Получение редкоземельных металлов
Производство редкоземельных металлов также известно как пирометаллургическое производство редкоземельных металлов.Редкоземельные металлыОбычно делятся на смешанные редкоземельные металлы и отдельные редкоземельные металлы. Состав смешанных редкоземельных металлов аналогичен исходному составу редкоземельных металлов в руде, а отдельный металл — это металл, отделенный и очищенный от каждого редкоземельного элемента. Оксиды редкоземельных металлов (за исключением оксидов самария, европия, иттербия и тулия) трудно восстановить в один металл с помощью общих металлургических методов 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
Массовое производство смешанных редкоземельных металлов в промышленности обычно использует метод электролиза расплавленных солей. Этот метод включает нагревание и плавление соединений редкоземельных металлов, таких как хлориды редкоземельных металлов, а затем электролиз для осаждения редкоземельных металлов на катоде. Существует два метода электролиза: электролиз хлоридов и электролиз оксидов. Метод получения одного редкоземельного металла варьируется в зависимости от элемента. Самарий, европий, иттербий и тулий не подходят для электролитического получения из-за высокого давления паров и вместо этого получаются методом восстановительной дистилляции. Другие элементы можно получить методом электролиза или методом термического восстановления металлов.
Хлоридный электролиз является наиболее распространенным методом получения металлов, особенно для смешанных редкоземельных металлов. Процесс прост, экономически эффективен и требует минимальных инвестиций. Однако самым большим недостатком является выделение газообразного хлора, загрязняющего окружающую среду.
Электролиз оксидов не выделяет вредных газов, но стоимость немного выше. Обычно дорогостоящие единичные редкоземельные элементы, такие как неодим и празеодим, производятся с помощью электролиза оксидов.
(2) Метод вакуумной термической редукции
Метод электролиза позволяет получать только редкоземельные металлы общего промышленного класса. Для получения металлов с низким содержанием примесей и высокой чистотой обычно используется метод вакуумного термического восстановления. Обычно оксиды редкоземельных металлов сначала превращаются в фторид редкоземельных металлов, который восстанавливается металлическим кальцием в вакуумной индукционной печи для получения черновых металлов. Затем их переплавляют и перегоняют для получения более чистых металлов. Этот метод позволяет получать все отдельные редкоземельные металлы, но самарий, европий, иттербий и тулий использовать нельзя.
Окислительно-восстановительный потенциалсамарий, европий, иттербий, тулийи кальций только частично восстановил фторид редкоземельного элемента. Обычно эти металлы готовятся с использованием принципа высокого давления паров этих металлов и низкого давления паров лантановых металлов, смешивая и брикетируя оксиды этих четырех редкоземельных элементов с остатками лантановых металлов и восстанавливая их в вакуумной печи. Лантанотносительно активен.Самарий, европий, иттербий и тулийвосстанавливаются лантаном в золото и собираются на конденсаторе, который легко отделяется от шлака.
笔记
Время публикации: 19 апреля 2023 г.