Việc sản xuất kim loại đất hiếm còn được gọi là sản xuất nhiệt luyện đất hiếm.Kim loại đất hiếmthường được chia thành kim loại đất hiếm hỗn hợp và kim loại đất hiếm đơn. Thành phần của kim loại đất hiếm hỗn hợp tương tự như thành phần đất hiếm ban đầu trong quặng, và một kim loại đơn là kim loại được tách ra và tinh chế từ mỗi loại đất hiếm. Rất khó để khử oxit đất hiếm (trừ oxit của samari, europi, ytterbi và thuli) thành một kim loại đơn bằng các phương pháp luyện kim thông thường, do nhiệt hình thành cao và độ ổn định cao. Do đó, 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
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 nung nóng và làm nóng chảy các hợp chất đất hiếm như clorua đất hiếm, sau đó điện phân để kết tủa kim loại đất hiếm trên catốt. Có hai phương pháp điện phân: điện phân clorua và điện phân oxit. Phương pháp chế tạo một kim loại đất hiếm riêng lẻ thay đổi tùy thuộc vào nguyên tố. Samarium, europium, ytterbi và thuli không phù hợp để chế tạo bằng phương pháp điện phân do áp suất hơi cao, thay vào đó được chế tạo bằng phương pháp chưng cất khử. Các nguyên tố khác có thể được chế tạo bằng phương pháp điện phân hoặc phương pháp khử nhiệt kim loại.
Điện phân clorua là phương pháp phổ biến nhất để sản xuất kim loại, đặc biệt là đối với kim loại đất hiếm hỗn hợp. Quá trình này đơn giản, tiết kiệm chi phí và đòi hỏi đầu tư tối thiểu. Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất là giải phóng khí clo, gây ô nhiễm môi trường.
Điện phân oxit không giải phóng khí độc hại, nhưng chi phí cao hơn một chút. Nhìn 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 khử nhiệt chân không
Phương pháp điện phân chỉ có thể chế tạo kim loại đất hiếm cấp công nghiệp thông thường. Để chế tạo kim loại có ít tạp chất và độ tinh khiết cao, phương pháp khử nhiệt chân không thường được sử dụng. Nói chung, oxit đất hiếm trước tiên được 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 đơn lẻ, nhưng không thể sử dụng samari, europi, ytterbi và thuli.
Thế oxy hóa khử củasamarium, europium, ytterbium, thuliumvà canxi chỉ khử một phần florua đất hiếm. Nhìn chung, các kim loại này được chế tạo 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. Lantantương đối năng động.Samarium, europium, ytterbium và thuliumđược khử bằng lanthanum thành vàng và được thu thập trên bình ngưng tụ, dễ tách khỏi xỉ.
笔记
Thời gian đăng: 19-04-2023