Bereiding van zeldzame aardmetalen

Bereiding van zeldzame aardmetalen

De productie van zeldzame aardmetalen is ook bekend als zeldzame aardpyrometallurgische productie.Zeldzame aardmetalenzijn over het algemeen verdeeld in gemengde zeldzame aardmetalen en enkele zeldzame aardmetalen. De samenstelling van gemengde zeldzame aardmetalen is vergelijkbaar met de oorspronkelijke zeldzame aardsamenstelling in het erts, en een enkel metaal is een metaal gescheiden en verfijnd van elke zeldzame aarde. Het is moeilijk om zeldzame aardoxiden (behalve oxiden van samarium, europium, ytterbium en thulium) te verminderen in een enkel metaal met behulp van algemene metallurgische methoden, vanwege hun hoge vormingswarmte en hoge stabiliteit. Daarom zijn de veelgebruikte grondstoffen voor de productie van zeldzame aardmetalen hun chloriden en fluoriden.

(1) Molten zout elektrolysemethode

De massaproductie van gemengde zeldzame aardmetalen in de industrie gebruikt in het algemeen de gesmolten zout elektrolysemethode. Deze methode omvat het verwarmen en smelten van zeldzame aardverbindingen zoals zeldzame aardchloriden, en vervolgens elektrolyse om zeldzame aardmetalen op de kathode te neerslaan. Er zijn twee methoden voor elektrolyse: chloride -elektrolyse en oxide -elektrolyse. De voorbereidingsmethode van een enkel zeldzaam aardmetaal varieert afhankelijk van het element. Samarium, europium, ytterbium en thulium zijn niet geschikt voor elektrolytische bereiding vanwege hun hoge dampdruk en worden in plaats daarvan bereid met behulp van de reductiedistillatiemethode. Andere elementen kunnen worden bereid door elektrolyse of thermische metalen reductiemethode.

Chloride -elektrolyse is de meest voorkomende methode voor het produceren van metalen, vooral voor gemengde zeldzame aardmetalen. Het proces is eenvoudig, kosteneffectief en vereist minimale investeringen. Het grootste nadeel is echter de release van chloorgas, dat het milieu vervuilt.

Oxide -elektrolyse geeft geen schadelijke gassen af, maar de kosten zijn iets hoger. Over het algemeen worden hoog geprijsde enkele zeldzame aardes zoals neodymium en praseodymium geproduceerd met behulp van oxide -elektrolyse.

(2) methode voor de thermische reductie van vacuüm

De elektrolysemethode kan alleen zeldzame aardmetalen van de industriële kwaliteit voorbereiden. Om metalen met lage onzuiverheden en een hoge zuiverheid voor te bereiden, wordt in het algemeen een thermische reductiemethode gebruikt. Over het algemeen worden zeldzame aardoxiden eerst in zeldzame aardfluoride gemaakt, dat wordt verminderd met metaalcalcium in een vacuüminductiegeanen om ruwe metalen te verkrijgen. Vervolgens worden ze ontlucht en gedistilleerd om zuiverere metalen te verkrijgen. Deze methode kan alle enkele zeldzame aardmetalen produceren, maar samarium, europium, ytterbium en thulium kunnen niet worden gebruikt.

Het oxidatiereductiepotentieel vanSamarium, europium, ytterbium, thuliumen calcium verminderde slechts gedeeltelijk de zeldzame aardfluoride. Over het algemeen worden deze metalen bereid door het principe van hoge dampdruk van deze metalen en lage dampdruk van lanthaanmetalen te gebruiken, de oxiden van deze vier zeldzame aardes te mengen en te brikeren met het puin van lanthanummetalen en te verminderen in een vacuümoven. Lanthaanis relatief actief.Samarium, europium, ytterbium en thuliumworden verminderd door lanthanum in goud en verzameld op de condensor, wat gemakkelijk te scheiden is van slak.

笔记