เทคโนโลยีแร่ธาตุหายาก การแยกแร่ธาตุหายาก และกระบวนการทำให้แร่ธาตุหายากบริสุทธิ์

บทนำสู่เทคโนโลยีอุตสาหกรรมแร่ธาตุหายาก
 
·แร่ธาตุหายากฉันไม่ใช่ธาตุโลหะ แต่เป็นคำเรียกรวมของธาตุหายาก 15 ชนิดและอิตเทรียมและสแกนเดียมดังนั้นธาตุหายากทั้ง 17 ชนิดและสารประกอบต่างๆ ของธาตุเหล่านี้จึงมีประโยชน์ต่างๆ กัน ตั้งแต่คลอไรด์ที่มีความบริสุทธิ์ 46% ไปจนถึงออกไซด์ของธาตุหายากชนิดเดียวโลหะหายากด้วยความบริสุทธิ์ 99.9999% ด้วยการเติมสารประกอบและส่วนผสมที่เกี่ยวข้อง ทำให้มีผลิตภัณฑ์แร่ธาตุหายากมากมายนับไม่ถ้วน ดังนั้นแร่ธาตุหายากเทคโนโลยีก็มีความหลากหลายตามความแตกต่างของธาตุทั้ง 17 ชนิดนี้ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากธาตุหายากสามารถแบ่งออกได้เป็นซีเรียมและอิตเทรียมกลุ่มที่อิงตามลักษณะของแร่ธาตุ กระบวนการขุด การถลุง และการแยกแร่ธาตุหายากก็ค่อนข้างเป็นอันหนึ่งอันเดียวกัน เริ่มตั้งแต่การขุดแร่เบื้องต้น วิธีการแยก กระบวนการถลุง วิธีการสกัด และกระบวนการทำให้บริสุทธิ์ของแร่ธาตุหายากจะถูกแนะนำทีละอย่าง
การแปรรูปแร่ธาตุหายาก
การแปรรูปแร่เป็นกระบวนการแปรรูปทางกลที่ใช้ประโยชน์จากความแตกต่างในคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีระหว่างแร่ธาตุต่างๆ ที่ประกอบกันเป็นแร่ ใช้กระบวนการ วิธีการ และอุปกรณ์ในการแยกประเภทที่แตกต่างกันเพื่อเพิ่มแร่ธาตุที่มีประโยชน์ในแร่ กำจัดสิ่งเจือปนที่เป็นอันตราย และแยกออกจากแร่กังก์
·ในแร่ธาตุหายากแร่ที่ขุดได้ทั่วโลกมีเนื้อหาออกไซด์ของธาตุหายากเป็นเพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์ และบางส่วนยังต่ำกว่านั้นอีกด้วย เพื่อตอบสนองความต้องการในการผลิตของการหลอมแร่ธาตุหายากแร่ธาตุจะถูกแยกออกจากแร่แก็งก์และแร่ธาตุที่มีประโยชน์อื่น ๆ ผ่านกระบวนการแยกแร่ก่อนการหลอม เพื่อเพิ่มปริมาณของออกไซด์ของแร่ธาตุหายากและให้ได้แร่ธาตุหายากที่สามารถตอบสนองความต้องการของโลหะวิทยาของแร่ธาตุหายากได้ โดยทั่วไป กระบวนการแยกแร่หายากจะใช้วิธีการลอยตัว โดยมักเสริมด้วยการใช้แรงโน้มถ่วงและการแยกด้วยแม่เหล็กร่วมกันหลาย ๆ วิธีเพื่อสร้างกระบวนการแยกแร่
การแร่ธาตุหายากแหล่งแร่ในเหมือง Baiyunebo ในมองโกเลียในเป็นแหล่งแร่ประเภทคาร์บอเนตของโดโลไมต์เหล็ก ประกอบด้วยแร่ธาตุหายากในแร่เหล็กเป็นหลัก (นอกจากแร่ซีเรียมฟลูออโรคาร์บอนและโมนาไซต์แล้ว ยังมีแร่อื่นๆ อีกหลายชนิด)ไนโอเบียมและแร่ธาตุหายากแร่ธาตุ).
