ייצור מתכות אדמה נדירות ידוע גם כייצור פירומטאלורגיה של מתכות אדמה נדירות.מתכות אדמה נדירותמחולקים בדרך כלל למתכות אדמה נדירות מעורבות ומתכות אדמה נדירות בודדות. הרכב מתכות אדמה נדירות מעורבות דומה להרכב המתכות הנדירות המקורי בעפרה, ומתכת בודדת היא מתכת המופרדת ומזוקקת מכל מתכת אדמה נדירה. קשה להפחית תחמוצות אדמה נדירה (למעט תחמוצות של סמריום, אירופיום, איטרביום ותוליום) למתכת אחת באמצעות שיטות מטלורגיות כלליות, בשל חום היווצרותן הגבוה ויציבותן הגבוהה. לכן, חומרי הגלם הנפוצים לייצור מתכות אדמה נדירות הם הכלורידים והפלואורידים שלהן.
(1) שיטת אלקטרוליזה של מלח מותך
ייצור המוני של מתכות אדמה נדירות מעורבות בתעשייה משתמש בדרך כלל בשיטת אלקטרוליזה של מלח מותך. שיטה זו כוללת חימום והתכה של תרכובות אדמה נדירות כגון כלורידים של אדמה נדירה, ולאחר מכן אלקטרוליזה כדי לשקם מתכות אדמה נדירות על הקתודה. ישנן שתי שיטות לאלקטרוליזה: אלקטרוליזה של כלוריד ואלקטרוליזה של תחמוצת. שיטת ההכנה של מתכת אדמה נדירה בודדת משתנה בהתאם ליסוד. סמריום, אירופיום, איטרביום ותוליום אינם מתאימים להכנה אלקטרוליטית בשל לחץ האדים הגבוה שלהם, ובמקום זאת מוכנים בשיטת זיקוק חיזור. ניתן להכין יסודות אחרים בשיטת אלקטרוליזה או חיזור תרמי של מתכות.
אלקטרוליזה של כלוריד היא השיטה הנפוצה ביותר לייצור מתכות, במיוחד מתכות אדמה נדירות מעורבות. התהליך פשוט, חסכוני ודורש השקעה מינימלית. עם זאת, החיסרון הגדול ביותר הוא שחרור גז כלור, אשר מזהם את הסביבה.
אלקטרוליזה של תחמוצת אינה משחררת גזים מזיקים, אך העלות מעט גבוהה יותר. באופן כללי, מתכות נדירות יקרות במיוחד כמו ניאודימיום ופראזאודימיום מיוצרות באמצעות אלקטרוליזה של תחמוצת.
(2) שיטת הפחתה תרמית בוואקום
שיטת האלקטרוליזה יכולה להכין רק מתכות אדמה נדירות ברמה תעשייתית כללית. כדי להכין מתכות עם זיהומים נמוכים וטוהר גבוה, משתמשים בדרך כלל בשיטת חיזור תרמי בוואקום. באופן כללי, תחמוצות אדמה נדירות מיוצרות תחילה לפלואוריד אדמה נדירה, אשר מופחת עם סידן מתכתי בתנור אינדוקציה בוואקום כדי לקבל מתכות גולמיות. לאחר מכן, הן מותכות מחדש ומזוקקות כדי לקבל מתכות טהורות יותר. בשיטה זו ניתן לייצר את כל מתכות האדמה הנדירות הבודדות, אך לא ניתן להשתמש בסמריום, אירופיום, איטרביום ותוליום.
פוטנציאל הפחתת החמצון שלסמאריום, אירופיום, איטרביום, טוליוםוסידן הפחיתו רק באופן חלקי את הפלואוריד של אדמה נדירה. באופן כללי, מתכות אלו מוכנות באמצעות עקרון לחץ אדים גבוה של מתכות אלו ולחץ אדים נמוך של מתכות לנתנום, ערבוב ויצירת בריקטים של תחמוצות ארבע אדמה נדירה אלו עם שאריות מתכות לנתנום, וצמצום שלהן בתנור ואקום.לנתןפעיל יחסית.סמריום, אירופיום, איטרביום ותוליוםמופחתים על ידי לנתן לזהב ונאספים בקבל, שקל להפריד אותו מהסיגים.
笔记
זמן פרסום: 19 באפריל 2023