Preparazzjoni ta 'Ligi tal-Metall Rare Earth

Nov 24, 2023

Ħalli messaġġ

Fl-1826, l-Isvediż Musander uża l-ewwel sodju tal-metall u potassju biex inaqqas il-klorur taċ-ċerju anidru biex jipproduċi ċerju tal-metall b'ħafna impuritajiet. Fl-1875, W. Hillebrand u T. Norton użaw l-ewwel elettroliżi tal-melħ imdewweb tal-klorur biex jiksbu ammonti żgħar ta 'metalli mħallta ta' ċerju, lantanju u neodimju praseodimju. Sa l-aħħar tas-snin 1930s, il-proċessi tat-tnaqqis termali tal-metall u l-elettroliżi tal-melħ imdewweb ġew żviluppati biex jipproduċu metalli rari tad-dinja pura industrijali minn alidi tad-dinja rari. Il-metodu ta 'tnaqqis termali tal-metall tal-fluworidu tal-kalċju huwa li tħallat u tikkompatta fluworidu tal-art rari anidru b'partiċelli tal-kalċju tal-metall li jaqbżu l-ammont teoretiku bi 10-15%, tagħbijah f'griġjol tat-tantalu, poġġih f'forn elettriku b'vakwu għoli, imla hija b'gass inert, u twettaq reazzjoni ta 'tnaqqis f'temperatura 50-100 grad ogħla mill-punt tat-tidwib tal-gagazza u l-metall. Żomm f'temperatura ta 'reazzjoni għal madwar 15-il minuta, imbagħad kessaħ għat-temperatura tal-kamra, neħħi l-gagazza u neħħi l-metall, b'rata ta' rkupru tal-metall ta '95-97%. Madankollu, il-prodott fih 0.1-2% kalċju u 0.05-2% tantalu (il-kontenut tat-tantalu fl-iskandju mnaqqas u lutetium huwa għoli daqs 2% jew aktar), kif ukoll bħala impuritajiet għoljin bħall-ossiġnu u l-fluworin. Jeħtieġ li jkun aktar soġġett għal tidwib mill-ġdid b'vakwu għoli u distillazzjoni (jew sublimazzjoni) biex tneħħi l-impuritajiet. Dan il-metodu jista 'jipproduċi metalli lantanid minbarra samarium, europju, itterbju, u thulium.
L-aġenti ta 'tnaqqis użati komunement fil-proċess ta' tnaqqis termali tal-klorur huma l-litju jew il-kalċju. Minħabba t-temperatura ta 'reazzjoni aktar baxxa, jistgħu jintużaw griġjoli tat-titanju u tal-molibdenu li huma irħas mit-tantalu, u jistgħu jnaqqsu t-tniġġis tal-griġjol fuq il-metall.

Preparazzjoni tal-Metalli tad-Dinja Rari tal-Grupp tal-Yttrium permezz ta 'Metodu ta' Liga Intermedja: Ċertu proporzjon ta 'manjeżju u klorur tal-kalċju huma miżjuda mal-ħlas tal-forn li jnaqqas biex jiffurmaw ligi tal-manjeżju rari u gagazza ta' punt ta 'tidwib baxx ta' CaF2 CaCl2. Meta tnaqqas l-YF3 anidru bil-kalċju, il-kalċju tal-metall u l-manjeżju jitgħabbew f'griġjol (Figura 3), filwaqt li YF3 u CaCl2 jitgħabbew fil-lembut tal-għalf ta 'fuq. It-tank tar-reazzjoni jiġi ssiġillat u mqassam għal 10-2 torċi, imbagħad mimli bil-gass argon u jissaħħan sa 950 grad biex jippermetti lil YF3 u CaCl2 jaqgħu fil-griġjol. Il-materjal tal-forn jgħaddi minn reazzjonijiet ta 'tnaqqis u liga skond il-formula li ġejja. Wara li jinżamm għal {{10}} minuti, il-griġjol jitneħħa biex tinkiseb liga ta' manjesju ittriju li jkun fiha 24 % tal-manjeżju. Distillazzjoni bil-vakwu ta 'din il-liga b'ċerta rata ta' tisħin f'950 grad. L-ittriju sponża miksub fih inqas minn 0.01% kalċju u manjesju, b'purità tal-metall ta' madwar 99.5-99.7%. L-ittriju tal-isponża jiġi mdewweb mill-ġdid f'forn tal-ark vakwu biex jinkiseb metall dens b'rata ta 'rkupru ta' 90-94%. Il-metodu ta 'tnaqqis tal-lantanu (ċerju) ta' ossidu tas-samarju, ossidu tal-europju, ossidu tal-itterbju u ossidu tat-thulium inaqqas Sm2O3, Eu2O3, Yb2O3, u Tm2O3 f'temperatura għolja u vakwu għoli, billi juża metalli bi pressjonijiet tal-fwar aktar baxxi bħal lantanju, ċerju, u anke ċerju mħallta metalli rari tad-dinja bħala aġenti ta 'tnaqqis. Fl-istess ħin, id-distillazzjoni tista 'tikseb il-metalli korrispondenti. Ħallat u agħfas it-trab R2O3 sinterizzat b'aġent li jnaqqas il-metall b'wiċċ nadif (mingħajr film ta 'ossidu) fi blokka. Taħt kundizzjonijiet ta' vakwu ta' 10-3 torċi u 1300-1600 grad , irkupru għoli tal-metall jista' jinkiseb permezz ta' distillazzjoni ta' tnaqqis għal 0.5-2 sigħat. It-tagħmir tad-distillazzjoni tat-tnaqqis huwa muri fil-Figura 4. Dan il-metodu huwa wkoll adattat biex jipproduċi disprosju tal-metall, holmium u erbju, iżda jeħtieġ temperatura ogħla u grad ta 'vakwu. Ir-reazzjoni ta 'tnaqqis ta' Eu2O3 hija intensa, u t-temperatura ta 'tnaqqis hija 100-500 grad aktar baxxa minn dik ta' l-ossidi ta 'samarju mnaqqas, itterbju, u thulium. L-operazzjoni għandha titwettaq f'atmosfera inerta.