供销等职能。生产处则包括原料的供给、萃取分离等。生产辅助设施有锅炉房、机电维修、分析与检测、水电处理室、“三废”处理等。1.5 主要设计原则1.总原则：本设计遵循改革开放，对外搞活的方针，以适应国内外稀土市场的需求，建设以南方轻稀土为原料生产单一稀土产品的稀土分离厂。在工艺设备厂房的设置上尽量考虑生产的灵活性，可变性和发展的可行性，设计有较大的适用性，使企业有较强的生存能力。2.搞好综合利用，努力提高产品收率和质量，降低成本，使企业有较强的市场竞争能力3.利用有利的地形条件，提高土地利用率，节省资金投入。4.尽量采用可靠的实用的先进的工艺技术和设备，使企业投产后有较高的益水平。5.本设计采用及考虑到一些原则：（1）工艺上采用了“三出口”的分离技术。并由计算机编程计算出各工序的工艺参数；（2） 采用了下进料式的萃取设备；（3） 皂化采用了连续皂化的先进技术；（4） 车间配置上充分利用斜坡地形优势,各工段工序采用一条龙衔接,其中酸溶因产生酸雾必须与其他工序分开；（5） 采用了全回流反萃，降低了平衡水相的酸度，从而大大的减少了试剂的耗量； 6.此处充分考虑了酸溶渣（废渣）、废气、废水等 三废处理，并在有关车间的地面、墙、柱作了防腐处理。第二章 厂址选择2.1厂址选择的概述厂址选择即合理地选定建厂的地理位置。指的是企业网站建设的方案比较，最终选择了投资，施工速度快，运行成本低，并具备最好的经济效益、环境效益和社会效益的建厂地区和工厂场地位置的过程。工厂设置在固定的位置，位置是确定的，它不能被移动的。选址是合适的，在不同的地区产业合理分布，城市和工业区的建设，与自然资源的利用和环境保护的发展，都具有深远的影响；同时，对建设投资也直接相关，建设周期和企业经济效益的操作。这是一项政策性强技术性和经济性要求都相对严格对于大型和特大型建设项目的厂址选择尤为重要。同时，厂址选择不合理也会对企业所在区域的产业结构及经济发展带来不良的影响，并且对环境保护造成一定程度的破坏。因此，选择最好的厂址，已经成为国家和稀土企业的重视的对象。 2.2稀土企业厂址选择的原则一般应考虑适合全国地区工业布局以及产品供应需求安排的要求；必须与城市规划或工业区域规划相符；尽量减少占地面积，少占或不占良田耕地；企业生产所需的资源能够得到落实，原料和所需的材料的供应必须经济合理；有充足水源和电源；交通环境运输条件方便经济；尽可能不污染环境，又不破坏文物古迹，不妨碍文化旅游及其他精神文明的建设；对拟建项目要适当留下发展余地；地质环境较好，施工的难度要小，建设投资少；项目建成投产以后，经济效益良好。较为合理的选择适当的厂址不但可以为企业节约建设投资，减少运营成本，而且还可以提高经济效益，加速企业发展。因此，场地的选择应基于充分的研究，建设条件的综合分析，比较和讨论程序，选择投资，快速建设的最佳选址，经营成本低。 根据稀土企业的生产特点，选址必须实现以下基本原则： （1）符合城市规划或工业区域规划 稀土企业的存在并不是一个独立的个体，在进行厂址选择的时候，必须按照地区工业布局的要求，综合考虑相关部门之间的联系，正确处理好全局与局部的关系，统筹兼顾，合理安排。 （2）尽量节省占地面积，使废地充分利用 现代大型化的稀土企业占地面积一般比较庞大，如何能够做到在节省占地面积的同时，还可以充分利用地形已成为稀土企业在进行厂址选择时的重要目标。稀土企业在进行厂址选择时应做到即满足企业近期所必须的场地面积，同时还应根据企业远期发展规划，适当留有余地。 （3）靠近矿源位置 矿源源充足，稀土企业建设和生产经营的前提下，拟建设的稀土企业靠近矿源不仅可以保证原料的供应，同时还可以减少运距，节省投资。 （4）有充足可靠的水源和电源 企业具有大量电力，水的优势，所以在选址过程中，实现充足的资源和稀土企业建设的前提基础。使用水和电力供应不仅要充分满足既定规模的用量，而且还能适应企业今后发展的要求。 （5）交通运输条件比较方便、安全、经济、合理 在施工和运营过程中的大型稀土企业，以达到及时交货的原料及产品，大型的现代化追求，稀土企业效率高，每天产生的流入和流出都是非常大的，所以对这一原则的考虑就显得更为重要。 （6）有利的进行环境保护 稀土企业在生产过程中会产生具有污染性和腐蚀性的三废”，这些污染物的治理也是稀土企业中所要面临的问题之一。在进行选址时，必须要考虑保护环境以及厂子周围的景观，不能布置在国家所规定的风景区、自然保护区、历史文物古迹保护区周围；应该远离居民区；在靠近水源的同时还必须要考虑饮用水源的问题。2.3稀土企业厂址选择的方法在实际工作中，根据不同的选址范围的位置通常会分为三个阶段，即：在选择阶段，选址阶段，选址阶段。三阶段是有机整体的相互作用。从区域来看，面积减少的地方，然后到特定的位置的位置；从时间上来看，首先是确定厂址的地区，然后是厂址的地点，最后是确定厂址的具体位置。1.厂址地区选择 厂址的地区选择阶段是厂址选择的基础，它是在较大的地区范围内确定企业厂址的地理位置。地区选择阶段主要考虑的是所选区域能否满足企业生产和发展的主要需求。如：选址应靠近原料（燃料），交通便利，靠近生产产品销售市场、具有充沛的劳动力市场等。 厂址地区的优选是依据少量的几个决定性因素来完成选址工作，其他次要因素均要做出退让，一般采用工业区位论的方法进行厂址地区的选择。 