Підготовка рідкоземельних металів

Підготовка рідкоземельних металів

Виробництво рідкоземельних металів також відоме як пірометалургійне виробництво рідкоземельних металів.Рідкоземельні металиРідкоземельні метали зазвичай поділяються на змішані та окремі рідкісноземельні метали. Склад змішаних рідкісноземельних металів подібний до початкового складу рідкісноземельних металів у руді, а окремий метал - це метал, виділений та очищений з кожного рідкісноземельного елемента. Відновити оксиди рідкісноземельних металів (за винятком оксидів самарію, європію, ітербію та тулію) в окремий метал за допомогою загальних металургійних методів важко через їх високу теплоту утворення та високу стабільність. Тому зазвичай використовується сировина для виробництва рідкісноземельних металів - це їх хлориди та фториди.

(1) Метод електролізу розплавленої солі

Масове виробництво змішаних рідкоземельних металів у промисловості зазвичай використовує метод електролізу розплавлених солей. Цей метод включає нагрівання та плавлення рідкоземельних сполук, таких як хлориди рідкоземельних металів, а потім електроліз для осадження рідкоземельних металів на катоді. Існує два методи електролізу: хлоридний електроліз та оксидний електроліз. Метод отримання окремого рідкоземельного металу залежить від елемента. Самарій, європій, ітербій та тулій не підходять для електролітичного отримання через високий тиск пари, і натомість їх отримують методом відновної дистиляції. Інші елементи можна отримати електролізом або методом термічного відновлення металу.

Хлорний електроліз є найпоширенішим методом виробництва металів, особливо змішаних рідкоземельних металів. Процес простий, економічно ефективний і вимагає мінімальних інвестицій. Однак найбільшим недоліком є ​​виділення газоподібного хлору, який забруднює навколишнє середовище.

Оксидний електроліз не виділяє шкідливих газів, але його вартість дещо вища. Як правило, за допомогою оксидного електролізу виробляють дорогі окремі рідкісноземельні елементи, такі як неодим і празеодим.

(2) Метод вакуумного термічного відновлення

Метод електролізу дозволяє отримувати лише рідкоземельні метали загального промислового класу. Для отримання металів з низьким вмістом домішок та високою чистотою зазвичай використовується метод вакуумного термічного відновлення. Як правило, оксиди рідкоземельних елементів спочатку перетворюють на фторид рідкоземельних елементів, який відновлюють металевим кальцієм у вакуумній індукційній печі для отримання необроблених металів. Потім їх переплавляють та переганяють для отримання чистіших металів. Цей метод дозволяє отримувати всі окремі рідкоземельні метали, але самарій, європій, ітербій та тулій використовувати не можна.

Окисно-відновний потенціалсамарій, європій, ітербій, тулійа кальцій лише частково відновлював фторид рідкоземельних елементів. Зазвичай ці метали отримують, використовуючи принцип високого тиску пари цих металів та низького тиску пари лантану, змішуючи та брикетуючи оксиди цих чотирьох рідкоземельних елементів із залишками лантану, а потім відновлюючи їх у вакуумній печі.Лантанує відносно активним.Самарій, європій, ітербій і тулійвідновлюються лантаном до золота та збираються на конденсаторі, який легко відокремити від шлаку.

笔记