การเตรียมโลหะหายาก

การเตรียมโลหะหายาก

การผลิตโลหะหายากเป็นที่รู้จักกันว่าการผลิต pyrometallurgical หายากโลหะหายากโดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็นโลหะหายากผสมและโลหะหายากเดี่ยว องค์ประกอบของโลหะหายากผสมมีความคล้ายคลึงกับองค์ประกอบของโลกหายากดั้งเดิมในแร่และโลหะเดี่ยวเป็นโลหะที่แยกออกจากกันและกลั่นกรองจากแต่ละโลกที่หายาก เป็นการยากที่จะลดออกไซด์ของโลกหายาก (ยกเว้นออกไซด์ของซามาเรียม, ยูโรเปียม, Ytterbium และ Thulium) ลงในโลหะเดี่ยวโดยใช้วิธีการโลหะทั่วไปเนื่องจากความร้อนสูงของการก่อตัวและความเสถียรสูง ดังนั้นวัตถุดิบที่ใช้กันทั่วไปสำหรับการผลิตโลหะหายากคือคลอไรด์และฟลูออไรด์

(1) วิธีอิเล็กโทรไลซิสเกลือหลอมเหลว

การผลิตมวลของโลหะหายากผสมในอุตสาหกรรมโดยทั่วไปใช้วิธีการอิเล็กโทรไลซิสเกลือหลอมเหลว วิธีนี้เกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนและละลายสารประกอบดินที่หายากเช่นคลอไรด์โลกหายากและจากนั้นอิเล็กโทรไลซิสเพื่อตกตะกอนโลหะดินที่หายากบนแคโทด มีสองวิธีในการอิเล็กโทรไลซิส: คลอไรด์อิเล็กโทรไลซิสและอิเล็กโทรไลซิสออกไซด์ วิธีการเตรียมของโลหะหายากเดี่ยวแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับองค์ประกอบ Samarium, Europium, Ytterbium และ Thulium ไม่เหมาะสำหรับการเตรียมอิเล็กโทรไลติกเนื่องจากความดันไอสูงและเตรียมโดยใช้วิธีการกลั่นลดลง องค์ประกอบอื่น ๆ สามารถเตรียมได้โดยวิธีการลดความร้อนด้วยอิเล็กโทรไลต์หรือโลหะ

คลอไรด์อิเล็กโทรไลซิสเป็นวิธีที่พบบ่อยที่สุดในการผลิตโลหะโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับโลหะหายากผสม กระบวนการนี้ง่ายคุ้มค่าและต้องใช้การลงทุนน้อยที่สุด อย่างไรก็ตามข้อเสียเปรียบที่ใหญ่ที่สุดคือการปล่อยก๊าซคลอรีนซึ่งทำให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม

ออกไซด์อิเล็กโทรไลซิสไม่ปล่อยก๊าซที่เป็นอันตราย แต่ค่าใช้จ่ายสูงกว่าเล็กน้อย โดยทั่วไปแล้วโลกหายากเดี่ยวราคาสูงเช่น Neodymium และ Praseodymium ผลิตโดยใช้อิเล็กโทรไลซิสออกไซด์

(2) วิธีการลดความร้อนสูญญากาศ

วิธีอิเล็กโทรไลซิสสามารถเตรียมโลหะหายากระดับอุตสาหกรรมทั่วไป เพื่อเตรียมโลหะที่มีสิ่งสกปรกต่ำและความบริสุทธิ์สูงโดยทั่วไปใช้วิธีการลดความร้อนสูญญากาศโดยทั่วไป โดยทั่วไปแล้วออกไซด์ของโลกหายากจะถูกสร้างขึ้นเป็นครั้งแรกในฟลูออไรด์โลกหายากซึ่งจะลดลงด้วยแคลเซียมโลหะในเตาเหนี่ยวนำสุญญากาศเพื่อให้ได้โลหะดิบ จากนั้นพวกเขาจะถูก remelted และกลั่นเพื่อให้ได้โลหะบริสุทธิ์ วิธีนี้สามารถผลิตโลหะหายากเดี่ยวได้ทั้งหมด แต่ไม่สามารถใช้ Samarium, Europium, Ytterbium และ Thulium ได้

ศักยภาพในการลดออกซิเดชันของSamarium, Europium, Ytterbium, Thuliumและแคลเซียมลดลงเพียงบางส่วนของฟลูออไรด์ Earth ที่หายาก โดยทั่วไปโลหะเหล่านี้จัดทำขึ้นโดยใช้หลักการของความดันไอสูงของโลหะเหล่านี้และความดันไอต่ำของโลหะ lanthanum ผสมและ briquetting ออกไซด์ของโลกที่หายากทั้งสี่นี้ด้วยเศษโลหะลันเตันและลดลงในเตาเผาสูญญากาศ- แลนทานัมค่อนข้างใช้งานSamarium, Europium, Ytterbium และ Thuliumจะลดลงโดย lanthanum เป็นทองคำและเก็บในคอนเดนเซอร์ซึ่งง่ายต่อการแยกออกจากตะกรัน

笔记