2.厂址地点选择 地点选择是在厂址地区确定的基础上再进一步缩小范围，厂址地点选择阶段主要考虑的因素除企业生产和发展所必须的条件外，还有所在地区经济对企业发展及企业对周边经济和环境的有利影响程度。多数情况下，厂址的地点选择是在区域规划或工业基地规划过程中得到落实的。3.厂址位置选择 在此基础上，确定场地位置，在一定的地理区域内所选植物的具体位置或地段；主要是为了保证企业拥有一个基础建设投资少、生产成本较低、经济、环境和社会效益良好的厂址。厂址位置选择阶段与前述的两个阶段相比具有指标属性更为详细的特点，但具有可备选的厂址位置却仅有 34 个，所以厂址位置选择属于系统综合评价问题。2.4 稀土企业厂址选择的主要影响因素稀土企业选址时有很多需要考虑的因素。如：原材料的需求，土地面积大，耗水，交通需求，尾矿厂位于居民区，位置应低于当时的风向和水源卫生防护区外，厂址选择均要尽可能满足利用荒地、空地、少占或不占良地、耕地、节约用地等要求。本节将从厂址地区选择、厂址地点选择、厂址位置选择三个方面对稀土企业厂址选择的特殊因素进行分析研究。 2.4.1 厂址地区选择主要影响因素 1.矿源成分 稀土冶炼分离过程具有原料失重大的特点，为了降低投资成本，原材料的运输成本，工业选址要尽量靠近采矿厂的位置。在钢铁企业和发电厂原料单一稀土原料不同的企业，中国的稀土矿成分复杂，虽然“北重南轻”的矿源的分布，但是在矿源选择时，还应对矿源进行详细调查的组成，江西离子型稀土精矿中含有镧、钕轻稀土元素的比重不低于以轻稀土矿为主的包头混合精矿。2.厂外交通方式 厂内运输选择稀土企业，大容量、长距离运输，厂外交通方式可采用铁路运输；对于运量大但运距离短（如从同一地区的选矿厂运输精矿或水蒸汽），厂外交通方式可采用皮带运输或管道运输；对于运量小且运距远（如碳酸氢铵），厂外运输方式可采用汽车运输。 2.4.2 厂址地点选择主要影响因素 1.尾矿容积大小及位置的选择 尾矿量的大小和位置的选择是稀土企业厂址选择阶段的一个重要因素的影响。堆放尾矿的地方称为尾矿坝（场、池）。尾矿设施设计，根据计算出的金额所需尾矿尾矿坝（场，游泳池）的体积，然后结合周围地形条件确定尾矿坝现场。 （1）尾矿容积的大小 由于稀土矿具有生产大型企业损失的特征，所以得到尾矿比例较大；同时在稀土精矿冶炼过程中会产生一定的“废渣”，为了便于进一步回收利用将尾矿，所以要选择适宜的地方将其进行堆存；同时应该已经储存了足够的量，所以在布局的几集中，长远发展储备。 （2）尾矿位置的确定 稀土企业所形成的尾矿多以泥浆的形态存在，并通过管道运输到尾矿坝中，所以尾矿坝的位置应尽可能选择在距离选矿厂不远且地势较低的地方，以形成尾矿自流。 由于稀土金属具有一定的放射性，为了降低稀土金属对工作人员及周围居民的伤害，尾矿坝的位置最好选择为露天有深沟的大坑，可借用地理条件优势选择合理的堆存位置；同时，尾矿的位置可选择在绿化带附近，利用树木对辐射的吸收作用，降低尾矿对周围环境的放射性污染，并且要远离水源，做适当的防渗漏处理。 2.年平均温度 稀土企业在进行冶炼分离过程中，主要是通过萃取分离的方式将所需稀土金属以相应化合物的形式从精矿中提取出来。为了保证萃取过程中有机萃取剂的分相效果，萃取厂房的温度一般要求控制下2535，如果厂房温度过低，则需要从热力中心输送蒸汽对其进行加热；温度过高则会导致有机萃取剂的大量挥发，增加成本。 所以稀土企业在进行厂址地点选择时，可以通过调查所选地区中各备选地点近 5 年内的年平均温度，选择趋近于萃取工艺适宜温度的地点，这样可以减少萃取剂与蒸汽的消耗，以此来降低生产的成本。 2.4.3 厂址位置选择主要影响因素 1.至热力中心的距离 稀土企业通过水蒸汽来提高分离提纯过程的反应温度。稀土企业分离提纯过程对生产温度的要求较高，如前面所述的萃取分离过程；同时沉淀工序对温度的要求也比较严格，一般要将温度提升至 90进行反应，如果在低温条件下，沉淀工序所形成的碳酸稀土化合物的颗粒较小，结晶度偏低，密度达不到工业要求。所以，稀土企业厂址选择时，要靠近热力中心位置，以降低水蒸汽的管道运输路径。 2.远离易燃易爆建构筑物 稀土企业生产过程中会使用大量易燃的有机萃取剂及天然气，根据建筑设计防火规范GB500162006中的相关规定，可知稀土企业火灾危险性属于丁类，储存物品的火灾危险性属于丙类，所以稀土企业防火防爆工作应更加受到重视。为了避免应稀土企业失火而对周围建构筑物造成更大的损失，稀土企业厂址选择时要远离易燃易爆的建构筑物，如加油站，天然气调压站。 2.5 我国稀土企业的现状2.5.1厂址选择国内外研究现状 厂址选择是工业建设的重要环节，是进行企业总体规划与总平面布置的基础和前提。探讨选址的影响因素，网站优化搜索方法，一直是现场问题的研究重点。最早在 1950 年由万茨威格编著的工业企业厂址选择和 1959年由摩尔编著的工厂布置与设计中，优化选址方法进行了讨论。现今国内许多研究人员对厂址选择的研究都取得了一定的成果。2.5.2我国稀土企业在建设过程中存在的问题 1.厂址选择不尽合理，生态环境破坏严重 目前，中国的稀土企业在选址，有很多不合理的地方。