Προετοιμασία μετάλλων σπάνιων γαιών

Προετοιμασία μετάλλων σπάνιων γαιών

Η παραγωγή μετάλλων σπάνιων γαιών είναι επίσης γνωστή ως πυρομετατορουργική παραγωγή σπάνιας γης.Μέταλλα σπάνιων γαιώνγενικά χωρίζονται σε μικτά μέταλλα σπάνιων γαιών και μέταλλα μεμονωμένων σπάνιων γαιών. Η σύνθεση των μικτών μετάλλων σπάνιων γαιών είναι παρόμοια με την αρχική σύνθεση σπάνιων γαιών στο μεταλλεύμα και ένα μόνο μέταλλο είναι ένα μέταλλο που διαχωρίζεται και εξευγενίζεται από κάθε σπάνια γη. Είναι δύσκολο να μειωθούν τα οξείδια σπάνιων γαιών (εκτός από τα οξείδια του Σαμαρίου, του ευρωπαϊκού, του ytterbium και του θώλουιου) σε ένα μόνο μέταλλο χρησιμοποιώντας γενικές μεταλλουργικές μεθόδους, λόγω της υψηλής θερμότητας σχηματισμού και υψηλής σταθερότητας. Ως εκ τούτου, οι κοινώς χρησιμοποιούμενες πρώτες ύλες για την παραγωγή μετάλλων σπάνιων γαιών είναι τα χλωρίδια και τα φθορίδια τους.

(1) Μέθοδος ηλεκτρόλυσης λιωμένου αλατιού

Η μαζική παραγωγή μικτών μετάλλων σπάνιων γαιών στη βιομηχανία χρησιμοποιεί γενικά τη μέθοδο της ηλεκτρόλυσης λιωμένου αλατιού. Αυτή η μέθοδος περιλαμβάνει τη θέρμανση και την τήξη των ενώσεων σπάνιων γαιών, όπως τα χλωρίδια σπάνιων γαιών και στη συνέχεια η ηλεκτρόλυση για να κατακρημνίσουν τα μέταλλα της σπάνιας γης στην κάθοδο. Υπάρχουν δύο μέθοδοι ηλεκτρόλυσης: ηλεκτρόλυση χλωριδίου και ηλεκτρόλυση οξειδίου. Η μέθοδος παρασκευής ενός μεμονωμένου μεταλλικού σπάνιου γαιοκτήμονα ποικίλλει ανάλογα με το στοιχείο. Το Samarium, το Europium, το Ytterbium και το Thulium δεν είναι κατάλληλα για ηλεκτρολυτικό παρασκεύασμα λόγω της υψηλής πίεσης ατμών τους και αντ 'αυτού παρασκευάζονται χρησιμοποιώντας μέθοδο απόσταξης μείωσης. Άλλα στοιχεία μπορούν να παρασκευαστούν με ηλεκτρόλυση ή μέθοδο μέταλλο θερμικής αναγωγής.

Η ηλεκτρόλυση χλωριδίου είναι η πιο κοινή μέθοδος για την παραγωγή μετάλλων, ειδικά για μικτά μέταλλα σπάνιων γαιών. Η διαδικασία είναι απλή, οικονομικά αποδοτική και απαιτεί ελάχιστες επενδύσεις. Ωστόσο, το μεγαλύτερο μειονέκτημα είναι η απελευθέρωση αερίου χλωρίου, το οποίο μολύνει το περιβάλλον.

Η ηλεκτρόλυση οξειδίου δεν απελευθερώνει επιβλαβή αέρια, αλλά το κόστος είναι ελαφρώς υψηλότερο. Γενικά, παράγονται μονές σπάνιες γαιοκτήμονες υψηλής τιμής όπως το νεοδύμιο και το πρασιόριο χρησιμοποιώντας ηλεκτρόλυση οξειδίου.

(2) Μέθοδος θερμικής μείωσης κενού

Η μέθοδος ηλεκτρόλυσης μπορεί να παρασκευάσει μόνο γενικά βιομηχανικά μέταλλα σπάνιας γης. Για την παρασκευή μετάλλων με χαμηλές ακαθαρσίες και υψηλή καθαρότητα, χρησιμοποιείται γενικά η μέθοδος θερμικής μείωσης κενού. Γενικά, τα οξείδια σπάνιων γαιών κατασκευάζονται πρώτα σε φθορίου σπάνιων γαιών, το οποίο μειώνεται με μεταλλικό ασβέστιο σε φούρνο επαγωγής κενού για να ληφθούν ακατέργαστα μέταλλα. Στη συνέχεια, απομακρύνονται και αποστάζονται για να αποκτήσουν καθαρότερα μέταλλα. Αυτή η μέθοδος μπορεί να παράγει όλα τα μεμονωμένα μέταλλα της σπάνιας γης, αλλά το Samarium, το Europium, το Ytterbium και το Thulium δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν.

Το δυναμικό μείωσης της οξείδωσης τουSamarium, Europium, Ytterbium, Thuliumκαι το ασβέστιο μείωσε μόνο εν μέρει το φθόριο σπάνιων γαιών. Γενικά, αυτά τα μέταλλα παρασκευάζονται χρησιμοποιώντας την αρχή της υψηλής πίεσης ατμών αυτών των μετάλλων και της χαμηλής πίεσης ατμών των μετάλλων του λανθανίου, της ανάμειξης και της διφωτισμού των οξειδίων αυτών των τεσσάρων σπάνιων γαιών με τα συντρίμμια των μετάλλων του λανθάνου και τη μείωση τους σε φούρνο κενού. Λανθάνιοείναι σχετικά ενεργό.Samarium, Europium, Ytterbium και Thuliumμειώνονται από το Lanthanum σε χρυσό και συλλέγονται στον συμπυκνωτή, ο οποίος είναι εύκολο να διαχωριστεί από τη σκωρία.

笔记