แร่ที่สกัดออกมาจะมีธาตุเหล็กประมาณ 30% และออกไซด์ของธาตุหายากประมาณ 5% หลังจากบดแร่ขนาดใหญ่ในเหมืองแล้ว แร่เหล่านี้จะถูกขนส่งโดยรถไฟไปยังโรงงานแยกแร่ของบริษัท Baotou Iron and Steel Group หน้าที่ของโรงงานแยกแร่คือเพิ่มFe2O3จาก 33% เป็นมากกว่า 55% โดยบดและจัดระดับก่อนบนเครื่องบดลูกบอลทรงกรวย จากนั้นจึงคัดเลือกเหล็กเข้มข้นขั้นต้น 62-65% Fe2O3 (เหล็กออกไซด์) โดยใช้เครื่องแยกแม่เหล็กทรงกระบอก กากตะกอนจะผ่านกระบวนการแยกด้วยแม่เหล็กเพื่อให้ได้สารเข้มข้นของเหล็กรองที่มีธาตุเหล็กมากกว่า 45%Fe2O3(ออกไซด์ของเหล็ก) แร่ธาตุหายากถูกเพิ่มความเข้มข้นด้วยโฟมลอยตัวที่มีเกรด 10-15% สามารถเลือกสารเข้มข้นได้โดยใช้โต๊ะเขย่าเพื่อผลิตสารเข้มข้นหยาบที่มีปริมาณ REO 30% หลังจากผ่านกระบวนการแยกแร่ด้วยอุปกรณ์แยกแร่แล้ว ก็สามารถผลิตสารเข้มข้นแร่ธาตุหายากที่มีปริมาณ REO มากกว่า 60% ได้
วิธีการสลายตัวของแร่ธาตุหายากเข้มข้น
·แร่ธาตุหายากธาตุในสารเข้มข้นโดยทั่วไปมีอยู่ในรูปของคาร์บอเนต ฟลูออไรด์ ฟอสเฟต ออกไซด์ หรือซิลิเกตที่ไม่ละลายน้ำ ธาตุหายากจะต้องถูกแปลงเป็นสารประกอบที่ละลายน้ำได้ในน้ำหรือกรดอนินทรีย์ผ่านการเปลี่ยนแปลงทางเคมีต่างๆ จากนั้นจึงผ่านกระบวนการต่างๆ เช่น การละลาย การแยก การทำให้บริสุทธิ์ การทำให้เข้มข้น หรือการเผา เพื่อผลิตสารผสมต่างๆแร่ธาตุหายากสารประกอบเช่น คลอไรด์ของแรร์เอิร์ธผสม ซึ่งสามารถใช้เป็นผลิตภัณฑ์หรือวัตถุดิบสำหรับแยกธาตุแรร์เอิร์ธแต่ละชนิด กระบวนการนี้เรียกว่าแร่ธาตุหายากการสลายตัวของสารเข้มข้น หรือที่เรียกว่า การบำบัดเบื้องต้น
·มีหลายวิธีในการย่อยสลายแร่ธาตุหายากสารเข้มข้น ซึ่งโดยทั่วไปสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ประเภท ได้แก่ วิธีกรด วิธีด่าง และการสลายตัวด้วยคลอรีน การสลายตัวด้วยกรดสามารถแบ่งออกได้อีกเป็นการสลายตัวด้วยกรดไฮโดรคลอริก การสลายตัวด้วยกรดซัลฟิวริก และการสลายตัวด้วยกรดไฮโดรฟลูออริก การสลายตัวด้วยด่างสามารถแบ่งออกได้อีกเป็นการสลายตัวด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์ การหลอมโซเดียมไฮดรอกไซด์ หรือการคั่วโซดา โดยทั่วไปแล้ว กระแสกระบวนการที่เหมาะสมจะถูกเลือกโดยพิจารณาจากหลักการของประเภทสารเข้มข้น ลักษณะเกรด แผนผลิตภัณฑ์ ความสะดวกในการกู้คืนและการใช้ประโยชน์จากธาตุที่ไม่ใช่ธาตุหายากอย่างครอบคลุม ประโยชน์ต่อสุขอนามัยแรงงานและการปกป้องสิ่งแวดล้อม และความสมเหตุสมผลทางเศรษฐกิจ
