Préparation des métaux des terres rares

Préparation des métaux des terres rares

La production de métaux des terres rares est également connue sous le nom de production pyrométallurgique des terres rares.Métaux des terres raressont généralement divisés en métaux de terres rares mixtes et métaux de terres rares simples.La composition des métaux de terres rares mélangés est similaire à la composition originale des terres rares dans le minerai, et un seul métal 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 à l'aide de méthodes métallurgiques générales, en raison de leur chaleur de formation élevée et de leur grande stabilité.Par conséquent, les matières premières couramment utilisées pour la production de métaux des terres rares sont leurs chlorures et fluorures.

(1) Méthode d'électrolyse aux sels fondus

La production de masse de mélanges de métaux des terres rares dans l'industrie utilise généralement la méthode d'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 procéder à une électrolyse pour précipiter les métaux des terres rares sur la cathode.Il existe deux méthodes d'électrolyse : l'électrolyse des chlorures et l'électrolyse des oxydes.La méthode de préparation d’un seul métal des terres rares varie en fonction de l’élément.Le samarium, l'europium, l'ytterbium et le thulium ne conviennent pas à la préparation électrolytique en raison de leur pression de vapeur élevée et sont plutôt préparés en utilisant la méthode de distillation par réduction.D'autres éléments peuvent être préparés par électrolyse ou par méthode de réduction thermique des métaux.

L'électrolyse des chlorures est la méthode la plus courante pour produire des métaux, en particulier pour les mélanges de métaux des terres rares.Le processus est simple, rentable et nécessite un investissement minimal.Cependant, le plus gros inconvénient est le dégagement de chlore gazeux, qui pollue l’environnement.

L'électrolyse des oxydes ne dégage pas de gaz nocifs, mais son coût est légèrement plus élevé.Généralement, les terres rares uniques à prix élevé, telles que le néodyme et le praséodyme, sont produites par électrolyse des oxydes.

(2) Méthode de réduction thermique sous vide

La méthode d'électrolyse ne peut préparer que des métaux des terres rares de qualité industrielle générale.Pour préparer des métaux avec de faibles impuretés et une pureté élevée, la méthode de réduction thermique sous vide est généralement utilisée.Généralement, les oxydes de terres rares sont d'abord transformés en fluorure de terres rares, qui est réduit avec du calcium métallique dans un four à induction sous vide pour obtenir des métaux bruts.Ensuite, ils sont refondus et distillés pour obtenir des métaux plus purs.Cette méthode peut produire tous les métaux des terres rares, mais le samarium, l'europium, l'ytterbium et le thulium ne peuvent pas être utilisés.

Le potentiel d’oxydo-réduction desamarium, europium, ytterbium, thuliumet le calcium n'a réduit que partiellement le fluorure de terres rares.Généralement, ces métaux sont préparés en utilisant le principe de la pression de vapeur élevée de ces métaux et de la faible pression de vapeur des métaux du lanthane, en mélangeant et en briquetant les oxydes de ces quatre terres rares avec les débris des métaux du lanthane, et en les réduisant dans un four sous vide..Lanthaneest relativement actif.Samarium, europium, ytterbium et thuliumsont réduits par le lanthane en or et collectés sur le condenseur, facile à séparer des scories.

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