Prepararea metalelor din pământuri rare
Producția de metale de pământuri rare este cunoscută și sub denumirea de producție pirometalurgică de pământuri rare.Metale de pământuri raresunt în general împărțite în metale mixte de pământuri rare și metale individuale de pământuri rare. Compoziția metalelor mixte de pământuri rare este similară cu compoziția originală a pământurilor rare din minereu, iar un singur metal este un metal separat și rafinat din fiecare pământ rar. Este dificil să se reducă oxizii de pământuri rare (cu excepția oxizilor de samariu, europiu, yterbiu și tuliu) într-un singur metal folosind metode metalurgice generale, datorită căldurii lor ridicate de formare și a stabilității ridicate. Prin urmare, materiile prime utilizate în mod obișnuit pentru producerea metalelor de pământuri rare sunt clorurile și fluorurile acestora.
(1) Metoda de electroliză cu sare topită
Producția în masă a metalelor de pământuri rare mixte în industrie utilizează, în general, metoda electrolizei cu săruri topite. Această metodă implică încălzirea și topirea compușilor de pământuri rare, cum ar fi clorurile de pământuri rare, și apoi electroliza pentru a precipita metalele de pământuri rare pe catod. Există două metode de electroliză: electroliza clorurilor și electroliza oxidului. Metoda de preparare a unui singur metal de pământuri rare variază în funcție de element. Samariul, europiul, yterbiul și tuliul nu sunt potrivite pentru prepararea electrolitică din cauza presiunii lor de vapori ridicate și sunt preparate folosind metoda distilării prin reducere. Alte elemente pot fi preparate prin electroliză sau prin metoda reducerii termice a metalelor.
Electroliza clorurilor este cea mai comună metodă pentru producerea metalelor, în special pentru metalele mixte din pământuri rare. Procesul este simplu, rentabil și necesită investiții minime. Cu toate acestea, cel mai mare dezavantaj este eliberarea de clor gazos, care poluează mediul.
Electroliza oxidică nu eliberează gaze nocive, dar costul este puțin mai mare. În general, pământurile rare individuale, cu preț ridicat, cum ar fi neodim și praseodim, sunt produse prin electroliza oxidică.
(2) Metoda de reducere termică în vid
Metoda de electroliză poate prepara doar metale de pământuri rare de calitate industrială generală. Pentru a prepara metale cu impurități scăzute și puritate ridicată, se utilizează în general metoda de reducere termică în vid. În general, oxizii de pământuri rare sunt mai întâi transformați în fluorură de pământuri rare, care este redusă cu calciu metalic într-un cuptor cu inducție în vid pentru a obține metale brute. Apoi, sunt retopite și distilate pentru a obține metale mai pure. Această metodă poate produce toate metalele de pământuri rare individuale, dar samariul, europiul, yterbiul și thuliul nu pot fi utilizate.
Potențialul de reducere a oxidării alsamariu, europiu, iterbiu, tuliuiar calciul a redus doar parțial fluorura de pământuri rare. În general, aceste metale sunt preparate folosind principiul presiunii de vapori ridicate a acestor metale și presiunii de vapori scăzute a metalelor lantan, amestecând și brichetând oxizii acestor patru pământuri rare cu resturile de metale lantan și reducându-le într-un cuptor cu vid.Lantaneste relativ activă.Samariu, europiu, iterbiu și tuliusunt reduse de lantan în aur și colectate pe condensator, care este ușor de separat de zgură.
笔记
Data publicării: 19 aprilie 2023