تولید فلزات خاکی نادر همچنین به عنوان تولیدی به نادر تولید پیرومتالورژیک زمین شناخته می شود.فلزات نادر زمینبه طور کلی به فلزات خاکی کمیاب مخلوط و فلزات خاک نادر زمین تقسیم می شوند. ترکیب فلزات خاکی نادر مخلوط شبیه به ترکیب اصلی زمین نادر در سنگ معدن است و یک فلز منفرد یک فلز از هم جدا شده و از هر زمین نادر جدا شده و تصفیه می شود. کاهش اکسیدهای خاکی نادر (به جز اکسیدهای ساماریوم ، یوروپیوم ، یتربیم و توولیوم) به دلیل گرمای زیاد تشکیل و پایداری زیاد ، به یک فلز واحد با استفاده از روشهای متالورژی عمومی دشوار است. بنابراین ، مواد اولیه متداول برای تولید فلزات نادر زمین کلریدها و فلورایدهای آنها هستند.
(1) روش الکترولیز نمک مذاب
تولید انبوه فلزات خاکی نادر در صنعت به طور کلی از روش الکترولیز نمک مذاب استفاده می کند. این روش شامل گرمایش و ذوب ترکیبات نادر زمین مانند کلریدهای زمین نادر و سپس الکترولیز برای رسوب فلزات نادر زمین در کاتد است. دو روش الکترولیز وجود دارد: الکترولیز کلرید و الکترولیز اکسید. روش آماده سازی یک فلز خاکی نادر بسته به عنصر متفاوت است. ساماریوم ، یوروپیوم ، یتربیم و توولیم به دلیل فشار زیاد بخار برای تهیه الکترولیتی مناسب نیستند و در عوض با استفاده از روش تقطیر کاهش آماده می شوند. سایر عناصر را می توان با استفاده از روش الکترولیز یا روش کاهش حرارتی فلز تهیه کرد.
الکترولیز کلرید متداول ترین روش برای تولید فلزات است ، به خصوص برای فلزات نادر زمین مخلوط. این فرایند ساده ، مقرون به صرفه است و به حداقل سرمایه گذاری نیاز دارد. با این حال ، بزرگترین اشکال انتشار گاز کلر است که محیط زیست را آلوده می کند.
الکترولیز اکسید گازهای مضر را آزاد نمی کند ، اما هزینه کمی بیشتر است. به طور کلی ، زمین های نادر با قیمت بالا مانند نئودیمیوم و پراسودیمیم با استفاده از الکترولیز اکسید تولید می شوند.
(2) روش کاهش حرارتی خلاء
روش الکترولیز فقط می تواند فلزات خاکی نادر صنعتی را تهیه کند. برای تهیه فلزات با ناخالصی های کم و خلوص بالا ، به طور کلی از روش کاهش حرارتی خلاء استفاده می شود. به طور کلی ، اکسیدهای خاکی نادر برای اولین بار در فلوراید زمین نادر ساخته می شوند ، که با کلسیم فلزی در یک کوره القایی خلاء برای به دست آوردن فلزات خام کاهش می یابد. سپس ، آنها برای به دست آوردن فلزات خالص تر ، آنها را مجدداً و تقطیر می کنند. این روش می تواند تمام فلزات خاکی نادر زمین را تولید کند ، اما از ساماریوم ، یوروپیم ، یتربیم و Thulium استفاده نمی شود.
پتانسیل کاهش اکسیداسیون ازساماریوم ، یوروپیوم ، یتربیم ، Thuliumو کلسیم فقط تا حدی فلوراید زمین نادر را کاهش داد. به طور کلی ، این فلزات با استفاده از اصل فشار بخار زیاد این فلزات و فشار بخار کم فلزات لانتانوم ، مخلوط کردن و ایجاد اکسیدهای این چهار زمین نادر با بقایای فلزات لانتانوم و کاهش آنها در یک کوره خلاء تهیه می شوند.بشر لانتاننسبتاً فعال استساماریوم ، یوروپیوم ، یتربیم و تولیومتوسط lanthanum به طلا کاهش می یابد و بر روی کندانسور جمع می شود ، که به راحتی از سرباره جدا می شود.
笔记
زمان پست: آوریل 19-2023