Haruldaste muldmetallide valmistamine

Haruldaste muldmetallide valmistamine

Haruldaste muldmetallide tootmist tuntakse ka haruldaste muldmetallide pürometallurgiatootmisena.Haruldased muldmetallidHaruldased muldmetallid jagunevad üldiselt segatud haruldasteks muldmetallideks ja üksikuteks haruldasteks muldmetallideks. Segatud haruldaste muldmetallide koostis on sarnane maagi algse haruldaste muldmetallide koostisega ning üks metall on igast haruldasest muldmetallist eraldatud ja rafineeritud metall. Haruldaste muldmetallide oksiide (välja arvatud samaariumi, euroopiumi, ütterbiumi ja tuuliumi oksiidid) on nende kõrge moodustumissoojuse ja kõrge stabiilsuse tõttu keeruline üldiste metallurgiliste meetoditega üheks metalliks taandada. Seetõttu on haruldaste muldmetallide tootmisel tavaliselt kasutatavad toorained nende kloriidid ja fluoriidid.

(1) Sula soola elektrolüüsi meetod

Haruldaste muldmetallide segatootmine tööstuses toimub üldiselt sulatatud soola elektrolüüsi meetodil. See meetod hõlmab haruldaste muldmetallide ühendite, näiteks kloriidide, kuumutamist ja sulatamist ning seejärel elektrolüüsi, et sadestada haruldasi muldmetalle katoodile. Elektrolüüsiks on kaks meetodit: kloriidelektrolüüs ja oksiidelektrolüüs. Üksiku haruldase muldmetalli valmistamismeetod varieerub olenevalt elemendist. Samaarium, euroopium, ütterbium ja tuulium ei sobi elektrolüütiliseks valmistamiseks oma kõrge aururõhu tõttu ja neid valmistatakse redutseerimisdestillatsiooni meetodil. Teisi elemente saab valmistada elektrolüüsi või metalli termilise redutseerimise meetodil.

Kloriidi elektrolüüs on metallide, eriti haruldaste muldmetallide segatootmise kõige levinum meetod. Protsess on lihtne, kulutõhus ja nõuab minimaalseid investeeringuid. Suurim puudus on aga kloorgaasi eraldumine, mis saastab keskkonda.

Oksiidelektrolüüs ei eralda kahjulikke gaase, kuid selle hind on veidi kõrgem. Üldiselt toodetakse oksiidelektrolüüsi abil kalleid haruldasi muldmetalle, näiteks neodüümi ja praseodüümi.

(2) Vaakumtermilise redutseerimise meetod

Elektrolüüsimeetodil saab toota ainult üldise tööstusliku kvaliteediga haruldasi muldmetalle. Madala lisandite sisaldusega ja kõrge puhtusastmega metallide saamiseks kasutatakse tavaliselt vaakumtermilist redutseerimise meetodit. Üldiselt töödeldakse haruldaste muldmetallide oksiide kõigepealt haruldaste muldmetallide fluoriidiks, mida redutseeritakse vaakuminduktsioonahjus metallilise kaltsiumiga, et saada toormetalle. Seejärel sulatatakse ja destilleeritakse need ümber, et saada puhtamaid metalle. Selle meetodiga saab toota kõiki üksikuid haruldasi muldmetalle, kuid samariumi, euroopiumi, ütterbiumi ja tuuliumi ei saa kasutada.

Oksüdatsiooni vähendamise potentsiaalsamaarium, euroopium, ütterbium, tuliumja kaltsium redutseerisid haruldaste muldmetallide fluoriidi ainult osaliselt. Üldiselt valmistatakse neid metalle nende metallide kõrge aururõhu ja lantaanmetallide madala aururõhu põhimõttel, segades ja brikettides nende nelja haruldase muldmetalli oksiidid lantaanmetallide jääkidega ning redutseerides neid vaakumahjus.Lantaanon suhteliselt aktiivne.Samaarium, euroopium, ütterbium ja tooliumredutseeritakse lantaani abil kullaks ja kogutakse kondensaatorisse, mida on räbust lihtne eraldada.

笔记