Výroba kovov vzácnych zemín je tiež známa ako pyrometalurgická výroba kovov vzácnych zemín.Kovy vzácnych zemínVo všeobecnosti sa delia na zmesi kovov vzácnych zemín a jednotlivé kovy vzácnych zemín. Zloženie zmesí kovov vzácnych zemín je podobné pôvodnému zloženiu kovov vzácnych zemín v rude a jednotlivé kovy sú kovy oddelené a rafinované z každej vzácnej zeminy. Je ťažké redukovať oxidy vzácnych zemín (s výnimkou oxidov samária, európia, yterbia a túlia) na jeden kov pomocou všeobecných metalurgických metód kvôli ich vysokému tepelnému teplu a vysokej stabilite. Preto sú bežne používanými surovinami na výrobu kovov vzácnych zemín ich chloridy a fluoridy.
(1) Metóda elektrolýzy roztavenej soli
Hromadná výroba zmesných kovov vzácnych zemín v priemysle sa vo všeobecnosti využíva metóda elektrolýzy roztavených solí. Táto metóda zahŕňa zahrievanie a tavenie zlúčenín vzácnych zemín, ako sú chloridy vzácnych zemín, a následnú elektrolýzu za účelom vyzrážania kovov vzácnych zemín na katóde. Existujú dve metódy elektrolýzy: chloridová elektrolýza a oxidová elektrolýza. Metóda prípravy jedného kovu vzácnych zemín sa líši v závislosti od prvku. Samárium, európium, yterbium a túlium nie sú vhodné na elektrolytickú prípravu kvôli ich vysokému tlaku pár a namiesto toho sa pripravujú redukčnou destilačnou metódou. Ostatné prvky sa môžu pripraviť elektrolýzou alebo metódou tepelnej redukcie kovu.
Elektrolýza chloridov je najbežnejšou metódou výroby kovov, najmä zmesí kovov vzácnych zemín. Proces je jednoduchý, nákladovo efektívny a vyžaduje si minimálne investície. Najväčšou nevýhodou je však uvoľňovanie plynného chlóru, ktorý znečisťuje životné prostredie.
Oxidová elektrolýza neuvoľňuje škodlivé plyny, ale náklady sú o niečo vyššie. Vo všeobecnosti sa pomocou oxidovej elektrolýzy vyrábajú drahé jednotlivé kovy vzácnych zemín, ako je neodým a prazeodým.
(2) Metóda vákuovej tepelnej redukcie
Metóda elektrolýzy dokáže pripraviť iba bežné kovy vzácnych zemín priemyselnej kvality. Na prípravu kovov s nízkym obsahom nečistôt a vysokou čistotou sa zvyčajne používa metóda vákuovej tepelnej redukcie. Oxidy vzácnych zemín sa zvyčajne najprv premieňajú na fluorid vzácnych zemín, ktorý sa redukuje kovovým vápnikom vo vákuovej indukčnej peci, čím sa získajú surové kovy. Potom sa pretavia a destilujú, čím sa získajú čistejšie kovy. Touto metódou sa dajú vyrobiť všetky jednotlivé kovy vzácnych zemín, ale samárium, europium, yterbium a túlium sa nemôžu použiť.
Oxidačno-redukčný potenciálsamárium, európium, ytterbium, thuliuma vápnik len čiastočne redukoval fluorid vzácnych zemín. Tieto kovy sa vo všeobecnosti pripravujú na princípe vysokého tlaku pár týchto kovov a nízkeho tlaku pár lantánových kovov, zmiešaním a briketovaním oxidov týchto štyroch vzácnych zemín s troskami lantánových kovov a ich redukciou vo vákuovej peci.Lantanje relatívne aktívny.Samárium, európium, ytterbium a thuliumsa redukujú lantánom na zlato a zhromažďujú sa na kondenzátore, ktorý sa ľahko oddeľuje od trosky.
笔记
Čas uverejnenia: 19. apríla 2023