Nadir toprak metallerinin hazırlanması

Nadir toprak metallerinin hazırlanması

Nadir toprak metallerinin üretimi, nadir toprak pirometalürjik üretimi olarak da bilinir.Nadir toprak metallerigenellikle karışık nadir toprak metallerine ve tek nadir toprak metallerine ayrılır. Karışık nadir toprak metallerinin bileşimi, cevherdeki orijinal nadir toprak bileşimine benzer ve tek bir metal, her nadir topraktan ayrılmış ve rafine edilmiş bir metaldir. Yüksek oluşum ısısı ve yüksek stabiliteleri nedeniyle nadir toprak oksitleri (samaryum, europium, ytterbium ve thulium oksitleri hariç) genel metalurjik yöntemler kullanılarak tek bir metale azaltmak zordur. Bu nedenle, nadir toprak metallerinin üretimi için yaygın olarak kullanılan hammaddeler klorürleri ve florürlerdir.

(1) Erimiş tuz elektroliz yöntemi

Endüstride karışık nadir toprak metallerinin kütle üretimi genellikle erimiş tuz elektroliz yöntemini kullanır. Bu yöntem, nadir toprak klorürler gibi nadir toprak bileşiklerinin ısıtılmasını ve eritilmesini ve daha sonra katotta nadir toprak metallerini çökeltmek için elektrolizi içerir. İki elektroliz yöntemi vardır: klorür elektrolizi ve oksit elektroliz. Tek bir nadir toprak metalinin hazırlama yöntemi, elemana bağlı olarak değişir. Samaryum, Europium, Ytterbium ve Thulium, yüksek buhar basıncından dolayı elektrolitik preparat için uygun değildir ve bunun yerine indirgeme damıtma yöntemi kullanılarak hazırlanır. Diğer elemanlar elektroliz veya metal termal indirgeme yöntemi ile hazırlanabilir.

Klorür elektrolizi, özellikle karışık nadir toprak metalleri için metaller üretmek için en yaygın yöntemdir. Süreç basit, uygun maliyetlidir ve minimum yatırım gerektirir. Bununla birlikte, en büyük dezavantaj, çevreyi kirleten klor gazının salınmasıdır.

Oksit elektrolizi zararlı gazlar serbest bırakmaz, ancak maliyet biraz daha yüksektir. Genel olarak, neodimyum ve praseodimyum gibi yüksek fiyatlı tek nadir topraklar oksit elektrolizi kullanılarak üretilir.

(2) Vakum termal indirgeme yöntemi

Elektroliz yöntemi sadece genel endüstriyel sınıf nadir toprak metalleri hazırlayabilir. Düşük safsızlıkları ve yüksek saflıklı metaller hazırlamak için, vakum termal indirgeme yöntemi genellikle kullanılır. Genel olarak, nadir toprak oksitler ilk olarak nadir toprak florür haline getirilir, bu da ham metal elde etmek için bir vakum indüksiyon fırında metalik kalsiyum ile azaltılır. Daha sonra, daha saf metaller elde etmek için yeniden ele geçirilir ve damıtılırlar. Bu yöntem tüm nadir toprak metallerini üretebilir, ancak samaryum, europium, ytterbium ve thulium kullanılamaz.

Oksidasyon azaltma potansiyeliSamaryum, Europium, Ytterbium, Thuliumve kalsiyum sadece nadir toprak florürü kısmen azalttı. Genel olarak, bu metaller bu metallerin yüksek buhar basıncı prensibi ve lantanim metallerinin düşük buhar basıncı kullanılarak, bu dört nadir dünyanın oksitlerinin lantanim metallerinin enkazıyla karıştırılması ve briketleri kullanılarak ve bunları bir vakum fırında azaltarak hazırlanır.. Lantannispeten aktiftir.Samaryum, Europium, Ytterbium ve Thuliumlantanim ile altına indirgenir ve kondenser üzerinde toplanır, bu da cüruftan ayrılması kolaydır.

笔记