在定位过程中许多稀土企业，只考虑自身的经济效益，生产成本最小化的盲目追求，选址在稀土矿源，但位于附近的重要饮用水源上游或人口稠密的地区，对企业周围的居民生活环境健康带来不可估量的影响；同时，近年来由于过度开采，稀土矿源，并利用采矿，冶炼，生产技术分离技术相对落后，加快矿业资源衰减，同时对地表植被造成了严重的破坏，给公众的生活质量和生态环境带来巨大的损失。2.尾矿堆存处理存在不合理性 尾矿的堆存应分堆排，废物处理，根据不同的地形的性质，综合利用和减少存储空间的组合。同时，由于稀土尾矿是放射性的，它应该在尾矿堆场与居住区之间设置建筑防护绿带，以减少污染的影响。然而，目前我国一部分稀土企业对尾矿处理的方法大多采用占用大面积荒地和混合堆存，不采取及时有有效的控制措施，造成严重的环境污染，而忽略了尾矿堆场周围设置防护绿地环境保护的作用。3.工艺流程的重要性在总平面布置过程中没有得到充分的体现 合理的工艺流程是保证顺利运输物流的重要前提。然而，在一些稀土企业。然而部分稀土企业在进行总平面布置时，而忽略了过程的重要性，在往复折返运输过程材料迂回的现象，无形中增加了生产成本。4.绿化防污工作的重视度不够 稀土企业将伴随着废气，废水，废渣的冶炼，分离过程中，除了企业本身对“三废”进行中和处理外，还需要通过种植一定量的植被来达到降低环境污染的效果。然而许多企业在进行总平面布置的时候却忽略厂区绿化或者缺乏对绿化的管理，工厂附近的空气质量差，工作人员和周围居民的健康带来较大的危害。 5.指导稀土企业厂址选择与总平面布置的理论方法仍不够完善 面对稀土企业上述所存在的问题，科学合理的进行厂址选择与总平面布置已成为现代稀土企业建设过程中必须重要研究的课题。2.6 厂址选择的意义 （1）工业布局的最终体现 合理的选择厂址可以直接影响稀土企业整体布局的实施和经济效果。合理的选址，既可以保证企业降低基础设施投资，运行管理方便，而且还可以促进企业发展，提高经济效益；同时，好的选址可以促进企业围绕经济发展水平，充分利用劳动力资源，自然资源的过度开发，生态环境保护效益，而这些都是影响工业布局的主要因素。因此，产业布局选址的前提，选址是工业布局逐步并最终的反映。 （2）总图设计的重要前提 优异的厂址选择是稀土企业进行合理总图设计的前提，一个企业要进行运营生产，就必须具备足够的面积、便利的交通、充足的水源和动力等基础条件，而厂址选择就是解决这些问题的“钥匙”。良好的厂址选择，能为稀土企业总图布置提供有利的条件；相反，如果厂址选择的不合理，总图布置也将难以实现。综上所述，厂址选择是否得当，对稀土企业的合理分布、所在区域的经济发展、自然资源的开发利用和环境保护,都具有深远的影响； 同时，对建设投资也直接相关，施工期及稀土企业经济效益运行。所以说厂址选择是一项政策性强技术和经济性高的综合性工作。厂址选择的优劣不仅直接影响企业的基建投资、建设速度和投产后的经济效益，还间接的影响着企业日后生产要素的保持与发展；同时，厂址选择不合理也会对企业所在区域的产业结构及经济发展带来不良的影响，并且对环境保护造成一定程度的破坏。 因此，选择建设最有利的厂址，越来越受到国家和企业的重视。2.7厂址论证本厂厂址选择在南昌市昌北开发区双港东大街,现作简单论证如下： 1.该厂厂址的东北方向是该厂所在地通风条件好，而且位于其主要风向的侧面下游，对减轻城市环境污染和对农业的危害显然是有利的。2.该厂段临近已开通的京九铁路，位于323、105 国道旁，加之高速公路，公路交通四通八达，靠近赣江流经，稀土、盐酸、碳铵、草酸等原料及产品处销均可利用方便的铁路、公路、航空、水路等，故交通运输十分方便。3.该厂处于较大的供电网络内，位于赣江之畔。另外南昌自来水厂及水东镇自来水公司都能提供水，具有良好的供电供水条件。 4.该厂所在的地区（江西南昌）稀土原料矿产十分丰富，虽然不在原料基地，但距各原料供应地较近，可减少运输费用。5.该厂建在我国卫生城市南昌的郊区，加之这里已经有多家稀土厂，故除了具备良好的协作条件外，还对全国的工业布局和该地经济的发展起十分重要的作用。综合上述该厂的厂址选择是较合理的。第三章 冶炼工艺3.1 稀土原料及辅助材料3.1.1稀土原料及配分本厂的稀土原料是来自江西、广东、福建三省的南方离子矿。年处理100吨氧化稀土 。配分如表2-1所示：原料中稀土量占92%，其他占8%。表3-1 原料配分表（%）REOLa2O3CeO2Pr6O11Nd2O3Sm2O3Eu2O3Gd2O3Tb4O7W%2.000.861.045.253.150.255.981.29REODy2O3Ho2O3Er2O3Tm2O3Yb2O3Lu2O3Y2O3合计W%7.401.384.320.863.890.5561.781003.1.2化工原材料、主要化工材料年耗量及来源 主要化工原材料、化工材料年耗量及来源情况见表3-2。表3-2 化工材料、主要化工材料年耗量及来源序 号名 称规 格年耗量（吨/年）来 源1P507工业级5.269广州、上海、奉新、洛阳2煤油工业级38.48广州、上海3盐酸工业级1315.38广州、赣州、南昌4碱液工业级1017.5广州、赣州、南昌5草酸工业级4.566株州6碳铵工业级377.5信丰、于都 3.2 工艺流程3.2.1工艺流程的选择1.