Výroba kovov vzácnych zemín je známa aj ako pyrometalurgická výroba vzácnych zemín.Kovy vzácnych zemínsa všeobecne delia na zmiešané kovy vzácnych zemín a jednotlivé kovy vzácnych zemín. Zloženie zmiešaných kovov vzácnych zemín je podobné pôvodnému zloženiu vzácnych zemín v rude a jeden kov je kov oddelený a rafinovaný z každej vzácnej zeminy. Je ťažké redukovať oxidy vzácnych zemín (okrem oxidov samária, európia, ytterbia a thúlia) na jeden kov pomocou všeobecných metalurgických metód, kvôli ich vysokému teplu pri vzniku a vysokej stabilite. Preto bežne používanými surovinami na výrobu kovov vzácnych zemín sú ich chloridy a fluoridy.
(1) Metóda elektrolýzy roztavenej soli
Masová výroba zmiešaných kovov vzácnych zemín v priemysle vo všeobecnosti využíva metódu elektrolýzy roztavenej soli. Táto metóda zahŕňa zahrievanie a tavenie zlúčenín vzácnych zemín, ako sú chloridy vzácnych zemín, a potom elektrolýzu na vyzrážanie kovov vzácnych zemín na katóde. Existujú dva spôsoby elektrolýzy: chloridová elektrolýza a oxidová elektrolýza. Spôsob prípravy jedného kovu vzácnych zemín sa líši v závislosti od prvku. Samárium, európium, yterbium a thulium nie sú vhodné na elektrolytickú prípravu kvôli ich vysokému tlaku pár a namiesto toho sa pripravujú metódou redukčnej destilácie. Ďalšie prvky možno pripraviť elektrolýzou alebo metódou tepelnej redukcie kovu.
Elektrolýza chloridov je najbežnejšou metódou výroby kovov, najmä zmiešaných kovov vzácnych zemín. Proces je jednoduchý, nákladovo efektívny a vyžaduje minimálne investície. Najväčšou nevýhodou je však uvoľňovanie plynného chlóru, ktorý znečisťuje životné prostredie.
Oxidovou elektrolýzou sa neuvoľňujú škodlivé plyny, ale cena je o niečo vyššia. Vo všeobecnosti sa drahé jednotlivé vzácne zeminy, ako je neodým a prazeodým, vyrábajú pomocou oxidovej elektrolýzy.
(2) Metóda vákuovej tepelnej redukcie
Metódou elektrolýzy je možné pripraviť iba všeobecné priemyselné kovy vzácnych zemín. Na prípravu kovov s nízkym obsahom nečistôt a vysokou čistotou sa vo všeobecnosti používa metóda vákuovej tepelnej redukcie. Vo všeobecnosti sa oxidy vzácnych zemín najskôr spracujú na fluorid vzácnych zemín, ktorý sa redukuje kovovým vápnikom vo vákuovej indukčnej peci, čím sa získajú surové kovy. Potom sa pretavia a destilujú, aby sa získali čistejšie kovy. Táto metóda môže produkovať všetky jednotlivé kovy vzácnych zemín, ale samárium, európium, ytterbium a thulium nemožno použiť.
Oxidačný redukčný potenciálsamárium, európium, ytterbium, thuliuma vápnik len čiastočne redukoval fluorid vzácnych zemín. Vo všeobecnosti sa tieto kovy pripravujú použitím princípu vysokého tlaku pár týchto kovov a nízkeho tlaku pár kovov lantánu, zmiešaním a briketovaním oxidov týchto štyroch vzácnych zemín s úlomkami kovov lantánu a ich redukciou vo vákuovej peci.. Lantánje relatívne aktívny.Samárium, európium, ytterbium a thuliumsa redukujú lantánom na zlato a zhromažďujú sa na kondenzátore, ktorý sa dá ľahko oddeliť od trosky.
笔记
Čas odoslania: 19. apríla 2023