ייצור מתכות אדמה נדירות ידוע גם בשם ייצור פירו-מטאלורגי של אדמה נדירה.מתכות אדמה נדירותמחולקים בדרך כלל למתכות אדמה נדירות מעורבות ומתכות אדמה נדירות בודדות.הרכב מתכות אדמה נדירות מעורבות דומה להרכב אדמה נדירה המקורית בעפרה, ומתכת בודדת היא מתכת מופרדת ומזוקקת מכל אדמה נדירה.קשה להפחית תחמוצות אדמה נדירות (למעט תחמוצות של סמריום, אירופיום, איטרביום ותוליום) למתכת אחת בשיטות מתכות כלליות, בשל חום היווצרותן הגבוה ויציבותן הגבוהה.לכן, חומרי הגלם הנפוצים לייצור מתכות אדמה נדירות הם הכלורידים והפלואורידים שלהם.
(1) שיטת אלקטרוליזה של מלח מותך
ייצור המוני של מתכות אדמה נדירות מעורבות בתעשייה משתמש בדרך כלל בשיטת האלקטרוליזה של מלח מותך.שיטה זו כוללת חימום והתכה של תרכובות אדמה נדירות כגון כלורידי אדמה נדירים, ולאחר מכן אלקטרוליזה כדי לזרז מתכות אדמה נדירות על הקתודה.ישנן שתי שיטות של אלקטרוליזה: אלקטרוליזה כלוריד ואלקטרוליזה תחמוצת.שיטת ההכנה של מתכת אדמה נדירה יחידה משתנה בהתאם לאלמנט.סמריון, אירופיום, איטרביום ותוליום אינם מתאימים להכנה אלקטרוליטית בשל לחץ האדים הגבוה שלהם, ובמקום זאת מוכנים בשיטת זיקוק הפחתה.ניתן להכין אלמנטים אחרים על ידי אלקטרוליזה או שיטת הפחתת מתכת תרמית.
אלקטרוליזה של כלוריד היא השיטה הנפוצה ביותר לייצור מתכות, במיוחד למתכות אדמה נדירות מעורבות.התהליך פשוט, חסכוני ודורש השקעה מינימלית.עם זאת, החיסרון הגדול ביותר הוא שחרור גז כלור, המזהם את הסביבה.
אלקטרוליזה של תחמוצת אינה משחררת גזים מזיקים, אך העלות מעט גבוהה יותר.בדרך כלל, כדורי אדמה נדירים בודדים במחיר גבוה כגון ניאודימיום ופראזודימיום מיוצרים באמצעות אלקטרוליזה תחמוצת.
(2) שיטת הפחתת תרמית ואקום
שיטת האלקטרוליזה יכולה להכין רק מתכות אדמה נדירות בדרגה תעשייתית כללית.כדי להכין מתכות עם זיהומים נמוכים וטוהר גבוה, נעשה בדרך כלל שימוש בשיטת הפחתת תרמית ואקום.בדרך כלל, תחמוצות אדמה נדירות הופכות לראשונה לפלואוריד אדמה נדירה, אשר מופחתת עם סידן מתכתי בכבשן אינדוקציה ואקום כדי להשיג מתכות גולמיות.לאחר מכן, הם מומסים מחדש ומזקקים כדי להשיג מתכות טהורות יותר.שיטה זו יכולה לייצר את כל מתכות אדמה נדירות בודדות, אך לא ניתן להשתמש בסמריום, אירופיום, איטרביום ותוליום.
פוטנציאל הפחתת החמצון שלסמאריום, אירופיום, איטרביום, טוליוםוסידן הפחיתו רק באופן חלקי את הפלואוריד של כדור הארץ הנדיר.בדרך כלל, מתכות אלה מוכנות על ידי שימוש בעקרון של לחץ אדים גבוה של מתכות אלה ולחץ אדים נמוך של מתכות לנטנום, ערבוב ושיחת תחמוצות של ארבע כדורי הארץ הנדירים הללו עם פסולת של מתכות לנטנום, והפחתתן בכבשן ואקום.לנתנוםפעיל יחסית.סמריום, אירופיום, איטרביום ותוליוםמופחתים על ידי לנתנום לזהב ונאספים על הקבל, שקל להפריד אותו מסיג.
笔记
זמן פרסום: 19 באפריל 2023