本工艺设计采用溶剂萃取法，其主要原因是溶剂萃取分离法是指含有被分离物质的水溶液与互不相溶的有机溶剂接触.借萃取剂的作用,使一种或几种组分进入有机相.而另一部分的组分仍然留在水相,从而达到分离的目的。因为溶剂萃取法具有萃取容量大，反应速度快，分离效果好，设备工艺简单（萃取槽），易实现自动化等一系列优点，而且成本低，见效快。2.本设计萃取体系为：P507HCl体系萃取剂的选用及其因：提钇的萃取剂选用环烷酸，因为环烷酸从溶液中萃取稀土的pH1/2见表3-3：表3-3 环烷酸萃取稀土的pH1/2元素LaCePrNdSmEuGdpH1/23.9553.893.783.743.733.623.76元素DyHoErTmYbYpH1/23.733.913.843.924.024.30因此，可以控制水相的pH值的方法使Y与稀土分离。3.2.2 工艺流程图 工艺流程图见附录二3.3 主要工序工艺技术条件的确定3.3.1处理工序工艺条件1、水的净化：采用离子交换法 2、盐酸除Fe：N235萃取除Fe或用717#强碱性阴离子交换树脂除Fe。3.3.2 酸溶工序工艺条件 1、工业盐酸：9mol/l，Fe92%二年产品产量氧化镝吨/年5.961氧化钇吨/年53.72轻稀土富集物吨/年8.3中稀土富集物吨/年8.346铽富集物吨/年2.607重稀土富集物吨/年7.6三稀土总回收率%氧化镝89.42氧化钇 89.42轻稀土富集物89.42中稀土富集物89.42铽富集物89.42重稀土富集物89.42四原辅材料稀土原料吨/年100工业盐酸吨/年1315.38工业液碱（30%。10N）吨/年1017.5草酸（工业级）吨/年4.566P507循环吨/年5.269煤油循环吨/年38.48碳铵（工业级）吨/年377.5混合醇吨/年4.12环烷酸吨/年4.72五 供电指标设备装机容量KW/天335.98年耗电量万度152.85六.给排水指标总用水量吨/年30000其中交换水用量吨/年9277.87总排水量吨/年20000七.建筑指标建筑面积m24200其中工业面积m23200两层厂房生活区面积m21000八.运输指标总运输量吨/年9405.6221其中输入量吨/年842.36输出量吨/年463.3九.年工作日天/年300序号指标名称单位备注十.劳动定员人108含临时工其中工人人94含临时工管理人员人12服务人员人2十一.基建总投资万元3897.6307十二.定额流动资金万元1757.9437产值的30%十三.销售收入（产值）万元1603.94十四.产品成本万元4106.3十五.销售费用万元58.60销售成本万元4157.68十六.税利产品税万元585.35销售利润万元602.8十七.投资偿还期年1.7十八.劳动生产率全员劳动生产率I、由实物计吨/人年3.433II、由产值计吨/人年47.1804III、由利润计吨/人年5.58工人劳动生产率I、由实物计吨/人年0.965II、由产值计吨/人年28.3654III、由利润计吨/人年8.36510.2 生产组织及劳动定员性10.2.1 生产组织管理上实行厂长负责制，下分设生产处，经营管理处，总务处等。各处本着分工负责，互相配合的原则，其中生产处以没有酸溶、萃取、产品处理3个车间及工段，另外萃取车间、锅炉房还需倒班，分3班/天以保证各生产工序的连续性，除了以上基本生产过程外还有些如分析检测、机电维修等车间辅助生产过程以保证基本生产过程的正常进行。 劳动定员是提高劳动生产率的前提，即要保证职工有足够的工作量，以不能使职工工作超负荷，具体人员定员列表10-2。 表10-2 劳动定员表部门或工序人员（单位：人）厂长1副厂长2财务技术人员2工程技术人员3供销人员4仓库保管1统计1司机4分析化验室4机电维修4其中电工2管工2钳工2酸溶工序43配料工序43萃取工序64产品沉淀工序8灼烧工序5酸纯水制备2锅炉房2服务人员2污水站2临时工47总 计10810.2.2 劳动工资根据当地的物价及社会平均工人工资，职工每月每人平均工资暂定1000元。10.2.3 人员培训稀土分离是一项科学技术较强的工作，技术是企业存活的关键，因此，对操作人员在技术上的要求较高，操作人员必须经过良好的技术培训后方能上岗，而且企业要生存，要具有市场竞争力，必须通过技术来实现，职工科学技术水平是企业技术进步的关键，所以厂部必须设立人员培训部门，以提高职工的技术水平， 只有技术不断进步，企业才能保持旺盛的生命力和竞争力。参考文献： 1 吴文远现代冶金与材料过程工程丛书北京：科学出版社，2012：145-225.2 刘光华.稀土材料与应用技术.北京:化学工业出版社,2005,20-22.3 蔡祺风.有色冶金工厂设计基础M.北京：冶金工业出版社，1991：65714 徐光宪稀土.(第2版) 上册冶金工业出版社, 1995:1-30.5 有色冶金设备手册 (上、下) M. 冶金工业出版社，2000：101-120.6 张晓群,许少英. 工业企业管理M. 广州: 华南理工大学出版社,1997: 25-30.7 徐光宪. 稀土的溶剂萃取M. 