·แม้ว่าจะค้นพบแร่ธาตุหายากและธาตุที่กระจัดกระจายเกือบ 200 ชนิดแล้ว แต่แร่ธาตุเหล่านี้ยังไม่ได้ถูกเพิ่มความเข้มข้นเป็นแหล่งแร่อิสระด้วยการทำเหมืองอุตสาหกรรมเนื่องจากแร่ธาตุเหล่านี้หายาก จนถึงขณะนี้ มีเพียงแร่ธาตุหายากและธาตุอิสระเท่านั้นเจอร์เมเนียม, ซีลีเนียม, และเทลลูเรียมมีการค้นพบแหล่งแร่แล้วแต่ขนาดของแหล่งแร่ไม่ได้ใหญ่มากนัก
การถลุงแร่หายาก
· มีสองวิธีในการแร่ธาตุหายากการถลุง การถลุงโลหะด้วยพลังน้ำ และการถลุงโลหะด้วยความร้อน
· กระบวนการทั้งหมดของไฮโดรเมทัลลูร์ยีของแร่ธาตุหายากและโลหะวิทยาเคมีส่วนใหญ่อยู่ในสารละลายและตัวทำละลาย เช่น การสลายตัวของแร่ธาตุหายากเข้มข้น การแยกและการสกัดออกไซด์ของธาตุหายากสารประกอบและโลหะหายากชนิดเดียว ซึ่งใช้กระบวนการแยกทางเคมี เช่น การตกตะกอน การตกผลึก ออกซิเดชัน-รีดักชัน การสกัดด้วยตัวทำละลาย และการแลกเปลี่ยนไอออน วิธีการที่ใช้กันทั่วไปที่สุดคือการสกัดด้วยตัวทำละลายอินทรีย์ ซึ่งเป็นกระบวนการสากลสำหรับการแยกโลหะหายากชนิดเดียวที่มีความบริสุทธิ์สูงในอุตสาหกรรม กระบวนการไฮโดรเมทัลลูร์ยมีความซับซ้อนและผลิตภัณฑ์มีความบริสุทธิ์สูง วิธีการนี้มีขอบเขตการใช้งานที่กว้างขวางในการผลิตผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป
กระบวนการไพโรเมทัลลูร์จีนั้นเรียบง่ายและมีผลผลิตสูงแร่ธาตุหายากไพโรเมทัลลูร์ยีส่วนใหญ่ประกอบด้วยการผลิตโลหะผสมธาตุหายากโดยวิธีรีดิวซ์ด้วยซิลิโคเทอร์มิก การผลิตโลหะหายากหรือโลหะผสมโดยวิธีอิเล็กโทรไลซิสเกลือหลอมเหลว และการผลิตโลหะผสมธาตุหายากโดยวิธีการลดความร้อนโลหะเป็นต้น
ลักษณะทั่วไปของไพโรเมทัลลูร์จีคือการผลิตภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูง
กระบวนการผลิตแร่ธาตุหายาก
