Nadir Toprak Metallerinin Hazırlanması

Nadir Toprak Metallerinin Hazırlanması

Nadir toprak metallerinin üretimine nadir toprak pirometalurjik üretimi de denir.Nadir toprak metalleriGenellikle karışık nadir toprak metalleri ve tek nadir toprak metalleri olarak ayrılırlar. Karışık nadir toprak metallerinin bileşimi, cevherdeki orijinal nadir toprak bileşimine benzer ve tek metal, her nadir topraktan ayrılmış ve rafine edilmiş bir metaldir. Yüksek oluşum ısıları ve yüksek kararlılıkları nedeniyle, nadir toprak oksitlerini (samaryum, europiyum, iterbiyum ve tülyum oksitleri hariç) genel metalurjik yöntemler kullanarak tek bir metale indirgemek zordur. Bu nedenle, nadir toprak metallerinin üretiminde yaygın olarak kullanılan hammaddeler, klorürleri ve florürleridir.

(1) Erimiş tuz elektroliz yöntemi

Endüstride karışık nadir toprak metallerinin seri üretimi genellikle erimiş tuz elektrolizi yöntemini kullanır. Bu yöntem, nadir toprak klorürleri gibi nadir toprak bileşiklerinin ısıtılıp eritilmesini ve ardından nadir toprak metallerinin katotta çökeltilmesi için elektrolizi içerir. İki elektroliz yöntemi vardır: klorür elektrolizi ve oksit elektrolizi. Tek bir nadir toprak metalinin hazırlanma yöntemi elemente bağlı olarak değişir. Samaryum, europiyum, iterbiyum ve tulyum yüksek buhar basınçları nedeniyle elektrolitik hazırlama için uygun değildir ve bunun yerine indirgeme damıtma yöntemi kullanılarak hazırlanır. Diğer elementler elektroliz veya metal termal indirgeme yöntemi ile hazırlanabilir.

Klorür elektrolizi, özellikle karışık nadir toprak metalleri için metal üretmenin en yaygın yöntemidir. İşlem basit, uygun maliyetlidir ve minimum yatırım gerektirir. Ancak en büyük dezavantajı, çevreyi kirleten klor gazının salınmasıdır.

Oksit elektrolizi zararlı gazlar salmaz, ancak maliyeti biraz daha yüksektir. Genellikle, neodimyum ve praseodimyum gibi yüksek fiyatlı tek nadir toprak elementleri oksit elektrolizi kullanılarak üretilir.

(2) Vakum termal indirgeme yöntemi

Elektroliz yöntemi yalnızca genel endüstriyel sınıf nadir toprak metalleri hazırlayabilir. Düşük safsızlık ve yüksek saflıkta metaller hazırlamak için genellikle vakumlu termal indirgeme yöntemi kullanılır. Genellikle, nadir toprak oksitleri önce nadir toprak florürüne dönüştürülür ve bu, ham metaller elde etmek için vakumlu indüksiyon fırınında metalik kalsiyumla indirgenir. Daha sonra, daha saf metaller elde etmek için yeniden eritilir ve damıtılır. Bu yöntem tüm tek nadir toprak metallerini üretebilir, ancak samaryum, europiyum, iterbiyum ve tülyum kullanılamaz.

Oksidasyon indirgeme potansiyelisamaryum, europium, iterbiyum, tulyumve kalsiyum nadir toprak florürünü yalnızca kısmen azalttı. Genellikle, bu metaller bu metallerin yüksek buhar basıncı ve lantan metallerinin düşük buhar basıncı ilkesi kullanılarak hazırlanır, bu dört nadir toprak elementinin oksitleri lantan metallerinin artıklarıyla karıştırılıp briketlenir ve bunlar bir Vakum fırınında azaltılır. Lantannispeten aktiftir.Samaryum, europium, iterbiyum ve tulyumlantan tarafından altına indirgenir ve cüruftan ayrılması kolay olan kondansatörde toplanır.

笔记