科学出版社，2000，30-56.8 郭年祥化工过程及设备M北京：冶金工业出版社，2003：303-311.9 邓佐国，徐廷华萃取冶金学 M2004年江西理工大学自编教材，1995：124-200.10 蔡颖编冶金化工过程与设备北京：化学工业出版社，2013：200-350。11 吴文远稀土冶金学北京：化学工业出版社，2005：124-200.12 唐定骧稀土金属材料(精)北京：冶金工业出版社，2011：303-311.13 张晓群,许少英. 工业企业管理M. 广州: 华南理工大学出版社,1997: 25-30.14 关于稀土进行国家物资储备的研究 中国粉体工业NO2 2007附 录计算机编程计算#include#include#include void Two_Seperate(int,int,int,int); /二分组 void Three_Seperate(int,int,int,int,int,int);/三分组void fun12();/初始化数据：PC1,PBI,PANM1,RCvoid fun(int);/二分组 进料void fun6();/第三出口在萃取段+有机相进料void fun2();/第三出口在洗涤段+有机相进料void fun3();/第三出口在萃取段+水相进料void fun4();/第三出口在洗涤段+水相进料int I,N,M,is_continue=1,G=0;double a,b,FA,FB,FA1,FB1,K,S,W,EM,EM1;double PANM1,PB1,X,X1,RA,RB,sum,SUM,*WP,*Y,*PP,TEST,WTotal=0;double PC1,PBI,PCI,PAI,RC,FC,FC1,PCI1,PBI1,PAI1,XAB,XBC;const double M115=162.91,172.12,170.24,168.24,174.40,175.96,181.25, 186.92,186.50,188.93,191.26,192.93,197.04,198.97,112.90; char REOName1510=LaO,CeO,PrO,NdO,SmO,EuO,GdO,TbO,DyO, HoO,ErO,TmO,YbO,LuO,YO; int main(int argc, char *argv) int c,n,YN=1,i; WP=new double15; printf(tt稀土分离计算n请输入稀土元素配分 -(W%)- n); do if(YN=0) printf(n数据错误，重新输入n); system(CLS); YN=1;for(i=0;i15;i+) printf(%s=,REONamei);scanf(%lf,&WPi); for(i=0,WTotal=0;i15;i+) WTotal+=WPi; if(WTotal100.5) printf(nW总和不等于100，请核对数据n); printf(nREO LaO CeO PrO NdO SmO EuO GdO TbO); printf(nW %7.2f %8.2f %8.2f %8.2f %8.2f %8.2f %8.2f %6.2f,WP0,WP1,WP2,WP3,WP4,WP5,WP6,WP7); printf(nREO DyO HoO ErO TmO YbO LuO YO SUM); printf(nW %7.2f %8.2f %8.2f %8.2f %8.2f %8.2f %8.2f %8.2f, WP8,WP9,WP10,WP11,WP12,WP13,WP14,WTotal); printf(n正确输入 1 ，错误输入 0n); scanf(%d,&YN); if(WTotal101)YN=0; while(YN=0); do if(WP050) printf(*高钇重稀土(方案三)分组计算*n); printf(n-1-RE/Y二分组-n); PANM1=0.99,PB1=0.9995,X=1.45,X1=1.45; Two_Seperate(1,14,15,0); printf(n-2-Dy/Ho二分组-n); PANM1=0.999,PB1=0.99,X=2.0,X1=2.0; Two_Seperate(1,9,14,0); printf(n-3-Nd/Sm二分组-n); PANM1=0.999,PB1=0.999,X=6.0,X1=6.0; Two_Seperate(1,4,9,0); XBC=4.0,XAB=2.5; PC1=0.999,PBI=0.5,PANM1=0.9995,RC=0.999; Three_Seperate(5,7,8,9,1,1); else printf(*轻稀土（方案一）或中稀土（方案二）分组计算*n); printf(n-1-Nd/Sm二分组-n); PANM1=0.999,PB1=0.999,X=6.0,X1=6.0; Two_Seperate(1,4,15,0); printf(n * 1.Gd/Tb/Dy *);printf(n * 2.Sm/EU/Gd *);printf(n * 3.La/Ce Pr/Nd *);printf(n 请选择分组(1/2/3)：); scanf(%d,&c); switch(c) case 1: