Préparation des métaux des terres rares
La production de métaux des terres rares est également connue sous le nom de production pyrométallurgique de terres rares.Métaux des terres raresOn distingue généralement les terres rares mixtes et les terres rares simples. La composition des terres rares mixtes est similaire à celle des terres rares d'origine du minerai, et un métal simple est un métal séparé et raffiné de chaque terre rare. Il est difficile de réduire les oxydes de terres rares (à l'exception des oxydes de samarium, d'europium, d'ytterbium et de thulium) en un seul métal par les méthodes métallurgiques classiques, en raison de leur chaleur de formation élevée et de leur grande stabilité. Par conséquent, les matières premières couramment utilisées pour la production de terres rares sont leurs chlorures et leurs fluorures.
(1) Méthode d'électrolyse des sels fondus
La production industrielle de masse de métaux de terres rares mixtes utilise généralement l'électrolyse des sels fondus. Cette méthode consiste à chauffer et à faire fondre des composés de terres rares, tels que les chlorures de terres rares, puis à les électrolyser pour les précipiter sur la cathode. Il existe deux méthodes d'électrolyse : l'électrolyse des chlorures et l'électrolyse des oxydes. La méthode de préparation d'une terre rare varie selon l'élément. Le samarium, l'europium, l'ytterbium et le thulium ne se prêtent pas à la préparation électrolytique en raison de leur pression de vapeur élevée ; ils sont donc préparés par distillation réductrice. D'autres éléments peuvent être préparés par électrolyse ou par réduction thermique des métaux.
L'électrolyse au chlorure est la méthode la plus courante pour produire des métaux, notamment des métaux de terres rares mixtes. Ce procédé est simple, économique et nécessite un investissement minimal. Cependant, son principal inconvénient est le dégagement de chlore gazeux, polluant pour l'environnement.
L'électrolyse des oxydes ne dégage pas de gaz nocifs, mais son coût est légèrement plus élevé. Généralement, les terres rares simples, coûteuses comme le néodyme et le praséodyme, sont produites par électrolyse des oxydes.
(2) Méthode de réduction thermique sous vide
L'électrolyse ne permet de préparer que des terres rares de qualité industrielle. Pour obtenir des métaux peu impurés et d'une grande pureté, on utilise généralement la réduction thermique sous vide. En général, les oxydes de terres rares sont d'abord transformés en fluorure de terres rares, qui est ensuite réduit avec du calcium métallique dans un four à induction sous vide pour obtenir des métaux bruts. Ils sont ensuite refondus et distillés pour obtenir des métaux plus purs. Cette méthode permet de produire toutes les terres rares, mais le samarium, l'europium, l'ytterbium et le thulium ne sont pas utilisables.
Le potentiel d'oxydoréduction desamarium, europium, ytterbium, thuliumLe calcium n'a réduit que partiellement le fluorure de terre rare. Généralement, ces métaux sont préparés selon le principe de la pression de vapeur élevée pour ces métaux et de la pression de vapeur faible pour les métaux du lanthane, en mélangeant et en briquetant les oxydes de ces quatre terres rares avec les débris de métaux du lanthane, puis en les réduisant dans un four à vide.. Lanthaneest relativement actif.Samarium, europium, ytterbium et thuliumsont réduits par le lanthane en or et collectés sur le condenseur, qui est facile à séparer des scories.
笔记
Date de publication : 19 avril 2023