Fremstilling af sjældne jordarters metaller

Fremstilling af sjældne jordarters metaller

Produktionen af ​​sjældne jordarters metaller er også kendt som sjældne jordarters pyrometallurgisk produktion.Sjældne jordarters metallerer generelt opdelt i blandede sjældne jordarters metaller og enkelte sjældne jordarters metaller. Sammensætningen af ​​blandede sjældne jordarters metaller svarer til den oprindelige sjældne jordarters sammensætning i malmen, og et enkelt metal er et metal, der er adskilt og raffineret fra hver sjældne jordart. Det er vanskeligt at reducere oxider af sjældne jordarter (undtagen oxider af samarium, europium, ytterbium og thulium) til et enkelt metal ved hjælp af generelle metallurgiske metoder på grund af deres høje dannelsesvarme og høje stabilitet. Derfor er de almindeligt anvendte råmaterialer til fremstilling af sjældne jordarters metaller deres chlorider og fluorider.

(1) Elektrolysemetode med smeltet salt

Masseproduktionen af ​​blandede sjældne jordarters metaller i industrien bruger generelt elektrolysemetoden med smeltet salt. Denne metode involverer opvarmning og smeltning af sjældne jordarters forbindelser såsom sjældne jordarters chlorider og derefter elektrolyse for at udfælde sjældne jordarters metaller på katoden. Der er to metoder til elektrolyse: kloridelektrolyse og oxidelektrolyse. Fremstillingsmetoden for et enkelt sjældent jordmetal varierer afhængigt af grundstoffet. Samarium, europium, ytterbium og thulium er ikke egnede til elektrolytisk fremstilling på grund af deres høje damptryk, og er i stedet fremstillet ved hjælp af reduktionsdestillationsmetoden. Andre elementer kan fremstilles ved elektrolyse eller metal termisk reduktionsmetode.

Kloridelektrolyse er den mest almindelige metode til fremstilling af metaller, især for blandede sjældne jordarters metaller. Processen er enkel, omkostningseffektiv og kræver minimal investering. Den største ulempe er dog frigivelsen af ​​klorgas, som forurener miljøet.

Oxidelektrolyse frigiver ikke skadelige gasser, men omkostningerne er lidt højere. Generelt produceres enkeltstående sjældne jordarter som neodym og praseodym ved hjælp af oxidelektrolyse.

(2) Vakuum termisk reduktionsmetode

Elektrolysemetoden kan kun fremstille sjældne jordmetaller af almindelig industriel kvalitet. For at fremstille metaller med lave urenheder og høj renhed anvendes generelt vakuum termisk reduktionsmetode. Generelt omdannes sjældne jordarters oxider først til sjældne jordarters fluorid, som reduceres med metallisk calcium i en vakuuminduktionsovn for at opnå råmetaller. Derefter omsmeltes de og destilleres for at opnå renere metaller. Denne metode kan producere alle enkelte sjældne jordarters metaller, men samarium, europium, ytterbium og thulium kan ikke bruges.

Oxidationsreduktionspotentialet afsamarium, europium, ytterbium, thuliumog calcium reducerede kun delvist det sjældne jordarters fluorid. Generelt fremstilles disse metaller ved at bruge princippet om højt damptryk af disse metaller og lavt damptryk af lanthanmetaller, blande og brikettere oxiderne af disse fire sjældne jordarter med resterne af lanthanmetaller og reducere dem i en vakuumovn. Lanthanumer relativt aktiv.Samarium, europium, ytterbium og thuliumreduceres med lanthan til guld og opsamles på kondensatoren, som er let at adskille fra slagger.

笔记