הכנת מתכות אדמה נדירות

הכנת מתכות אדמה נדירות

ייצור מתכות אדמה נדירות ידוע גם כייצור פירומטאלורגי אדמה נדיר.מתכות אדמה נדירותבדרך כלל מחולקים למתכות אדמה נדירות מעורבות ומתכות אדמה נדירות בודדות. ההרכב של מתכות אדמה נדירות מעורבות דומה להרכב האדמה הנדיר המקורי בעפרות, ומתכת יחידה היא מתכת המופרדת ומעודנת מכל כדור הארץ הנדיר. קשה להפחית תחמוצות אדמה נדירות (למעט תחמוצות של סמריום, אירופה, ytterbium ו- thulium) למתכת יחידה בשיטות מתכתיות כלליות, בגלל החום הגבוה שלהם של היווצרות ויציבות גבוהה. לפיכך, חומרי הגלם הנפוצים לייצור מתכות אדמה נדירות הם הכלורידים והפלואורידים שלהם.

(1) שיטת אלקטרוליזה מלח מותכת

ייצור המוני של מתכות אדמה נדירות מעורבות בתעשייה משתמש בדרך כלל בשיטת האלקטרוליזה של המלח המותך. שיטה זו כוללת חימום והיתוך תרכובות אדמה נדירות כמו כלורידים אדמה נדירים, ואז אלקטרוליזה כדי לזרז מתכות אדמה נדירות על הקתודה. ישנן שתי שיטות לאלקטרוליזה: אלקטרוליזה כלוריד ואלקטרוליזה תחמוצתית. שיטת ההכנה של מתכת אדמה נדירה יחידה משתנה בהתאם לאלמנט. סמריום, אירופה, ytterbium ו- thulium אינם מתאימים להכנה אלקטרוליטית בגלל לחץ האדים הגבוה שלהם, ובמקום זאת מוכנים בשיטת זיקוק הפחתה. ניתן להכין אלמנטים אחרים בשיטת אלקטרוליזה או שיטת הפחתה תרמית מתכתית.

אלקטרוליזה כלוריד היא השיטה הנפוצה ביותר לייצור מתכות, במיוחד למתכות אדמה נדירות מעורבות. התהליך פשוט, חסכוני ודורש השקעה מינימלית. עם זאת, החיסרון הגדול ביותר הוא שחרורו של גז כלור, שמזהם את הסביבה.

אלקטרוליזה תחמוצתית אינה משחררת גזים מזיקים, אך העלות מעט גבוהה יותר. באופן כללי, אדמות נדירות בודדות במחיר גבוה כמו Neodymium ו- Praseodymium מיוצרים באמצעות אלקטרוליזה תחמוצתית.

(2) שיטת הפחתה תרמית ואקום

שיטת האלקטרוליזה יכולה להכין רק מתכות אדמה נדירות בדרגה תעשייתית. כדי להכין מתכות עם זיהומים נמוכים וטוהר גבוה, בדרך כלל משתמשים בשיטת הפחתה תרמית ואקום. באופן כללי, תחמוצות אדמה נדירות נעשות לראשונה לפלואוריד אדמה נדיר, המצטמצם עם סידן מתכתי בתנור אינדוקציה ואקום להשגת מתכות גולמיות. לאחר מכן, הם מוחזרים ומזוקקים כדי להשיג מתכות טהורות יותר. שיטה זו יכולה לייצר את כל מתכות האדמה הנדירות הבודדות, אך לא ניתן להשתמש בסמריום, אירופה, ytterbium ו- thulium.

הפוטנציאל להפחתת החמצון שלסמריום, אירופה, ytterbium, thuliumוסידן רק צמצמו חלקית את פלואוריד האדמה הנדיר. באופן כללי, מתכות אלה מוכנות על ידי שימוש בעקרון לחץ אדים גבוה של מתכות אלה ולחץ אדים נמוך של מתכות לנטנום, ערבבו ומטלטל את תחמוצות ארבע האדמות הנדירות הללו עם פסולת של מתכות Lanthanum, והפחתתן בכבשן הוואקוםו Lanthanumפעיל יחסית.סמריום, אירופה, ytterbium ו- thuliumמופחתים על ידי Lanthanum לזהב ונאספים על הקבל, שקל להפריד מסגים.

笔记