Спосіб приготування рідкоземельних - Очищення
Всі 16 рідкоземельних елементів, за винятком Pm, можуть бути очищені до чистоти 6N (99,9999%). Відносно складно і важко в хімічному процесі відокремити і витягти поодинокі чисті рідкоземельні елементи зі змішаних рідкоземельних сполук, отриманих після розкладання рідкоземельних концентратів. Є дві основні причини. По-перше, фізико-хімічні властивості лантаноїдних елементів дуже схожі, і більшість рідкісноземельних іонів мають радіус між двома сусідніми елементами, які дуже схожі, і є стійкими тривалентними станами у водних розчинах. Іони рідкоземельних порід мають високу спорідненість з водою, а оскільки вони захищені гідратами, їх хімічні властивості дуже схожі, тому поділ і очищення вкрай складні. Друга полягає в тому, що змішані рідкоземельні сполуки, отримані після розкладання рідкоземельних концентратів, мають безліч супутніх домішкових елементів (таких як уран, торій, ніобій, тантал, титан, цирконій, залізо, кальцій, кремній, фтор, фосфор і т.д.). Тому в процесі поділу рідкоземельних елементів необхідно враховувати не тільки поділ цих десятків рідкоземельних елементів з вкрай схожими хімічними властивостями, але і поділ між рідкоземельних елементів і супутніми елементами домішок.
виробничий матеріал
Рідкоземельні метали, як правило, поділяються на змішані рідкоземельні метали і поодинокі рідкоземельні метали. Склад змішаного рідкоземельних металів близький до оригінальної рідкоземельної композиції в руді, а одинарний метал - це метал, відокремлений і очищений від кожної рідкоземельної. Рідкоземельні оксиди (крім самарію, европію, ітербію і оксидів тулію) важко звести до одного металу загальними металургійними методами через їх великого тепла утворення і високої стійкості. Тому сучасною поширеною сировиною для виробництва рідкоземельних металів є їх хлориди і фториди.
Електроліз розплавленої солі
Промислове масове виробництво змішаних рідкоземельних металів зазвичай використовує розплавлений соляний електроліз. Цей метод полягає в нагріванні і розплавленні рідкоземельних сполук, таких як рідкоземельні хлориди, а потім виконувати електроліз для осадження рідкоземельних металів на катоді. Існує два методи електролізу: хлоридний електроліз і електроліз оксиду. Методи приготування одиночних рідкоземельних металів варіюються від елемента до елемента. Самарій, європій, ітербіум і тулій не підходять для електролітичного приготування через високий тиск пари, а замість нього використовується редукційна дистиляція. Інші елементи можуть бути підготовлені електролізом або металотермічним відновленням.
Хлоридний електроліз є найбільш поширеним методом виробництва металів, особливо для змішаних рідкоземельних металів з простим процесом, низькою вартістю і невеликими інвестиціями, але найбільшим недоліком є виділення хлорного газу, який забруднює навколишнє середовище.
Електроліз оксиду не виділяє шкідливих газів, але вартість трохи вище. Як правило, поодинокі рідкоземельні рослини з більш високими цінами на виробництво, такі як неодим і прасеодимій, електролізуються оксидами.
Зменшення вакууму
Метод електролізу може готувати тільки рідкоземельні метали загального промислового класу. Якщо ви хочете приготувати метали з низькими домішками і високою чистотою, для їх приготування зазвичай використовується вакуумне теплове скорочення. Як правило, рідкоземельні оксиди спочатку перетворюються в рідкоземельні фториди, які зменшуються з металевим кальцієм у вакуумній індукційній печі для отримання сирих металів, а потім переплавляються і дистилюються для отримання чистих металів. Цей метод може виробляти всі поодинокі рідкоземельні метали, але самарій, европій, ітербіум і тулій не можуть бути використані таким чином. Окислювально-відновні потенціали самарію, европію, ітербію, тулію і кальцію лише частково знижують рідкоземельні фториди. Як правило, ці метали готуються за принципом високого тиску пари цих металів і низького тиску пари металу лантану. Оксиди цих чотирьох рідкоземельних змішуються з металевими обрізками лантану, а потім зменшуються у вакуумній печі. Порівняння лантану Активний, самарій, європій, ітербіум, тулій зводяться до металу лантанумом і збираються на конденсації, яка легко відокремлюється від шлаку.