Priprema rijetkih zemnih metala

Priprema rijetkih zemnih metala

Proizvodnja rijetkih zemnih metala poznata je i kao pirometalurška proizvodnja rijetkih zemnih metala.Rijetki zemni metaliOpćenito se dijele na mješovite rijetke zemlje i pojedinačne rijetke zemlje. Sastav mješovitih rijetkih zemalja sličan je izvornom sastavu rijetkih zemalja u rudi, a pojedinačni metal je metal odvojen i rafiniran iz svakog rijetkog metala. Teško je reducirati okside rijetkih zemalja (osim oksida samarija, europija, iterbija i tulija) u jedan metal korištenjem općih metalurških metoda zbog njihove visoke topline stvaranja i visoke stabilnosti. Stoga su uobičajeno korištene sirovine za proizvodnju rijetkih zemalja njihovi kloridi i fluoridi.

(1) Metoda elektrolize rastaljene soli

Masovna proizvodnja miješanih rijetkih zemljanih metala u industriji općenito koristi metodu elektrolize rastaljene soli. Ova metoda uključuje zagrijavanje i taljenje spojeva rijetkih zemalja poput klorida rijetkih zemalja, a zatim elektrolizu za taloženje rijetkih zemljanih metala na katodi. Postoje dvije metode elektrolize: kloridna elektroliza i oksidna elektroliza. Metoda pripreme jednog rijetkog zemljanog metala varira ovisno o elementu. Samarij, europij, iterbij i tulij nisu prikladni za elektrolitičku pripremu zbog visokog tlaka pare, već se umjesto toga pripremaju metodom redukcijske destilacije. Ostali elementi mogu se pripremiti elektrolizom ili metodom termičke redukcije metala.

Elektroliza klorida je najčešća metoda za proizvodnju metala, posebno za miješane rijetke zemlje. Postupak je jednostavan, isplativ i zahtijeva minimalna ulaganja. Međutim, najveći nedostatak je oslobađanje plinovitog klora koji zagađuje okoliš.

Oksidna elektroliza ne oslobađa štetne plinove, ali je cijena nešto viša. Općenito, skupi pojedinačni rijetki zemni elementi poput neodimija i prazeodimija proizvode se oksidnom elektrolizom.

(2) Metoda vakuumske termičke redukcije

Metoda elektrolize može pripremiti samo rijetke zemne metale opće industrijske kvalitete. Za pripremu metala s niskim nečistoćama i visokom čistoćom općenito se koristi metoda vakuumske termičke redukcije. Općenito, oksidi rijetkih zemalja prvo se pretvaraju u fluorid rijetkih zemalja, koji se reducira metalnim kalcijem u vakuumskoj indukcijskoj peći kako bi se dobili sirovi metali. Zatim se ponovno tale i destiliraju kako bi se dobili čišći metali. Ovom metodom mogu se proizvesti svi pojedinačni rijetki zemni metali, ali se ne mogu koristiti samarij, europij, iterbij i tulij.

Oksidacijsko-redukcijski potencijalsamarij, europij, iterbij, tulija kalcij je samo djelomično reducirao rijetkozemni fluorid. Općenito, ovi se metali pripremaju korištenjem principa visokog tlaka pare ovih metala i niskog tlaka pare lantana, miješanjem i briketiranjem oksida ovih četiriju rijetkih zemalja s ostacima lantana, te njihovom redukcijom u vakuumskoj peći.Lantanje relativno aktivan.Samarij, europij, iterbij i tulijreduciraju se lantanom u zlato i skupljaju se na kondenzatoru, koji se lako odvaja od troske.

笔记