Voorbereiding van seldsame aardmetale
Die produksie van seldsame aardmetale staan ook bekend as seldsame aardpirometallurgiese produksie.Skaars aardmetaleword oor die algemeen verdeel in gemengde seldsame aardmetale en enkele seldsame aardmetale. Die samestelling van gemengde seldsame aardmetale is soortgelyk aan die oorspronklike seldsame aardsamestelling in die erts, en 'n enkele metaal is 'n metaal wat van elke seldsame aard geskei en verfyn word. Dit is moeilik om seldsame aardoksiede (behalwe vir oksiede van samarium, europium, ytterbium en tulium) in 'n enkele metaal te reduseer deur algemene metallurgiese metodes te gebruik, as gevolg van hul hoë vormingswarmte en hoë stabiliteit. Daarom is die algemeen gebruikte grondstowwe vir die produksie van seldsame aardmetale hul chloriede en fluoriede.
(1) Gesmelte sout elektrolise metode
Die massaproduksie van gemengde seldsame aardmetale in die industrie gebruik gewoonlik die gesmelte soutelektrolise-metode. Hierdie metode behels die verhitting en smelt van seldsame aardverbindings soos seldsame aardchloriede, en dan elektrolise om seldsame aardmetale op die katode te presipiteer. Daar is twee metodes van elektrolise: chloriedelektrolise en oksiedelektrolise. Die voorbereidingsmetode van 'n enkele seldsame aardmetaal wissel na gelang van die element. Samarium, europium, ytterbium en tulium is nie geskik vir elektrolitiese voorbereiding nie as gevolg van hul hoë dampdruk, en word eerder voorberei met behulp van die reduksiedistillasiemetode. Ander elemente kan voorberei word deur elektrolise of metaaltermiese reduksiemetode.
Chloriedelektrolise is die mees algemene metode vir die vervaardiging van metale, veral vir gemengde seldsame aardmetale. Die proses is eenvoudig, koste-effektief en vereis minimale belegging. Die grootste nadeel is egter die vrystelling van chloorgas, wat die omgewing besoedel.
Oksiedelektrolise stel nie skadelike gasse vry nie, maar die koste is effens hoër. Oor die algemeen word duur enkelvoudige seldsame aardmetale soos neodimium en praseodimium met behulp van oksiedelektrolise vervaardig.
(2) Vakuum termiese reduksie metode
Die elektrolise-metode kan slegs algemene industriële graad seldsame aardmetale voorberei. Om metale met lae onsuiwerhede en hoë suiwerheid voor te berei, word die vakuumtermiese reduksiemetode oor die algemeen gebruik. Oor die algemeen word seldsame aardoksiede eers in seldsame aardfluoried verwerk, wat met metalliese kalsium in 'n vakuum-induksie-oond gereduseer word om ru-metale te verkry. Dan word hulle hersmelt en gedistilleer om suiwerder metale te verkry. Hierdie metode kan alle enkele seldsame aardmetale produseer, maar samarium, europium, ytterbium en tulium kan nie gebruik word nie.
Die oksidasiereduksiepotensiaal vansamarium, europium, ytterbium, thuliumen kalsium het die seldsame aardfluoried slegs gedeeltelik verminder. Oor die algemeen word hierdie metale voorberei deur die beginsel van hoë dampdruk van hierdie metale en lae dampdruk van lantaanmetale te gebruik, die oksiede van hierdie vier seldsame aardmetale met die oorblyfsels van lantaanmetale te meng en te briketteer, en dit in 'n vakuumoond te reduseer.Lantaanis relatief aktief.Samarium, europium, ytterbium en thuliumword deur lantaan tot goud gereduseer en op die kondensor versamel, wat maklik van slak geskei kan word.
笔记
Plasingstyd: 19 Apr-2023