·แร่ธาตุหายากคาร์บอเนตและคลอไรด์ธาตุหายากเป็นผลิตภัณฑ์หลักสองประการในแร่ธาตุหายากอุตสาหกรรม โดยทั่วไปแล้ว ปัจจุบันมีกระบวนการหลัก 2 กระบวนการในการผลิตผลิตภัณฑ์ทั้งสองชนิดนี้ กระบวนการหนึ่งคือกระบวนการคั่วกรดซัลฟิวริกเข้มข้น และอีกกระบวนการหนึ่งเรียกว่ากระบวนการโซดาไฟ ซึ่งเรียกโดยย่อว่ากระบวนการโซดาไฟ
นอกจากจะมีอยู่ในแร่ธาตุหายากต่างๆ แล้ว ยังมีแร่ธาตุที่สำคัญจำนวนมากธาตุหายากในธรรมชาติมีอยู่ร่วมกับแร่อะพาไทต์และหินฟอสเฟต ปริมาณสำรองแร่ฟอสเฟตทั่วโลกอยู่ที่ประมาณ 100 พันล้านตัน โดยเฉลี่ยแร่ธาตุหายากเนื้อหา 0.5 ‰ โดยประมาณว่าปริมาณรวมของแร่ธาตุหายากที่เกี่ยวข้องกับแร่ฟอสเฟตในโลกอยู่ที่ 50 ล้านตัน เพื่อตอบสนองต่อลักษณะของแร่ที่มีปริมาณต่ำแร่ธาตุหายากเนื้อหาและสถานะการเกิดเหตุการณ์พิเศษในเหมือง มีการศึกษาขั้นตอนการกู้คืนต่างๆ ทั้งในประเทศและต่างประเทศ ซึ่งสามารถแบ่งได้เป็นวิธีการแบบเปียกและแบบความร้อน ในวิธีการแบบเปียก สามารถแบ่งได้เป็นวิธีการกรดไนตริก วิธีการกรดไฮโดรคลอริก และวิธีการกรดซัลฟิวริก ตามกรดสลายตัวที่แตกต่างกัน มีวิธีต่างๆ ในการกู้คืนแร่ธาตุหายากจากกระบวนการทางเคมีฟอสฟอรัส ซึ่งทั้งหมดมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับวิธีการแปรรูปแร่ฟอสเฟต ในระหว่างกระบวนการผลิตด้วยความร้อนแร่ธาตุหายากอัตราการฟื้นตัวสามารถถึง 60%
ด้วยการใช้ทรัพยากรหินฟอสเฟตอย่างต่อเนื่องและการเปลี่ยนแปลงไปสู่การพัฒนาหินฟอสเฟตคุณภาพต่ำ กระบวนการกรดฟอสฟอริกแบบเปียกด้วยกรดซัลฟิวริกได้กลายเป็นวิธีหลักในอุตสาหกรรมเคมีฟอสเฟต และการกู้คืนธาตุหายากกรดฟอสฟอริกในกระบวนการเปียกของกรดซัลฟิวริกได้กลายเป็นจุดสนใจของการวิจัย ในกระบวนการผลิตกรดฟอสฟอริกในกระบวนการเปียกของกรดซัลฟิวริก กระบวนการควบคุมการเพิ่มความเข้มข้นของธาตุหายากในกรดฟอสฟอริก จากนั้นใช้การสกัดด้วยตัวทำละลายอินทรีย์เพื่อสกัดธาตุหายากนั้นมีข้อดีมากกว่าวิธีการที่พัฒนาในช่วงแรกๆ
กระบวนการสกัดแร่ธาตุหายาก
ความสามารถในการละลายของกรดซัลฟิวริก
ซีเรียมกลุ่ม (ไม่ละลายในเกลือเชิงซ้อนซัลเฟต) –แลนทานัม, ซีเรียม, เพรซีโอไดเมียม, นีโอไดเมียมและโพรมีเทียม
เทอร์เบียมกลุ่ม (ละลายได้เล็กน้อยในเกลือเชิงซ้อนซัลเฟต) -ซาแมเรียม, ยูโรเพียม, แกโดลิเนียม, เทอร์เบียม, ดิสโพรเซียม, และโฮลเมียม;
