當中國宣布對稀土關鍵技術實施出口管制,世界才猛然意識到,這場博弈的勝負手,并不僅限于礦山。真正卡住全球稀土產業脖子的,往往是那些看不見的精密環節——比如,一個其貌不揚的流量計。它精準控制著萃取分離中每一滴液體的流量,其精度直接決定了稀土產品的純度與產出。大國的戰略反制背后,正是由這些微觀尺度上的極致控制所支撐。
流量計在稀土行業中扮演著至關重要的角色,是實現自動化、精細化生產和質量控制的關鍵設備。稀土生產工藝復雜,涉及多種腐蝕性、高粘度或含有顆粒物的流體,對流量測量提出了很高的要求。
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以下是流量計在稀土行業中的主要應用、選型要點及面臨的挑戰的詳細解析:
稀土冶煉分離是一個典型的濕法冶金過程,流量計貫穿于多個核心環節:
一、 主要應用場景
稀土冶煉分離是一個典型的濕法冶金過程,流量計貫穿于多個核心環節:
1. 浸出工序
測量介質: 濃硫酸、鹽酸、燒堿等腐蝕性液體,以及礦漿(含有固體顆粒的懸浮液)。
應用目的: 精確控制酸、堿的投加量,確保稀土元素被高效、選擇性地從礦石中溶解出來。過少的酸會導致浸出率低,過多的酸則造成浪費和環保壓力。
常用流量計類型: 電磁流量計、科里奧利質量流量計。
2. 萃取分離工序(核心應用)
測量介質:
水相: 含有稀土離子的氯化物或硝酸鹽溶液。
有機相: 萃取劑(如P507、P204)和煤油等稀釋劑的混合物,通常具有高粘度。
應用目的: 這是稀土分離的“心臟”環節。需要極其精確地控制水相(A)和有機相(O)的流量比(A/O比)。微小的流量偏差就會導致產品純度不達標、收率下降或萃取劑浪費。此處的流量測量要求精度高、響應快、穩定性好。
常用流量計類型: 科里奧利質量流量計(首選,可直接測量質量流量和密度)、金屬轉子流量計、精密電磁流量計。
3. 沉淀與結晶工序
測量介質: 草酸、碳酸氫銨等沉淀劑溶液。
應用目的: 精確控制沉淀劑的加入量,以獲得特定晶型和純度的稀土化合物(如草酸稀土、碳酸稀土)。
常用流量計類型: 電磁流量計、渦輪流量計。
4. 廢水與廢氣處理
測量介質: 工藝廢水、酸堿洗滌液、絮凝劑等。
應用目的: 監控和處理生產過程中產生的“三廢”,滿足環保法規要求。例如,精確添加中和劑(酸或堿)處理酸性或堿性廢水。
常用流量計類型:
電磁流量計
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? 無壓損,耐磨損? 耐腐蝕(依賴內襯和電極)? 測量范圍廣,精度較高? 可測量臟污、腐蝕性導電液體, 應用環境為礦漿、酸、堿、廢水等導電液體的測量,局限性只能測量導電液體,不能測有機相(油類)? 對安裝直管段有要求
科里奧利質量流量計
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?直接測量質量流量,精度極高? 同時可測密度和溫度? 不受流體物性(粘度、密度、導電性)影響? 適用多種流體(導電/非導電),應用環境為萃取工序的水相和有機相精確計量? 高附加值化學品的批量控制。初期投資成本較高? 對安裝時的振動敏感? 壓力損失相對較大
金屬轉子流量計
? 結構簡單,價格較低? 適用于中小管徑、中低流速? 可選耐腐蝕材質, 應用環境為輔助流程,有機相或試劑的就地指示和測量,有可動部件,存在磨損風險? 精度低于電磁和科里奧利? 需要垂直安裝
超聲波流量計
?無阻礙,無壓損? 可夾鉗安裝,便于維護,大管徑水/廢水流量測量? 作為臨時檢測或校驗工具, 測量精度受流體性質、管壁狀況影響較大? 對安裝要求高
在稀土行業中,流量計已從簡單的監視工具,升級為保障產品質量、提高元素收率、降低生產成本和實現綠色生產的核心傳感器。
電磁流量計因其卓越的耐腐蝕和耐磨損性能,在礦漿、酸、堿等導電介質的測量中占據主導地位。
科里奧利質量流量計則憑借其無以倫比的精度和多參數測量能力,成為萃取分離等核心工藝中精確控制流量比的“不二之選”。
正確的選型、安裝和維護,是確保流量計在苛刻的稀土生產環境中穩定、長期運行的根本。
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