Retosios žemės paruošimo metodas - valymas
Visi 16 retųjų žemių elementų, išskyrus Pm, gali būti išgryninti iki 6N (99,9999%) grynumo. Cheminiame procese gana sudėtinga ir sunku atskirti ir išgauti atskirus grynus retųjų žemių elementus iš mišrių retųjų žemių junginių, gautų po retųjų žemių koncentratų skilimo. Yra dvi pagrindinės priežastys. Pirma, lantanido elementų fizinės ir cheminės savybės yra labai panašios, o dauguma retųjų žemių jonų turi spindulį tarp dviejų gretimų elementų, kurie yra labai panašūs ir yra stabilios trivalentės būsenos vandeniniuose tirpaluose. Retųjų žemių jonai turi didelį ryšį su vandeniu, o kadangi jie yra apsaugoti hidratais, jų cheminės savybės yra labai panašios, todėl atskyrimas ir valymas yra labai sunku. Antrasis yra tai, kad mišrūs retųjų žemių junginiai, gauti po retųjų žemių koncentratų skilimo, turi daug lydinčių priemaišų elementų (pvz., Urano, torio, niobio, tantalo, titano, cirkonio, geležies, kalcio, silicio, fluoro, fosforo ir kt.). Todėl, atskiriant retųjų žemių elementus, reikia atsižvelgti ne tik į šių dešimčių retųjų žemių elementų, turinčių labai panašias chemines savybes, atskyrimą, bet ir retųjų žemių elementų ir lydinčių priemaišų elementų atskyrimą.
gamybinė medžiaga
Retųjų žemių metalai paprastai skirstomi į mišrius retųjų žemių metalus ir atskirus retųjų žemių metalus. Mišrių retųjų žemių metalo sudėtis yra artima originaliai retųjų žemių kompozicijai rūdoje, o vienas metalas yra metalas, atskirtas ir rafinuotas nuo kiekvienos retosios žemės. Retųjų žemių oksidus (išskyrus samariečius, europiumą, ytterbium ir tiulio oksidus) sunku sumažinti iki vieno metalo bendrais metalurgijos metodais dėl jų didelės susidarymo šilumos ir didelio stabilumo. Todėl šiandienos bendros retųjų žemių metalų gamybos žaliavos yra jų chloridai ir fluoridai.
Išlydytos druskos elektrolizė
Mišrių retųjų žemių metalų pramoninė masinė gamyba paprastai naudoja išlydytą druskos elektrolizę. Šis metodas yra šildyti ir ištirpinti retųjų žemių junginius, tokius kaip retųjų žemių chloridai, ir tada atlikti elektrolizę, kad nusodintų retųjų žemių metalus ant katodo. Yra du elektrolizės metodai: chlorido elektrolizė ir oksido elektrolizė. Pavienių retųjų žemių metalų paruošimo metodai skiriasi priklausomai nuo elemento. Samaris, europis, ytterbium ir thulium netinka elektrolitiniam preparatui dėl didelio garų slėgio, o vietoj to naudojamas redukcinis distiliavimas. Kiti elementai gali būti paruošti elektrolizės arba metaloterminio mažinimo būdu.
Chlorido elektrolizė yra labiausiai paplitęs metalų gamybos metodas, ypač mišriems retųjų žemių metalams su paprastu procesu, mažomis sąnaudomis ir mažomis investicijomis, tačiau didžiausias trūkumas yra chloro dujų išsiskyrimas, kuris teršia aplinką.
Oksido elektrolizė neišskiria kenksmingų dujų, tačiau kaina yra šiek tiek didesnė. Paprastai pavieniai retieji žemės ūkiai, kurių gamybos kainos yra didesnės, pvz., Neodimiumas ir preziodiumas, yra elektrolizuojami oksidais.
Vakuumo mažinimas
Elektrolizės metodas gali paruošti tik bendrosios pramoninės klasės retųjų žemių metalus. Jei norite paruošti metalus su mažomis priemaišomis ir dideliu grynumu, jiems paruošti paprastai naudojamas vakuuminis šilumos sumažinimas. Paprastai retųjų žemių oksidai pirmiausia gaminami į retųjų žemių fluoridus, kurie sumažinami metaliniu kalciu vakuuminėje indukcinėje krosnyje, kad gautų neapdorotus metalus, o po to perlydomi ir distiliuojami, kad gautų grynesnius metalus. Šis metodas gali gaminti visus retųjų žemių metalus, tačiau tokiu būdu negalima naudoti samario, europiumo, ytterbio ir tiulio. Samario, europiumo, ytterbio, tiulio ir kalcio redokso potencialas tik iš dalies sumažina retųjų žemių fluoridų kiekį. Paprastai šie metalai paruošiami naudojant šių metalų aukšto garų slėgio ir žemo lantano metalo garų slėgio principą. Šių keturių retųjų žemių oksidai sumaišomi su lantanumo metalo atraižomis, o po to sumažinami vakuuminėje krosnyje. Lanthanum Active, samarium, europium, ytterbium, thulium palyginimas lanthanum sumažinamas iki metalo ir surenkamas ant kondensato, kuris lengvai atskiriamas nuo šlako.