Việc sản xuất kim loại đất hiếm còn được gọi là sản xuất luyện kim đất hiếm.Kim loại đất hiếmthường được chia thành kim loại đất hiếm hỗn hợp và kim loại đất hiếm đơn lẻ. Thành phần của các kim loại đất hiếm hỗn hợp tương tự như thành phần đất hiếm ban đầu trong quặng và một kim loại là kim loại được tách ra và tinh chế từ mỗi loại đất hiếm. Rất khó để khử các oxit đất hiếm (ngoại trừ các oxit của samarium, europium, ytterbium và thulium) thành một kim loại bằng các phương pháp luyện kim thông thường, do nhiệt độ hình thành cao và độ ổn định cao. Vì vậy, nguyên liệu thô thường được sử dụng để sản xuất kim loại đất hiếm là clorua và florua của chúng.
(1) Phương pháp điện phân muối nóng chảy
Việc sản xuất hàng loạt kim loại đất hiếm hỗn hợp trong công nghiệp thường sử dụng phương pháp điện phân muối nóng chảy. Phương pháp này bao gồm việc đun nóng và nấu chảy các hợp chất đất hiếm như clorua đất hiếm, sau đó điện phân để kết tủa kim loại đất hiếm trên cực âm. Có hai phương pháp điện phân: điện phân clorua và điện phân oxit. Phương pháp điều chế một kim loại đất hiếm khác nhau tùy thuộc vào nguyên tố. Samarium, europium, ytterbium và thulium không thích hợp để điều chế điện phân do áp suất hơi cao của chúng và thay vào đó được điều chế bằng phương pháp chưng cất khử. Các nguyên tố khác có thể được điều chế bằng phương pháp điện phân hoặc khử nhiệt kim loại.
Điện phân clorua là phương pháp phổ biến nhất để sản xuất kim loại, đặc biệt là đối với hỗn hợp kim loại đất hiếm. Quá trình này đơn giản, tiết kiệm chi phí và yêu cầu đầu tư tối thiểu. Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất là thải ra khí clo gây ô nhiễm môi trường.
Điện phân oxit không thải ra khí độc hại nhưng chi phí cao hơn một chút. Nói chung, các loại đất hiếm đơn lẻ có giá cao như neodymium và praseodymium được sản xuất bằng phương pháp điện phân oxit.
(2) Phương pháp giảm nhiệt chân không
Phương pháp điện phân chỉ có thể điều chế được kim loại đất hiếm cấp công nghiệp thông thường. Để chuẩn bị kim loại có tạp chất thấp và độ tinh khiết cao, phương pháp khử nhiệt chân không thường được sử dụng. Nói chung, các oxit đất hiếm lần đầu tiên được chế tạo thành florua đất hiếm, được khử bằng canxi kim loại trong lò cảm ứng chân không để thu được kim loại thô. Sau đó, chúng được nấu chảy lại và chưng cất để thu được kim loại tinh khiết hơn. Phương pháp này có thể sản xuất tất cả các kim loại đất hiếm, nhưng không thể sử dụng samarium, europium, ytterbium và thulium.
Khả năng oxi hóa khử củasamarium, europium, ytterbium, thuliumvà canxi chỉ làm giảm một phần florua đất hiếm. Nói chung, các kim loại này được điều chế bằng cách sử dụng nguyên lý áp suất hơi cao của các kim loại này và áp suất hơi thấp của kim loại lanthanum, trộn và đóng bánh các oxit của bốn loại đất hiếm này với các mảnh vụn của kim loại lanthanum và khử chúng trong lò chân không. Lanthanumtương đối năng động.Samarium, europium, ytterbium và thuliumđược lanthanum khử thành vàng và được thu lại trên bình ngưng, dễ tách khỏi xỉ.
笔记
Thời gian đăng: 19-04-2023