Fremstilling af sjældne jordmetaller

Fremstilling af sjældne jordmetaller

Produktionen af ​​sjældne jordartsmetaller er også kendt som pyrometallurgisk produktion af sjældne jordarter.Sjældne jordmetallerer generelt opdelt i blandede sjældne jordartsmetaller og enkelte sjældne jordartsmetaller. Sammensætningen af ​​blandede sjældne jordartsmetaller svarer til den oprindelige sjældne jordartssammensætning i malmen, og et enkelt metal er et metal, der er separeret og raffineret fra hver sjælden jordart. Det er vanskeligt at reducere sjældne jordartsoxider (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 produktion af sjældne jordartsmetaller deres chlorider og fluorider.

(1) Metode med smeltet saltelektrolyse

Masseproduktion af blandede sjældne jordartsmetaller i industrien bruger generelt smeltet saltelektrolyse. Denne metode involverer opvarmning og smeltning af sjældne jordartsforbindelser, såsom sjældne jordartsklorider, og derefter elektrolyse for at udfælde sjældne jordartsmetaller på katoden. Der er to metoder til elektrolyse: kloridelektrolyse og oxidelektrolyse. Fremstillingsmetoden for et enkelt sjældent jordartsmetal varierer afhængigt af grundstoffet. Samarium, europium, ytterbium og thulium er ikke egnede til elektrolytisk fremstilling på grund af deres høje damptryk og fremstilles i stedet ved hjælp af reduktionsdestillationsmetoden. Andre grundstoffer kan fremstilles ved elektrolyse eller termisk reduktion af metal.

Kloridelektrolyse er den mest almindelige metode til fremstilling af metaller, især blandede sjældne jordartsmetaller. 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 prisen er lidt højere. Generelt produceres dyre sjældne jordarter såsom neodym og praseodym ved hjælp af oxidelektrolyse.

(2) Vakuumtermisk reduktionsmetode

Elektrolysemetoden kan kun fremstille almindelige sjældne jordartsmetaller af industriel kvalitet. For at fremstille metaller med lave urenheder og høj renhed anvendes vakuumtermisk reduktionsmetode generelt. Generelt laves sjældne jordartsoxider først til sjældne jordartsfluorid, som reduceres med metallisk calcium i en vakuuminduktionsovn for at opnå råmetaller. Derefter smeltes de om og destilleres for at opnå renere metaller. Denne metode kan producere alle enkeltstående sjældne jordartsmetaller, men samarium, europium, ytterbium og thulium kan ikke anvendes.

Oxidationsreduktionspotentialet forsamarium, europium, ytterbium, thuliumog calcium reducerede kun delvist fluoridet af de sjældne jordarter. Generelt fremstilles disse metaller ved at anvende princippet om højt damptryk for disse metaller og lavt damptryk for 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 slagge.

笔记