Fremstilling av sjeldne jordmetaller

Fremstilling av sjeldne jordmetaller

Produksjonen av sjeldne jordmetaller er også kjent som pyrometallurgisk produksjon av sjeldne jordmetaller.Sjeldne jordmetallerDeles vanligvis inn i blandede sjeldne jordmetaller og enkeltstående sjeldne jordmetaller. Sammensetningen av blandede sjeldne jordmetaller ligner på den opprinnelige sjeldne jordartssammensetningen i malmen, og et enkelt metall er et metall som er separert og raffinert fra hver sjeldne jordart. Det er vanskelig å redusere sjeldne jordartsoksider (med unntak av oksider av samarium, europium, ytterbium og tulium) til et enkelt metall ved bruk av generelle metallurgiske metoder, på grunn av deres høye dannelsesvarme og høye stabilitet. Derfor er de vanlig brukte råmaterialene for produksjon av sjeldne jordmetaller kloridene og fluoridene deres.

(1) Metode med smeltet saltelektrolyse

Masseproduksjon av blandede sjeldne jordmetaller i industrien bruker vanligvis smeltet saltelektrolysemetode. Denne metoden innebærer oppvarming og smelting av sjeldne jordartsforbindelser som sjeldne jordartsklorider, og deretter elektrolyse for å utfelle sjeldne jordartsmetaller på katoden. Det finnes to metoder for elektrolyse: kloridelektrolyse og oksidelektrolyse. Fremstillingsmetoden for et enkelt sjeldne jordartsmetall varierer avhengig av elementet. Samarium, europium, ytterbium og tulium er ikke egnet for elektrolytisk fremstilling på grunn av deres høye damptrykk, og fremstilles i stedet ved hjelp av reduksjonsdestillasjonsmetoden. Andre elementer kan fremstilles ved elektrolyse eller termisk reduksjonsmetode.

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.

Oksidelektrolyse frigjør ikke skadelige gasser, men kostnaden er litt høyere. Vanligvis produseres dyre enkeltstående sjeldne jordarter som neodym og praseodym ved hjelp av oksidelektrolyse.

(2) Vakuumtermisk reduksjonsmetode

Elektrolysemetoden kan bare fremstille generelle sjeldne jordmetaller av industriell kvalitet. For å fremstille metaller med lave urenheter og høy renhet brukes vanligvis vakuumtermisk reduksjon. Vanligvis blir sjeldne jordartsoksider først omgjort til sjeldne jordartsfluorid, som reduseres med metallisk kalsium i en vakuuminduksjonsovn for å oppnå råmetaller. Deretter smeltes de på nytt og destilleres for å oppnå renere metaller. Denne metoden kan produsere alle enkeltstående sjeldne jordartsmetaller, men samarium, europium, ytterbium og tulium kan ikke brukes.

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

笔记