Получение редкоземельных металлов

Получение редкоземельных металлов

Производство редкоземельных металлов также известно как редкоземельное пирометаллургическое производство.Редкоземельные металлыобычно делятся на смешанные редкоземельные металлы и отдельные редкоземельные металлы. Состав смеси редкоземельных металлов аналогичен исходному составу редкоземельных металлов в руде, а отдельный металл представляет собой металл, отделенный и очищенный от каждого редкоземельного металла. Редкоземельные оксиды (кроме оксидов самария, европия, иттербия и тулия) восстановить в единый металл общеметаллургическими методами затруднительно из-за их высокой теплоты образования и высокой стабильности. Поэтому обычно используемым сырьем для производства редкоземельных металлов являются их хлориды и фториды.

(1) Метод электролиза расплавленной соли

При массовом производстве смешанных редкоземельных металлов в промышленности обычно используется метод электролиза расплавленных солей. Этот метод включает нагревание и плавление редкоземельных соединений, таких как хлориды редкоземельных элементов, а затем электролиз для осаждения редкоземельных металлов на катоде. Существует два метода электролиза: хлоридный электролиз и оксидный электролиз. Метод получения одного редкоземельного металла варьируется в зависимости от элемента. Самарий, европий, иттербий и тулий не подходят для электролитического приготовления из-за высокого давления паров и вместо этого получаются методом восстановительной перегонки. Другие элементы можно получить электролизом или методом термического восстановления металлов.

Хлоридный электролиз — наиболее распространенный метод получения металлов, особенно смешанных редкоземельных металлов. Процесс прост, экономически эффективен и требует минимальных инвестиций. Однако самым большим недостатком является выброс газообразного хлора, который загрязняет окружающую среду.

Оксидный электролиз не выделяет вредных газов, но стоимость несколько выше. Обычно дорогостоящие отдельные редкоземельные элементы, такие как неодим и празеодим, производятся с использованием оксидного электролиза.

(2) Метод вакуумного термического восстановления.

Методом электролиза можно получить только редкоземельные металлы общепромышленного качества. Для получения металлов с низким содержанием примесей и высокой чистоты обычно используют метод вакуумного термического восстановления. Обычно оксиды редкоземельных элементов сначала превращают в фторид редкоземельных элементов, который восстанавливают металлическим кальцием в вакуумной индукционной печи с получением сырых металлов. Затем их переплавляют и перегоняют для получения более чистых металлов. Этим методом можно получить все отдельные редкоземельные металлы, но нельзя использовать самарий, европий, иттербий и тулий.

Окислительно-восстановительный потенциалсамарий, европий, иттербий, тулийа кальций лишь частично восстанавливает фторид редкоземельного элемента. Как правило, эти металлы получают, используя принцип высокого давления пара этих металлов и низкого давления пара металлов лантана, смешивая и брикетируя оксиды этих четырех редкоземельных металлов с обломками металлов лантана и восстанавливая их в вакуумной печи.. Лантанявляется относительно активным.Самарий, европий, иттербий и тулийвосстанавливаются лантаном в золото и собираются на конденсаторе, который легко отделить от шлака.

笔记