การแยกสกัด
แสงสว่างแร่ธาตุหายาก(การสกัดกรดอ่อน P204) –แลนทานัม-ซีเรียม, เพรซีโอไดเมียม-นีโอไดเมียมและโพรมีเทียม
มิดเดิลแรร์เอิร์ธ (การสกัดกรดต่ำ P204) -ซาแมเรียม-ยูโรเพียม-แกโดลิเนียม-เทอร์เบียม-ดิสโพรเซียม;
บทนำสู่กระบวนการสกัด
อยู่ในระหว่างกระบวนการแยกธาตุหายากเนื่องจากธาตุทั้ง 17 ชนิดมีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่คล้ายคลึงกันอย่างมาก รวมทั้งยังมีสิ่งเจือปนที่มากับธาตุอื่นๆ มากมายธาตุหายากกระบวนการสกัดค่อนข้างซับซ้อนและใช้กันทั่วไป
กระบวนการสกัดมี 3 ประเภท: วิธีทีละขั้นตอน การแลกเปลี่ยนไอออน และการสกัดตัวทำละลาย
วิธีการแบบทีละขั้นตอน
วิธีการแยกและการทำให้บริสุทธิ์โดยใช้ความแตกต่างของความสามารถในการละลายของสารประกอบในตัวทำละลายเรียกว่าวิธีการทีละขั้นตอนอิตเทรียม(ย) ถึงลูทีเทียม(ลู่) การแยกจากกันเป็นหนึ่งเดียวระหว่างสิ่งทั้งหลายที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติธาตุหายากรวมไปถึงเรเดียมที่ค้นพบโดยคู่รักคูรีด้วย
ทั้งหมดนี้จะถูกแยกออกโดยใช้วิธีนี้ ขั้นตอนการทำงานของวิธีนี้ค่อนข้างซับซ้อน และการแยกธาตุหายากทั้งหมดเพียงครั้งเดียวใช้เวลานานกว่า 100 ปี โดยการแยกและดำเนินการซ้ำหนึ่งครั้งมีจำนวนถึง 20,000 ครั้ง สำหรับคนงานในอุตสาหกรรมเคมี งานของพวกเขา
มีความแข็งแรงค่อนข้างสูงและกระบวนการค่อนข้างซับซ้อน ดังนั้นการใช้กรรมวิธีนี้จึงไม่สามารถผลิตแร่ธาตุหายากได้ในปริมาณมากเพียงชิ้นเดียว
การแลกเปลี่ยนไอออน
งานวิจัยเกี่ยวกับธาตุหายากได้รับการขัดขวางเนื่องจากไม่สามารถผลิตได้เพียงชนิดเดียวธาตุหายากในปริมาณมากโดยวิธีการทีละขั้นตอน เพื่อวิเคราะห์ธาตุหายากที่มีอยู่ในผลิตภัณฑ์ฟิชชันนิวเคลียร์และกำจัดธาตุหายากออกจากยูเรเนียมและทอเรียม ได้มีการศึกษาโครมาโตกราฟีแลกเปลี่ยนไอออน (ion exchange chromatography) จนประสบความสำเร็จ ซึ่งต่อมาได้นำไปใช้ในการแยกธาตุหายากข้อดีของวิธีการแลกเปลี่ยนไอออนคือสามารถแยกองค์ประกอบหลายองค์ประกอบออกได้ในขั้นตอนเดียว และยังสามารถได้ผลิตภัณฑ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงอีกด้วย