Retųjų žemių metalų paruošimas

Retųjų žemių metalų paruošimas

Retųjų žemių metalų gamyba taip pat žinoma kaip retųjų žemių pirometalurginė gamyba.Retųjų žemių metalaiPaprastai retieji žemių metalai skirstomi į mišrius retuosius žemių metalus ir pavienius retuosius žemių metalus. Mišrių retųjų žemių metalų sudėtis yra panaši į pradinę retųjų žemių sudėtį rūdoje, o pavienis metalas yra metalas, atskirtas ir rafinuotas nuo kiekvieno retojo žemių elemento. Retųjų žemių oksidus (išskyrus samario, europio, iterbio ir tulio oksidus) sunku redukuoti į vieną metalą naudojant bendruosius metalurgijos metodus dėl jų didelės susidarymo šilumos ir didelio stabilumo. Todėl retųjų žemių metalų gamybai dažniausiai naudojamos žaliavos yra jų chloridai ir fluoridai.

(1) Išlydytos druskos elektrolizės metodas

Pramonėje masinei retųjų žemių metalų mišinių gamybai paprastai naudojamas išlydytos druskos elektrolizės metodas. Šis metodas apima retųjų žemių junginių, tokių kaip retųjų žemių chloridai, kaitinimą ir lydymą, o po to elektrolizę, kad ant katodo nusodintų retuosius žemių metalus. Yra du elektrolizės metodai: chloridų elektrolizė ir oksidų elektrolizė. Atskiro retųjų žemių metalo paruošimo būdas priklauso nuo elemento. Samaris, europis, iterbis ir tulis netinka elektrolizei dėl didelio garų slėgio, todėl jie paruošiami redukcinės distiliacijos metodu. Kiti elementai gali būti paruošti elektrolizės arba metalų terminio redukcijos metodu.

Chloridų elektrolizė yra labiausiai paplitęs metalų, ypač mišrių retųjų žemių metalų, gamybos metodas. Procesas yra paprastas, ekonomiškas ir reikalauja minimalių investicijų. Tačiau didžiausias trūkumas yra chloro dujų išsiskyrimas, kuris teršia aplinką.

Oksido elektrolizės metu neišsiskiria kenksmingos dujos, tačiau jos kaina yra šiek tiek didesnė. Paprastai brangūs pavieniai retieji žemės elementai, tokie kaip neodimis ir praseodimis, gaminami naudojant oksido elektrolizę.

(2) Vakuuminis terminio redukcijos metodas

Elektrolizės metodu galima paruošti tik bendrosios pramoninės klasės retųjų žemių metalus. Norint paruošti metalus su mažu priemaišų kiekiu ir dideliu grynumu, paprastai naudojamas vakuuminės terminės redukcijos metodas. Paprastai retųjų žemių oksidai pirmiausia paverčiami retųjų žemių fluoridu, kuris redukuojamas metaliniu kalciu vakuuminėje indukcinėje krosnyje, kad būtų gauti neapdoroti metalai. Tada jie perlydomi ir distiliuojami, kad būtų gauti grynesni metalai. Šiuo metodu galima pagaminti visus atskirus retųjų žemių metalus, tačiau negalima naudoti samario, europio, iterbio ir tulio.

Oksidacijos redukcijos potencialassamaris, europium, iterbis, tulisir kalcis tik iš dalies redukavo retųjų žemių fluoridą. Paprastai šie metalai gaunami taikant šių metalų aukšto garų slėgio ir lantano metalų mažo garų slėgio principą, sumaišant ir briketuojant šių keturių retųjų žemių oksidus su lantano metalų atliekomis ir redukuojant jas vakuuminėje krosnyje.Lantanasyra gana aktyvus.Samaris, europium, iterbis ir tulislantano veikiami redukuojami į auksą ir surenkami kondensatoriuje, kurį lengva atskirti nuo šlako.

笔记