printf(n*Gd/Tb/DY*nn); XBC=4.0,XAB=2.5; PC1=0.999,PBI=0.5,PANM1=0.9995,RC=0.999; Three_Seperate(5,7,8,15,1,1); /gd/tb/dy break; case 2: printf(n*Sm/Eu/Gd*nn); XBC=2,XAB=1.35; PC1=0.99,PBI=0.5,PANM1=0.99,RA=0.99; Three_Seperate(5,5,6,7,0,2);/sm/eu/gd break; case 3: printf(n*la/ce pr/nd*nn); XBC=4,XAB=1.5; PC1=0.999,PBI=0.7,PANM1=0.999,RA=0.99; Three_Seperate(1,1,3,4,0,2); break; printf(退出输入0 ，继续输入1n); scanf(%d,&YN); while(YN); system(PAUSE); return 0;void Two_Seperate(int t1,int t2,int t3,int t4) /二分组计算 水相进料 int i,n=t3; Y=new doublen; PP=new doublen; printf(PANM1 PB1 X X1n); printf(%.4f,%.4f,%.2f,%.2fn,PANM1,PB1,X,X1); for(i=t1-1,WTotal=0;it3;i+) WTotal+=WPi; for(i=t1-1, sum=0;it3;i+) Yi=(WPi/M1i); sum+=Yi; for(i=t1-1;it3;i+) PPi=Yi/sum; for(i=t1-1,FB=0;it2;i+) FB+=PPi; FA=1-FB; if(t2=14) FA=FB; FB=1-FA; for(i=t1-1;it3;i+) PPi*=100; printf(nRE0t); for(i=t1-1;it1+7&it3;i+) printf(%st,REONamei); printf(nW% ); for(i=t1-1;it1+7&it3;i+) printf(%8.2f,WPi); printf(nMol ); for(i=t1-1;it1+7&it3;i+) printf(%8.4f,Yi); printf(nMol%); for(i=t1-1;it1+7&i8) printf(nRE0t); for(i=t1+7;it3;i+) printf(%st,REONamei); printf(nW% ); for(i=t1+7;it3;i+) printf(%8.2f,WPi); printf(nMol ); for(i=t1+7;it3;i+) printf(%8.4f,Yi); printf(nMol%); for(i=t1+7;it3;i+) printf(%8.2f,PPi); printf(n); printf(各数总和=n); printf(W%=%.2ft,Mol =%.4ft,Mol%=100,WTotal,sum); a=(PANM1/(1-PANM1)/(FA/FB); b=(PB1/(1-PB1)/(FB/FA); RA=a*(b-1)/(a*b-1); RB=b*(a-1)/(a*b-1); FB1=FB*RB/PB1; FA1=1-FB1; printf(nnK S W EM EM1 N M R=S*(N+M); if(t4=0) fun(0);/水相进料 else fun(1);/有机 相进料 printf(n*RA=%.4f RB=%.4f M=%.4f *,RA,RB,WTotal/sum); printf(n* FA=%.4f FB=%.4f FA1=%.4f FB1=%.4fnn,FA,FB,FA1,FB1);void Three_Seperate(int t1,int t2,int t3,int t4,int t5,int t6) int i,K=1,H0=0,H,YN,OK; Y=new double15; PP=new double15; int Ra_Rc=0;int is_continue;double t;double SUM=0,SMIN,SMIN1;for(i=t1-1,WTotal=0;it4;i+) WTotal+=WPi; for(i=t1-1,SUM=0;it4;i+) Yi=WPi/M1i;SUM+=Yi; for(i=t1-1;it4;i+) PPi=Yi/SUM;for(i=t1-1,FC=0;it2;i+) FC+=PPi;for(i=t2,FB=0;it3;i+) FB+=PPi;FA=1-FB-FC;for(i=t1-1;it4;i+) PPi*=100; printf(nRE0t); for(i=t1-1;it1+7&it4;i+) printf(%st,REONamei); printf(nW% ); for(i=t1-1;it1+7&it4;i+) printf(%8.2f,WPi); printf(nMol ); for(i=t1-1;it1+7&it4;i+) printf(%8.4f,Yi); printf(nMol%); for(i=t1-1;it1+7&i8) printf(nRE0t); for(i=t1+7;it4;i+) printf(%st,REONamei); printf(nW% ); for(i=t1+7;it4;i+) printf(%8.2f,WPi); printf(nMol ); for(i=t1+7;it4;i+) printf(%8.4f,Yi); printf(nMol%); for(i=t1+7;it4;i+) printf(%8.2f,PPi); printf(n); printf(各数总和=n); printf(W%=%.2ft,Mol =%.4ft,Mol%=100,WTotal,SUM);G=t6;fun12();PAI=FA*(1-RA)/FB1;PCI=1-PBI-PAI;PCI1=1/(1+XBC*PBI/PCI+XAB*XBC*PAI/PCI);PBI1=XBC*(PBI/PCI)*PCI1;PAI1=1-PBI1-PCI1;if(t5=1) H=1; printf( 有机相进料n); /GD/TB/DY 有机相进料 if(t5=0) H=0; printf( 水相进料n); /SM/EU/GD 水相进料 SMIN=(PC1-PCI)/(PCI-PCI1)*FC1;SMIN1=(PANM1-PAI)/(PAI1-PAI)*FA1+H0*FB1-H*1.0; if(SMINSMIN1)printf(n 第三出口开在萃取段！SMINSMIN1,S=SMIN1+调整的数n); printf(n SMIN SMIN1 PCI PAI); printf(n %.4f %.4f %.4f %.4f,SMIN,SMIN1,PCI,PAI); printf(n);printf(是否调整S的大小？,不调整数值为0.05,是输入 1，否输入 0 n ); scanf(%d,&OK); if(OK=1) printf(输入S的调整的数值=); scanf(%lf,&TEST); else TEST=0.05; printf(n PANM1 PBI PCI RA RB RC); printf(n %.4f %.4f %.4f %.4f %.4f %.4f,PANM1,PBI,PCI,RA,RB,RC); printf(n FA FB FC FA1 FB1 FC1);printf(n%.4f %.4f %.4f %.4f %.4f %.4f,FA,FB,FC,FA1,FB1,FC1);printf(nn);printf(n S W PCN PAN PBN I N M R=S*(N+M+I);if(SMIN1SMIN) /第三出口在洗涤段S=SMIN1+TEST;if (H=1)fun2();/有机相进料 else fun4();/水相进料else /第三出口在萃取段 S=SMIN+TEST; if (H=0) fun3();/水相进料 else fun6();/有机相进料 void fun12() /初始化数据：PC1,PBI,PANM1,RC double AI,BI,CI,C1,B1,ANM1,BNM1;if(G=1) C1=FC*RC;FC1=C1/PC1;B1=FC1-C1;CI=FC-C1;BI=(1-FC1)*PANM1-CI-FA)/(1-(1-PANM1)/PBI);FB1=BI/PBI;AI=FB1-BI-CI;FA1=1-FC1-FB1;ANM1=FA-AI;BNM1=FB-B1-BI;RB=BI/FB;RA=ANM1/FA;else ANM1=FA*RA;FA1=ANM1/PANM1;AI=FA-ANM1;BNM1=FA1*(1-PANM1);CI=(FB-FC*(1-PC1)/PC1-AI*PBI/(1-PBI)-BNM1)/(PBI/(1-PBI)-(1-PC1)/PC1);BI=(AI+CI)*PBI/(1-PBI);C1=FC-CI;FB1=BI/PBI;FC1=1-FB1-FA1;RB=BI/FB;RC=C1/FC; void fun(int tt) /tt=0,水相，TT=1，有机相 double EMIN,EMAX1,PA1,PA0; double PAN,PB0,PBNM1,PBN1; PA1=1-PB1; PBNM1=1-PANM1; if(tt=0) PAN=FA; PBN1=FB/(X1-(X1-1)*FB); else PAN=FA/(X1-(X1-1)*FA); PBN1=FB; EMIN=(FA-PA1)/(X*FA/(X*FA+FB)-PA1); EMAX1=(FB-PBNM1)/(FB/(X*FA+FB)-PBNM1); for(K=0.5;K1;K+=0.05) if(tt=0) W=1/(pow(X,K)-1); S=W+FA1; else S=1/(pow(X,K)-1); W=S+FB1; EM=S/(W+1); EM1=S/W; PA0=(X*EM-1)/(X-1); PB0=(X1/EM1-1)/(X1-1); N=int(log(b)/log(X*EM)+2.303*log(PA0-PA1)/(PA0-PAN)+1; M=int(log(a)/log(X1/EM1)+2.303*log(PB0-PBNM1)/(PB0-PBN1)-1)+1; printf(n%.2f %.4f %.4f %.4f %.4f %d %d %.4f, K,S,W,EM,EM1,N,M,S*(N+M); printf(n); if(EMEMIN) printf(n* 1EMEMIN *); if(EM11&EM1EMAX1) printf(n* 1EM1EMAX1 *);void fun2()/第三出口在洗涤段+有机相进料 int i;double W1,EM,MEM1,EM1,X0,XNABC,PCN,PBN,PAN,PAN1,PBN1,PCN1,PB01,PC01,a,ab,c;double ii,m,n;for(i=0;i10;i+) S+=0.05;W=S+1-FA1;W1=W-FB1;EM=S/W1;MEM1=(S+1)/W1;EM1=(S+1)/W;X0=XBC*MEM1;PAN1=(FA*(MEM1-1)/(1-FC);PCN1=(1-PAN1)*FC)/(FC+FB*MEM1);PBN1=1-PAN1-PCN1;PCN=1/(1+PBN1/(PCN1*XBC)+PAN1/(PCN1*XBC*XAB);PBN=PBN1*PCN/(PCN1*XBC);PAN=1-PBN-PCN;/* 1-N */c=(PC1/(1-PC1)/(PCN/(1-PCN);n=log(c)/log(XBC*EM);N=(int)floor(n)+1;/把实数n化为整数N,用进一法。/* N+1-I */ab=(1-PCI1)/PCI1)/(1-PCN1)/PCN1);XNABC=(XBC*XAB*PAN/PBN+1)/(1+PAN/PBN);PC01=(XNABC/MEM1-1)/(XNABC-1);ii=log(ab)/log(X0/MEM1)+2.303*log(PC01-PCI1)/(PC01-PCN1);I=(int)floor(ii)+1;/* I+1-N+M */a=(PANM1/(1-PANM1)/(PAI1/(1-PAI1);PB01=(XAB/EM1-1)/(XAB-1);m=log(a)/log(XAB/EM1)+2.303*log(PB01-(1-PANM1)/(PB01-(1-PAI1);M=(int)floor(m)+1;printf(n%.4f %.4f %.4f %.4f %.4f %d %d %d %.4fn,S,W,PCN,PAN,PBN,I,N,M,S*(N+M+I);void fun4() /t第三出口在洗涤段+水相进料int i;double EM,MEM1,EM1,X0,XNABC,PAN,PBN,PCN,PAN1,PBN1,PCN1,PB01,PC01,a,ab,c;double ii,m,n;for(i=0;i10;i+) S+=0.05;W=S-FA1;EM=S/(W+1-FB1);MEM1=S/(W-FB1);EM1=S/W; X0=XBC*MEM1;PAN=FA/FC*(1-EM)/EM;PCN=(1-PAN)*FC*EM/(FB+FC*EM);PBN=1-PAN-PCN;PCN1=1/(XBC*PBN/PCN+XBC*XAB*PAN/PCN+1);PBN1=XBC*PBN/PCN*PCN1;PAN1=1-PBN1-PCN1;EM1=S/W;/* 1-N */ c=(PC1/(1-PC1)/(PCN/(1-PCN);n=log(c)/log(XBC*EM);N=(int)floor(n)+1;/把实数n化为整数N,用进一法。/* N+1-I */ab=(1-PCI1)/PCI1)/(1-PCN1)/PCN1);XNABC=(XBC*XAB*PAN/PBN+1)/(1+PAN/PBN);PC01=(XNABC/MEM1-1)/(XNABC-1);ii=log(ab)/log(X0/MEM1)+2.303*log(PC01-PCI1)/(PC01-PCN1);/printf(pci1=%.4f pcn1=%.4f PC01=%.8f,PCI1,PCN1,PC01);I=(int)floor(ii)+1;/* I+1-N+M */ a=(PANM1/(1-PANM1)/(PAI1/(1-PAI1);PB01=(XAB/EM1-1)/(XAB-1);m=log(a)/log(XAB/EM1)+2.303*log(PB01-(1-PANM1)/(PB01-(1-PAI1);M=(int)floor(m)+1;printf(n%.4f %.4f %.4f %.4f %.4f %d %d %d %.4fn,S,W,PCN,PAN,PBN,I,N,M,S*(N+M+I);void fun3()/t第三出口在萃取段+水相进料 int i;double EM,EM1,MEM,PA0,X0,XNABC,PA01,PCN,PBN,PAN,PCN1,PBN1,PAN1,a,bc,c;double
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