อย่างไรก็ตาม ข้อเสียคือไม่สามารถประมวลผลได้อย่างต่อเนื่อง มีรอบการทำงานยาวนานและมีต้นทุนสูงในการสร้างและแลกเปลี่ยนเรซิน ดังนั้น วิธีหลักในการแยกแรร์เอิร์ธจำนวนมากจึงถูกยกเลิกจากวิธีการแยกแบบกระแสหลักและแทนที่ด้วยวิธีการสกัดด้วยตัวทำละลาย อย่างไรก็ตาม เนื่องจากลักษณะเด่นของโครมาโตกราฟีแลกเปลี่ยนไอออนในการรับผลิตภัณฑ์แรร์เอิร์ธเดี่ยวที่มีความบริสุทธิ์สูง ปัจจุบัน เพื่อผลิตผลิตภัณฑ์เดี่ยวที่มีความบริสุทธิ์สูงเป็นพิเศษและแยกธาตุแรร์เอิร์ธหนักบางชนิด จึงจำเป็นต้องใช้โครมาโตกราฟีแลกเปลี่ยนไอออนเพื่อแยกและผลิตผลิตภัณฑ์แรร์เอิร์ธด้วย
การสกัดด้วยตัวทำละลาย
วิธีการใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ในการสกัดและแยกสารที่สกัดได้จากสารละลายในน้ำที่ไม่สามารถผสมกันได้ เรียกว่าการสกัดด้วยตัวทำละลายอินทรีย์แบบของเหลว-ของเหลว ย่อว่า การสกัดด้วยตัวทำละลาย เป็นกระบวนการถ่ายโอนมวลสารที่ถ่ายโอนสารจากเฟสของเหลวหนึ่งไปยังอีกเฟสหนึ่ง วิธีการสกัดด้วยตัวทำละลายได้รับการนำไปใช้มาก่อนในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี เคมีอินทรีย์ เคมีเภสัช และเคมีวิเคราะห์ อย่างไรก็ตาม ในช่วงสี่สิบปีที่ผ่านมา การสกัดด้วยตัวทำละลายได้ก้าวหน้าอย่างมากในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อุตสาหกรรมเชื้อเพลิงนิวเคลียร์และโลหะวิทยาหายาก เนื่องจากการพัฒนาของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีพลังงานปรมาณู รวมถึงความต้องการในการผลิตสารบริสุทธิ์พิเศษและธาตุหายาก จีนได้บรรลุการวิจัยระดับสูงในด้านทฤษฎีการสกัด การสังเคราะห์และการใช้สารสกัดชนิดใหม่ และกระบวนการสกัดเพื่อแยกธาตุหายาก เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการแยก เช่น การตกตะกอนแบบค่อยเป็นค่อยไป การตกผลึกแบบค่อยเป็นค่อยไป และการแลกเปลี่ยนไอออน การสกัดด้วยตัวทำละลายมีข้อดีหลายประการ เช่น ผลการแยกที่ดี กำลังการผลิตขนาดใหญ่ สะดวกสำหรับการผลิตอย่างรวดเร็วและต่อเนื่อง และง่ายต่อการควบคุมอัตโนมัติ จึงค่อยๆกลายเป็นวิธีหลักในการแยกของปริมาณมากแร่ธาตุหายากs.
