Nadir Toprak Metallerinin Hazırlanması

Nadir Toprak Metallerinin Hazırlanması

Nadir toprak metallerinin üretimi aynı zamanda nadir toprak pirometalurjik üretimi olarak da bilinir.Nadir toprak metallerigenellikle karışık nadir toprak metalleri ve tek nadir toprak metalleri olarak ikiye ayrılır.Karışık nadir toprak metallerinin bileşimi, cevherdeki orijinal nadir toprak bileşimine benzer ve tek bir metal, her bir nadir topraktan ayrılan ve rafine edilen bir metaldir.Nadir toprak oksitlerini (samaryum, evropiyum, iterbiyum ve tülyum oksitleri hariç) yüksek oluşum ısısı ve yüksek stabilitesi nedeniyle genel metalurjik yöntemler kullanarak tek bir metale indirgemek zordur.Bu nedenle nadir toprak metallerinin üretiminde yaygın olarak kullanılan hammaddeler bunların klorürleri ve florürleridir.

(1) Erimiş tuz elektroliz yöntemi

Endüstride karışık nadir toprak metallerinin seri üretiminde genellikle erimiş tuz elektroliz yöntemi kullanılır.Bu yöntem, nadir toprak klorürler gibi nadir toprak bileşiklerinin ısıtılmasını ve eritilmesini ve ardından nadir toprak metallerinin katotta çökeltilmesi için elektrolizi içerir.Elektrolizin iki yöntemi vardır: klorür elektrolizi ve oksit elektrolizi.Tek bir nadir toprak metalinin hazırlanma yöntemi elemente bağlı olarak değişir.Samaryum, öropiyum, itterbiyum ve tülyum, yüksek buhar basınçları nedeniyle elektrolitik hazırlamaya uygun değildir ve bunun yerine indirgeme damıtma yöntemi kullanılarak hazırlanır.Diğer elementler elektroliz veya metal termal indirgeme yöntemiyle hazırlanabilir.

Klorür elektrolizi, özellikle karışık nadir toprak metalleri olmak üzere metal üretimi için en yaygın yöntemdir.Süreç basit, uygun maliyetli ve minimum yatırım gerektiriyor.Ancak en büyük dezavantajı çevreyi kirleten klor gazının açığa çıkmasıdır.

Oksit elektrolizi zararlı gazlar açığa çıkarmaz ancak maliyeti biraz daha yüksektir.Genellikle neodim ve praseodim gibi yüksek fiyatlı tek nadir toprak elementleri oksit elektrolizi kullanılarak üretilir.

(2) Vakumlu termal indirgeme yöntemi

Elektroliz yöntemi yalnızca genel endüstriyel sınıf nadir toprak metallerini hazırlayabilir.Safsızlıkları düşük ve saflığı yüksek metallerin hazırlanması için genellikle vakumlu termal indirgeme yöntemi kullanılır.Genel olarak, nadir toprak oksitleri ilk olarak nadir toprak florür haline getirilir ve bu, ham metaller elde etmek için bir vakum indüksiyon fırınında metalik kalsiyum ile indirgenir.Daha sonra daha saf metaller elde etmek için yeniden eritilir ve damıtılır.Bu yöntem tüm nadir toprak metallerini üretebilir ancak samaryum, evropiyum, iterbiyum ve tülyum kullanılamaz.

Oksidasyon azaltma potansiyelisamaryum, europium, iterbiyum, tulyumve kalsiyum nadir toprak florürünü yalnızca kısmen azalttı.Genel olarak bu metaller, bu metallerin yüksek buhar basıncı ve lantan metallerinin düşük buhar basıncı prensibi kullanılarak, bu dört nadir toprak elementinin oksitlerinin lantan metallerinin kalıntılarıyla karıştırılıp briketlenmesi ve bunların bir Vakum fırınında indirgenmesiyle hazırlanır..Lantannispeten aktiftir.Samaryum, europium, iterbiyum ve tülyumlantan tarafından altına indirgenir ve cüruftan ayrılması kolay olan yoğunlaştırıcıda toplanır.

笔记