Haruldaste muldmetallide valmistamine

Haruldaste muldmetallide valmistamine

Haruldaste muldmetallide tootmist tuntakse ka kui haruldaste muldmetallide pürometallurgilist tootmist.Haruldased muldmetallidjagunevad tavaliselt segatud haruldasteks muldmetallideks ja üksikuteks haruldaste muldmetallideks. Segatud haruldaste muldmetallide koostis on sarnane algse haruldaste muldmetallide koostisega maagis ja üksik metall on igast haruldasest muldmetallist eraldatud ja rafineeritud metall. Haruldaste muldmetallide oksiide (välja arvatud samariumi, euroopiumi, ütterbiumi ja tuuliumi oksiidid) on raske üldiste metallurgiliste meetodite abil redutseerida üheks metalliks nende kõrge tekkesoojuse ja kõrge stabiilsuse tõttu. Seetõttu on haruldaste muldmetallide tootmisel tavaliselt kasutatavad toorained nende kloriidid ja fluoriidid.

(1) Sulasoola elektrolüüsi meetod

Haruldaste muldmetallide segatootmisel tööstuses kasutatakse üldiselt sulasoola elektrolüüsi meetodit. See meetod hõlmab haruldaste muldmetallide, näiteks haruldaste muldmetallide kloriidide kuumutamist ja sulatamist ning seejärel elektrolüüsi haruldaste muldmetallide sadestamiseks katoodil. Elektrolüüsil on kaks meetodit: kloriidelektrolüüs ja oksiidelektrolüüs. Üksiku haruldase muldmetalli valmistamise meetod varieerub sõltuvalt elemendist. Samaarium, euroopium, ütterbium ja toolium ei sobi nende kõrge aururõhu tõttu elektrolüütiliseks valmistamiseks ning nende valmistamisel kasutatakse redutseeriva destilleerimise meetodit. Muid elemente saab valmistada elektrolüüsi või metalli termilise redutseerimise meetodil.

Kloriidelektrolüüs on kõige levinum meetod metallide, eriti segatud haruldaste muldmetallide tootmiseks. Protsess on lihtne, kuluefektiivne ja nõuab minimaalseid investeeringuid. Suurimaks puuduseks on aga keskkonda saastava kloorigaasi eraldumine.

Oksiidelektrolüüs ei eralda kahjulikke gaase, kuid maksumus on veidi kõrgem. Üldiselt toodetakse kõrge hinnaga üksikuid haruldasi muldmetallisid, nagu neodüüm ja praseodüüm, kasutades oksiidelektrolüüsi.

(2) Vaakumtermilise redutseerimise meetod

Elektrolüüsimeetodiga saab valmistada ainult üldise tööstusliku kvaliteediga haruldasi muldmetalle. Madala lisandisisaldusega ja kõrge puhtusastmega metallide valmistamiseks kasutatakse tavaliselt vaakumtermoredutseerimise meetodit. Üldjuhul tehakse haruldastest muldmetallidest oksiididest esmalt haruldaste muldmetallide fluoriid, mis redutseeritakse metallilise kaltsiumiga vaakum-induktsioonahjus, et saada toormetalle. Seejärel sulatatakse need ümber ja destilleeritakse puhtamate metallide saamiseks. Selle meetodi abil saab toota kõiki üksikuid haruldasi muldmetalle, kuid samariumi, euroopiumi, ütterbiumi ja tuliumit ei saa kasutada.

Oksüdatsiooni vähendamise potentsiaalsamarium, euroopium, ütterbium, tuleumja kaltsium vähendas haruldaste muldmetallide fluoriidi ainult osaliselt. Üldiselt valmistatakse need metallid nende metallide kõrge aururõhu ja lantaanmetallide madala aururõhu põhimõttel, nende nelja haruldaste muldmetallide oksiidide segamisel ja briketiseerimisel lantaanmetallide prahiga ning redutseerimisel vaakumahjus.. Lantaanon suhteliselt aktiivne.Samaarium, euroopium, ütterbium ja tooliumredutseeritakse lantaaniga kullaks ja kogutakse kondensaatorisse, mida on lihtne räbu eraldada.

笔记