Отримання рідкоземельних металів
Виробництво рідкоземельних металів також відоме як рідкоземельні пірометалургійне виробництво.Рідкоземельні метализазвичай поділяються на змішані рідкоземельні метали та окремі рідкоземельні метали.Склад змішаних рідкісноземельних металів подібний до початкового складу рідкісноземельних металів у руді, а окремий метал — це метал, виділений та очищений від кожного рідкоземельного металу.Відновити рідкоземельні оксиди (за винятком оксидів самарію, європію, ітербію та тулію) в єдиний метал за допомогою загальних металургійних методів важко через їх високу теплоту утворення та високу стабільність.Тому широко використовуваною сировиною для виробництва рідкоземельних металів є їх хлориди та фториди.
(1) Метод електролізу розплавленої солі
Масове виробництво змішаних рідкоземельних металів у промисловості зазвичай використовує метод електролізу розплавленої солі.Цей метод передбачає нагрівання та плавлення рідкоземельних сполук, таких як хлориди рідкоземельних металів, а потім електроліз для осадження рідкоземельних металів на катоді.Існує два способи електролізу: хлоридний і оксидний.Спосіб отримання окремого рідкоземельного металу залежить від елемента.Самарій, європій, ітербій і тулій непридатні для електролітичного приготування через високий тиск пари, а замість цього отримують методом відновної дистиляції.Інші елементи можна одержати електролізом або методом термічного відновлення металу.
Електроліз хлоридів є найпоширенішим методом виробництва металів, особливо змішаних рідкоземельних металів.Процес простий, економічний і вимагає мінімальних вкладень.Однак найбільшим недоліком є виділення газоподібного хлору, який забруднює навколишнє середовище.
Електроліз оксидів не виділяє шкідливих газів, але вартість трохи вище.Як правило, дорогі окремі рідкісноземельні елементи, такі як неодим і празеодім, виробляються за допомогою оксидного електролізу.
(2) Метод вакуумного термічного відновлення
Методом електролізу можна отримати лише рідкоземельні метали загального промислового класу.Для отримання металів з низьким вмістом домішок і високою чистотою зазвичай використовують метод термічного відновлення у вакуумі.Як правило, рідкоземельні оксиди спочатку перетворюються на рідкоземельний фторид, який відновлюється металевим кальцієм у вакуумній індукційній печі для отримання сирих металів.Потім їх переплавляють і дистилюють для отримання більш чистих металів.Цим методом можна отримати всі окремі рідкоземельні метали, але не можна використовувати самарій, європій, ітербій і тулій.
Окислювально-відновний потенціалсамарій, європій, ітербій, тулійа кальцій лише частково відновив рідкоземельний фторид.Як правило, ці метали отримують шляхом використання принципу високого тиску пари цих металів і низького тиску пари металів лантану, змішування та брикетування оксидів цих чотирьох рідкоземельних елементів з уламками металів лантану та відновлення їх у вакуумній печі..лантанє відносно активним.Самарій, європій, ітербій і тулійвідновлюються лантаном до золота і збираються на конденсаторі, який легко відокремити від шлаку.
笔记
Час публікації: 19 квітня 2023 р