Metoda de pregătire a purificării pământurilor rare -
Toate cele 16 elemente de pământuri rare, cu excepția Pm, pot fi purificate la puritate 6N (99,9999%). Este relativ complicată și dificilă în procesul chimic să se separe și să extragă elemente unice de pământuri rare din compușii amestecați de pământuri rare obținuți după descompunerea concentratelor de pământuri rare. Există două motive principale. În primul rând, proprietățile fizice și chimice ale elementelor lantanide sunt foarte asemănătoare, iar majoritatea ionilor de pământuri rare au o rază între două elemente adiacente, care sunt foarte asemănătoare și sunt stări trivalente stabile în soluții apoase. Ionii de pământuri rare au o afinitate mare cu apa, iar pentru că sunt protejați de hidrați, proprietățile lor chimice sunt foarte asemănătoare, astfel încât separarea și purificarea sunt extrem de dificile. Al doilea este că compușii amestecați de pământuri rare obținuți după descompunerea concentratelor de pământuri rare au multe elemente de impurități însoțitoare (cum ar fi uraniu, toriu, niobiu, tantal, titan, zirconiu, fier, calciu, siliciu, fluor, fosfor etc.) . Prin urmare, în procesul de separare a elementelor pământurilor rare, trebuie luată în considerare nu numai separarea acestor duzini de elemente de pământuri rare cu proprietăți chimice extrem de asemănătoare, ci și separarea dintre elementele pământurilor rare și elementele impurități însoțitoare.
material de productie
Rare earth metals are generally divided into mixed rare earth metals and single rare earth metals. The composition of the mixed rare earth metal is close to the original rare earth composition in the ore, and the single metal is the metal separated and refined from each rare earth. Rare earth oxides (except samarium, europium, ytterbium and thulium oxides) are difficult to be reduced to a single metal by general metallurgical methods because of their large heat of formation and high stability. Therefore, today's common raw materials for the production of rare earth metals are their chlorides and fluorides.
Electroliza sării topite
Producția industrială în masă a metalelor amestecate de pământuri rare utilizează în general electroliza cu sare topită. Această metodă este de a încălzi și topi compuși de pământuri rare, cum ar fi clorurile de pământuri rare, și apoi de a efectua electroliza pentru a precipita metalele pământurilor rare pe catod. Există două metode de electroliză: electroliza clorurilor și electroliza oxizilor. Metodele de preparare a metalelor de pământ rare variază de la element la element. Samariul, europiul, iterbiul și tuliul nu sunt potrivite pentru prepararea electrolitică din cauza presiunii lor ridicate de vapori, iar în schimb se folosește distilare prin reducere. Alte elemente pot fi preparate prin electroliză sau prin reducere metalotermă.
Electroliza clorurilor este cea mai comună metodă de producere a metalelor, în special pentru metale amestecate cu pământuri rare, cu proces simplu, cost redus și investiții mici, dar cel mai mare dezavantaj este eliberarea de clor gazos, care poluează mediul.
Electroliza cu oxid nu emite gaze nocive, dar costul este ceva mai mare. În general, pământurile rare cu prețuri de producție mai mari, cum ar fi neodimul și praseodimul, sunt electrolizate de oxizi.
Reducerea vidului
Metoda de electroliză poate prepara numai metale pământuri rare de calitate industrială generală. Dacă doriți să pregătiți metale cu impurități scăzute și puritate ridicată, pentru prepararea acestora se utilizează în general reducerea termică în vid. În general, oxizii de pământuri rare sunt transformați mai întâi în fluoruri de pământuri rare, care sunt reduse cu calciu metalic într-un cuptor cu inducție în vid pentru a obține metale brute, apoi sunt topite și distilate pentru a obține metale mai pure. Această metodă poate produce toate metalele pământurilor rare, dar samariul, europiul, iterbiul și tuliul nu pot fi utilizate în acest fel. Potențialele redox ale samariului, europiului, itterbiului, tuliului și calciului reduc doar parțial fluorurile pământurilor rare. În general, aceste metale sunt preparate utilizând principiul presiunii ridicate de vapori a acestor metale și presiunii scăzute de vapori a lantanului metalic. Oxizii acestor patru pământuri rare sunt amestecați cu resturi de metal lantan și apoi reducți într-un cuptor cu vid. Comparația lantanului Activ, samariu, europiu, iterbiu, tuliu sunt reduse la metal prin lantan și colectate pe condensare, care este ușor separată de zgură.