Fremstilling av sjeldne jordmetaller

Fremstilling av sjeldne jordmetaller

Produksjonen av sjeldne jordmetaller er også kjent som sjeldne jordarters pyrometallurgisk produksjon.Sjeldne jordmetallerer generelt delt inn i blandede sjeldne jordmetaller og enkeltstående sjeldne jordmetaller. Sammensetningen av blandede sjeldne jordmetaller er lik den opprinnelige sjeldne jordartssammensetningen i malmen, og et enkelt metall er et metall separert og raffinert fra hver sjeldne jordart. Det er vanskelig å redusere sjeldne jordartsoksider (bortsett fra oksider av samarium, europium, ytterbium og thulium) til et enkelt metall ved bruk av generelle metallurgiske metoder, på grunn av deres høye formasjonsvarme og høye stabilitet. Derfor er de ofte brukte råvarene for produksjon av sjeldne jordmetaller deres klorider og fluorider.

(1) Elektrolysemetode for smeltet salt

Masseproduksjonen av blandede sjeldne jordmetaller i industrien bruker vanligvis elektrolysemetoden for smeltet salt. Denne metoden innebærer oppvarming og smelting av sjeldne jordartsforbindelser som sjeldne jordartsmetallklorider, og deretter elektrolyse for å utfelle sjeldne jordmetaller på katoden. Det er to metoder for elektrolyse: kloridelektrolyse og oksidelektrolyse. Fremstillingsmetoden for et enkelt sjeldent jordmetall varierer avhengig av grunnstoffet. Samarium, europium, ytterbium og thulium er ikke egnet for elektrolytisk fremstilling på grunn av deres høye damptrykk, og er i stedet tilberedt ved bruk av reduksjonsdestillasjonsmetoden. Andre elementer kan fremstilles ved elektrolyse eller termisk metallreduksjonsmetode.

Kloridelektrolyse er den vanligste metoden for å produsere metaller, spesielt for blandede sjeldne jordmetaller. Prosessen er enkel, kostnadseffektiv og krever minimale investeringer. Den største ulempen er imidlertid utslipp av klorgass, som forurenser miljøet.

Oksydelektrolyse frigjør ikke skadelige gasser, men kostnadene er litt høyere. Vanligvis produseres høyt priset enkelt sjeldne jordarter som neodym og praseodym ved hjelp av oksidelektrolyse.

(2) Vakuum termisk reduksjonsmetode

Elektrolysemetoden kan bare fremstille sjeldne jordmetaller av generell industrikvalitet. For å fremstille metaller med lave urenheter og høy renhet, brukes vanligvis vakuum termisk reduksjonsmetode. Vanligvis gjøres sjeldne jordartsoksider først til sjeldne jordartsfluorid, som reduseres med metallisk kalsium i en vakuuminduksjonsovn for å oppnå råmetaller. Deretter blir de omsmeltet og destillert for å oppnå renere metaller. Denne metoden kan produsere alle enkeltstående sjeldne jordmetaller, men samarium, europium, ytterbium og thulium kan ikke brukes.

Oksydasjonsreduksjonspotensialet tilsamarium, europium, ytterbium, thuliumog kalsium reduserte bare delvis fluor av sjeldne jordarter. Generelt fremstilles disse metallene ved å bruke prinsippet om høyt damptrykk av disse metallene og lavt damptrykk av lantanmetaller, blande og brikettere oksidene til disse fire sjeldne jordartene med rusk av lantanmetaller, og redusere dem i en vakuumovn. Lantaner relativt aktiv.Samarium, europium, ytterbium og thuliumreduseres med lantan til gull og samles på kondensatoren, som er lett å skille fra slagg.

笔记