การฟอกธาตุหายาก
วัตถุดิบการผลิต
โลหะหายากโดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็น แร่ธาตุหายากผสม และ แร่ธาตุหายากชนิดเดียวโลหะหายาก. ส่วนผสมของโลหะหายากมีความคล้ายคลึงกับองค์ประกอบของธาตุหายากดั้งเดิมในแร่ และโลหะชนิดเดียวคือโลหะที่แยกและกลั่นออกมาจากธาตุหายากแต่ละชนิด เป็นการยากที่จะลดปริมาณลงออกไซด์ของธาตุหายากs (ยกเว้นออกไซด์ของซาแมเรียม-ยูโรเพียม,, ทูเลียม-อิตเทอร์เบียม) ให้เป็นโลหะชนิดเดียวโดยใช้วิธีการทางโลหะวิทยาทั่วไป เนื่องจากความร้อนสูงในการก่อตัวและความเสถียรสูง ดังนั้น วัตถุดิบที่ใช้กันทั่วไปในการผลิตโลหะหายากในปัจจุบันนี้เป็นคลอไรด์และฟลูออไรด์
การแยกเกลือด้วยไฟฟ้า
การผลิตจำนวนมากแบบผสมโลหะหายากในอุตสาหกรรมโดยทั่วไปมักใช้วิธีอิเล็กโทรไลซิสเกลือหลอมเหลว มีสองวิธีในการทำอิเล็กโทรไลซิส ได้แก่ อิเล็กโทรไลซิสคลอไรด์และอิเล็กโทรไลซิสออกไซด์ วิธีการเตรียมอิเล็กโทรไลซิสเดี่ยวโลหะหายากแตกต่างกันออกไปตามองค์ประกอบซาแมเรียม-ยูโรเพียม-ทูเลียม-อิตเทอร์เบียมไม่เหมาะสำหรับการเตรียมด้วยไฟฟ้าเนื่องจากมีแรงดันไอสูง และจะต้องเตรียมโดยใช้วิธีการกลั่นแบบรีดักชันแทน ธาตุอื่นๆ สามารถเตรียมได้โดยใช้ไฟฟ้าหรือวิธีการรีดักชันด้วยความร้อนของโลหะ
การแยกด้วยไฟฟ้าของคลอไรด์เป็นวิธีที่ใช้กันทั่วไปในการผลิตโลหะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับโลหะผสมของธาตุหายาก กระบวนการนี้ง่าย คุ้มต้นทุน และต้องใช้การลงทุนเพียงเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม ข้อเสียที่ใหญ่ที่สุดคือการปล่อยก๊าซคลอรีนซึ่งก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม การแยกด้วยไฟฟ้าของออกไซด์จะไม่ปล่อยก๊าซที่เป็นอันตราย แต่มีค่าใช้จ่ายสูงกว่าเล็กน้อย โดยทั่วไปแล้ว การแยกด้วยไฟฟ้าแบบเดี่ยวที่มีราคาสูงแร่ธาตุหายากเช่นนีโอไดเมียมและเพรซีโอไดเมียมผลิตโดยใช้อิเล็กโทรไลซิสออกไซด์
วิธีการอิเล็กโทรไลซิสแบบลดสูญญากาศสามารถเตรียมเกรดอุตสาหกรรมทั่วไปได้เท่านั้นโลหะหายาก. การเตรียมพร้อมโลหะหายากเนื่องจากมีสิ่งเจือปนต่ำและมีความบริสุทธิ์สูง โดยทั่วไปแล้วจะใช้การลดความร้อนด้วยสุญญากาศ วิธีนี้สามารถผลิตโลหะหายากชนิดเดียวได้ แต่ซาแมเรียม-ยูโรเพียม-ทูเลียม-อิตเทอร์เบียมไม่สามารถผลิตได้โดยใช้กรรมวิธีนี้ ศักย์รีดอกซ์ของซาแมเรียม-ยูโรเพียม-ทูเลียม-อิตเทอร์เบียมและแคลเซียมจะลดลงเพียงบางส่วนเท่านั้นแร่ธาตุหายากฟลูออไรด์ โดยทั่วไปการเตรียมโลหะเหล่านี้จะขึ้นอยู่กับหลักการของความดันไอสูงของโลหะเหล่านี้และความดันไอต่ำของโลหะแลนทานัมส. ออกไซด์ของทั้งสี่นี้แร่ธาตุหายากมีเศษชิ้นส่วนมาปะปนอยู่โลหะแลนทานัมและอัดให้เป็นก้อนแล้วทำให้ลดลงในเตาสูญญากาศแลนทานัมมีความเคลื่อนไหวมากขึ้นในขณะที่ซาแมเรียม-ยูโรเพียม-ทูเลียม-อิตเทอร์เบียมถูกทำให้เหลือเพียงทองคำโดยแลนทานัมและรวมตัวกันทำให้เกิดการควบแน่น ทำให้แยกตัวจากตะกรันได้ง่าย
 
 

เวลาโพสต์: 07-11-2023