Harvinaisten maametallien valmistus

Harvinaisten maametallien valmistus

Harvinaisten maametallien tuotanto tunnetaan myös harvinaisten maametallien pyrometallurgisena tuotantona.Harvinaiset maametallitjaetaan yleensä sekalaisiksi harvinaisiksi maametalleiksi ja yksittäisiksi harvinaisiksi maametalleiksi. Sekoitettujen harvinaisten maametallien koostumus on samanlainen kuin malmin alkuperäinen harvinaisten maametallien koostumus, ja yksittäinen metalli on kustakin harvinaisesta maametallista erotettu ja puhdistettu metalli. Harvinaisten maametallien oksideja (lukuun ottamatta samariumin, europiumin, ytterbiumin ja tuliumin oksideja) on vaikea pelkistää yhdeksi metalliksi yleisillä metallurgisilla menetelmillä niiden korkean muodostumislämmön ja korkean stabiilisuuden vuoksi. Siksi harvinaisten maametallien tuotannossa yleisesti käytettyjä raaka-aineita ovat niiden kloridit ja fluoridit.

(1) Sulan suolan elektrolyysimenetelmä

Harvinaisten maametallien massatuotannossa teollisuudessa käytetään yleensä suolasulaelektrolyysimenetelmää. Tässä menetelmässä harvinaisten maametallien yhdisteet, kuten harvinaisten maametallien kloridit, kuumennetaan ja sulatetaan, minkä jälkeen elektrolyysillä saostetaan harvinaisia ​​maametalleja katodille. Elektrolyysissä on kaksi menetelmää: kloridielektrolyysi ja oksidielektrolyysi. Yksittäisen harvinaisen maametallin valmistusmenetelmä vaihtelee alkuaineesta riippuen. Samarium, europium, ytterbium ja tulium eivät sovellu elektrolyyttiseen valmistukseen korkean höyrynpaineensa vuoksi, ja ne valmistetaan pelkistystislausmenetelmällä. Muita alkuaineita voidaan valmistaa elektrolyysillä tai metallin lämpöpelkistysmenetelmällä.

Kloridielektrolyysi on yleisin menetelmä metallien, erityisesti harvinaisten maametallien, tuottamiseen. Prosessi on yksinkertainen, kustannustehokas ja vaatii vain vähän investointeja. Suurin haittapuoli on kuitenkin kloorikaasun vapautuminen, joka saastuttaa ympäristöä.

Oksidielektrolyysi ei vapauta haitallisia kaasuja, mutta sen kustannukset ovat hieman korkeammat. Yleensä kalliita harvinaisia ​​maametalleja, kuten neodyymiä ja praseodyymiä, tuotetaan oksidielektrolyysillä.

(2) Tyhjiössä tapahtuva lämpöpelkistysmenetelmä

Elektrolyysimenetelmällä voidaan valmistaa vain yleisiä teollisuuslaatuisia harvinaisia ​​maametalleja. Vähäepäpuhtauksisten ja erittäin puhtaiden metallien valmistamiseksi käytetään yleensä tyhjiötermistä pelkistysmenetelmää. Yleensä harvinaisten maametallien oksidit valmistetaan ensin harvinaisten maametallien fluoridiksi, joka pelkistetään metallisella kalsiumilla tyhjiöinduktiouunissa raakametallien saamiseksi. Sitten ne sulatetaan uudelleen ja tislataan puhtaampien metallien saamiseksi. Tällä menetelmällä voidaan tuottaa kaikkia yksittäisiä harvinaisia ​​maametalleja, mutta samariumia, europiumia, ytterbiumia ja tuliumia ei voida käyttää.

Hapettumispelkistyspotentiaalisamarium, europium, ytterbium, tuliumja kalsium pelkisti harvinaisten maametallien fluoridin vain osittain. Yleensä näitä metalleja valmistetaan käyttämällä näiden metallien korkean höyrynpaineen ja lantaanimetallien matalan höyrynpaineen periaatetta, sekoittamalla ja brikettoimalla näiden neljän harvinaisen maametallin oksidit lantaanimetallien jätteiden kanssa ja pelkistämällä ne tyhjiöuunissa.Lantaanion suhteellisen aktiivinen.Samarium, europium, ytterbium ja tuliumpelkistyvät lantaanin vaikutuksesta kullaksi ja kerätään lauhduttimeen, joka on helppo erottaa kuonasta.

笔记