Preparazione dei metalli delle terre rare

Preparazione dei metalli delle terre rare

La produzione di metalli delle terre rare è anche nota come produzione pirometallurgica di terre rare.metalli delle terre rareSono generalmente suddivisi in metalli misti di terre rare e metalli singoli di terre rare. La composizione dei metalli misti di terre rare è simile a quella originale del minerale, e un singolo metallo è un metallo separato e raffinato da ciascuna terra rara. È difficile ridurre gli ossidi di terre rare (ad eccezione degli ossidi di samario, europio, itterbio e tulio) in un singolo metallo utilizzando metodi metallurgici generali, a causa del loro elevato calore di formazione e dell'elevata stabilità. Pertanto, le materie prime comunemente utilizzate per la produzione di metalli di terre rare sono i loro cloruri e fluoruri.

(1) Metodo di elettrolisi dei sali fusi

La produzione in serie di terre rare miste nell'industria utilizza generalmente il metodo dell'elettrolisi a sali fusi. Questo metodo prevede il riscaldamento e la fusione di composti di terre rare, come i cloruri, e la successiva elettrolisi per precipitare i metalli sul catodo. Esistono due metodi di elettrolisi: l'elettrolisi dei cloruri e l'elettrolisi degli ossidi. Il metodo di preparazione di un singolo metallo delle terre rare varia a seconda dell'elemento. Samario, europio, itterbio e tulio non sono adatti alla preparazione elettrolitica a causa della loro elevata tensione di vapore e vengono invece preparati utilizzando il metodo della distillazione per riduzione. Altri elementi possono essere preparati per elettrolisi o per riduzione termica dei metalli.

L'elettrolisi del cloruro è il metodo più comune per la produzione di metalli, in particolare per le terre rare miste. Il processo è semplice, economico e richiede un investimento minimo. Tuttavia, lo svantaggio principale è il rilascio di cloro gassoso, che inquina l'ambiente.

L'elettrolisi degli ossidi non rilascia gas nocivi, ma il costo è leggermente superiore. Generalmente, terre rare singole, costose, come neodimio e praseodimio, vengono prodotte tramite elettrolisi degli ossidi.

(2) Metodo di riduzione termica sotto vuoto

Il metodo di elettrolisi può preparare solo terre rare di grado industriale generico. Per preparare metalli con basse impurità ed elevata purezza, si utilizza generalmente il metodo di riduzione termica sotto vuoto. Generalmente, gli ossidi di terre rare vengono prima trasformati in fluoruro di terre rare, che viene ridotto con calcio metallico in un forno a induzione sotto vuoto per ottenere metalli grezzi. Successivamente, vengono rifusi e distillati per ottenere metalli più puri. Questo metodo può produrre tutti i singoli metalli delle terre rare, ma non samario, europio, itterbio e tulio.

Il potenziale di ossidoriduzione disamario, europio, itterbio, tulioe il calcio riduceva solo parzialmente il fluoruro di terre rare. Generalmente, questi metalli vengono preparati utilizzando il principio dell'alta pressione di vapore di questi metalli e della bassa pressione di vapore dei metalli di lantanio, mescolando e bricchettando gli ossidi di queste quattro terre rare con i detriti dei metalli di lantanio e riducendoli in un forno a vuoto.Lantanioè relativamente attivo.Samario, europio, itterbio e tuliovengono ridotti dal lantanio in oro e raccolti sul condensatore, dove sono facili da separare dalle scorie.

笔记