Priprema rijetkih zemnih metala
Proizvodnja rijetkih zemnih metala poznata je i kao pirometalurška proizvodnja rijetkih zemnih metala.Rijetki zemni metaliRijetkozemni metali se generalno dijele na mješovite rijetkozemne metale i pojedinačne rijetkozemne metale. Sastav mješovitih rijetkozemnih metala sličan je originalnom sastavu rijetkozemnih metala u rudi, a pojedinačni metal je metal odvojen i rafiniran iz svakog rijetkozemnog metala. Teško je reducirati okside rijetkozemnih metala (osim oksida samarija, europija, iterbija i tulija) u jedan metal korištenjem općih metalurških metoda, zbog njihove visoke topline formiranja i visoke stabilnosti. Stoga su najčešće korištene sirovine za proizvodnju rijetkozemnih metala njihovi kloridi i fluoridi.
(1) Metoda elektrolize rastopljene soli
Masovna proizvodnja mješovitih rijetkih zemnih metala u industriji uglavnom koristi metodu elektrolize rastopljene soli. Ova metoda uključuje zagrijavanje i topljenje spojeva rijetkih zemalja poput hlorida rijetkih zemalja, a zatim elektrolizu za taloženje rijetkih zemnih metala na katodi. Postoje dvije metode elektrolize: elektroliza hlorida i elektroliza oksida. Metoda pripreme jednog rijetkog zemnog metala varira ovisno o elementu. Samarijum, evropijum, iterbijum i tulijum nisu pogodni za elektrolitičku pripremu zbog visokog napona pare, već se umjesto toga pripremaju metodom redukcione destilacije. Ostali elementi mogu se pripremiti elektrolizom ili metodom termičke redukcije metala.
Elektroliza hlorida je najčešća metoda za proizvodnju metala, posebno za miješane rijetke zemlje. Proces je jednostavan, isplativ i zahtijeva minimalna ulaganja. Međutim, najveći nedostatak je oslobađanje plinovitog hlora, koji zagađuje okoliš.
Oksidna elektroliza ne oslobađa štetne plinove, ali je cijena nešto viša. Općenito, skupi pojedinačni rijetki zemni elementi poput neodimija i prazeodimija proizvode se oksidnom elektrolizom.
(2) Metoda vakuumske termičke redukcije
Metoda elektrolize može pripremiti samo rijetke zemne metale općeg industrijskog kvaliteta. Za pripremu metala s niskim udjelom nečistoća i visokom čistoćom, obično se koristi metoda vakuumske termičke redukcije. Općenito, oksidi rijetkih zemalja se prvo pretvaraju u fluorid rijetkih zemalja, koji se reducira metalnim kalcijem u vakuumskoj indukcijskoj peći kako bi se dobili sirovi metali. Zatim se ponovno tope i destiliraju kako bi se dobili čistiji metali. Ovom metodom mogu se proizvesti svi pojedinačni rijetki zemni metali, ali se ne mogu koristiti samarij, europijum, iterbijum i tulijum.
Potencijal oksidacije i redukcijesamarij, europijum, iterbijum, tulija kalcij je samo djelimično reducirao rijetki fluorid. Općenito, ovi metali se pripremaju korištenjem principa visokog tlaka pare ovih metala i niskog tlaka pare lantana, miješanjem i briketiranjem oksida ova četiri rijetka zemna elementa s ostacima lantana, te njihovom redukcijom u vakuumskoj peći.Lantanje relativno aktivan.Samarijum, europijum, iterbijum i tulijse redukuju lantanom u zlato i sakupljaju na kondenzatoru, koji se lako odvaja od troske.
笔记
Vrijeme objave: 19. april 2023.