A ritkaföldfémek előállítását ritkaföldfém-pirometallurgiai termelésnek is nevezik.Ritkaföldfémekáltalában vegyes ritkaföldfémekre és egyetlen ritkaföldfémre oszthatók. A vegyes ritkaföldfémek összetétele hasonló az érc eredeti ritkaföldfém-összetételéhez, és az egyetlen fém az egyes ritkaföldfémekből elválasztott és finomított fém. A ritkaföldfém-oxidokat (a szamárium, európium, itterbium és túlium oxidjai kivételével) nehéz egyetlen fémmé redukálni általános kohászati módszerekkel, magas képződési hőjük és nagy stabilitásuk miatt. Ezért a ritkaföldfémek előállításához általában használt nyersanyagok a kloridjaik és fluoridjaik.
(1) Olvasztott só elektrolízis módszer
A vegyes ritkaföldfémek ipari tömegtermelése általában az olvadt só elektrolízis módszerét alkalmazza. Ez a módszer magában foglalja a ritkaföldfém-vegyületek, például a ritkaföldfém-kloridok hevítését és megolvasztását, majd elektrolízissel történő kicsapását a katódon. Az elektrolízisnek két módszere van: a klorid elektrolízis és az oxid elektrolízis. Az egyes ritkaföldfémek előállítási módja az elemtől függően változik. A szamárium, az európium, az itterbium és a túlium magas gőznyomásuk miatt nem alkalmasak elektrolitikus előállítására, ehelyett redukciós desztillációs módszerrel állítják elő őket. Más elemek elektrolízissel vagy fémes termikus redukcióval állíthatók elő.
A kloridos elektrolízis a fémek, különösen a vegyes ritkaföldfémek előállításának leggyakoribb módszere. Az eljárás egyszerű, költséghatékony és minimális beruházást igényel. A legnagyobb hátránya azonban a klórgáz kibocsátása, amely szennyezi a környezetet.
Az oxid elektrolízis nem bocsát ki káros gázokat, de a költsége valamivel magasabb. Általában a drága, egyedi ritkaföldfémeket, például a neodímiumot és a prazeodímiumot állítják elő oxid elektrolízissel.
(2) Vákuum termikus redukciós módszer
Az elektrolízis módszerrel csak általános ipari minőségű ritkaföldfémek állíthatók elő. Alacsony szennyeződéstartalmú és nagy tisztaságú fémek előállításához általában vákuumos termikus redukciós módszert alkalmaznak. Általában a ritkaföldfém-oxidokat először ritkaföldfém-fluoriddá alakítják, amelyet fémkalciummal redukálnak vákuumos indukciós kemencében, így nyersfémeket kapnak. Ezután újraolvasztják és desztillálják őket, hogy tisztább fémeket kapjanak. Ez a módszer minden ritkaföldfémet elő tud állítani, de szamárium, európium, itterbium és túlium nem használható.
Az oxidációs redukciós potenciálszamárium, európium, itterbium, tuliumés a kalcium csak részben redukálta a ritkaföldfém-fluoridot. Ezeket a fémeket általában a fémek magas gőznyomásának és a lantánfémek alacsony gőznyomásának elvének alkalmazásával állítják elő, a négy ritkaföldfém oxidjait a lantánfémek törmelékével összekeverve és brikettálva, majd vákuumkemencében redukálva azokat.Lantánviszonylag aktív.Szamárium, európium, itterbium és tuliumlantánnal arannyá redukálódnak, és a kondenzátoron gyűlnek össze, amely könnyen elválasztható a salaktól.
笔记
Közzététel ideje: 2023. április 19.