Aukšto grynumo retųjų žemių metalų paruošimo metodas
Retas žemė yra bendras terminas 17 metalų elementų, įskaitant lantanido elementus, skandiją ir Yttrium periodinėje lentelėje. Dėl panašių elementų savybių atskyrimo ir valymo procesas yra sudėtingas, todėl nėra lengva gauti vieną retą žemės produktą.
Aukšto grynumo retųjų žemių metalų galima naudoti kaip magnetines medžiagas, optines funkcines medžiagas, katalizines medžiagas, dulkinimo taikinius ir kt., Ir pagamintos į integruotas grandines, jutiklius, atmintį, optoelektroninius ekrano įrenginius ir kitus produktus. Jie plačiai naudojami elektronikoje, ryšiuose, skystųjų kristalų ekranuose, naujose energetines transporto priemones, pramoninę įrangą, jūrų inžineriją, aviacijos ir kosmoso ir kitus laukus.
Nuolat gilinant retųjų žemių metalų taikymo tyrimus, retųjų žemių metalų grynumo reikalavimai didėja ir didesni. Šiuo metu pagrindiniai aukšto grynumo retųjų žemių metalų paruošimo būdai yra vakuuminis tirpimas, vakuuminis distiliavimas, kieta elektrolizė, zonos lydymas ir kt.
(1) vakuumo lydymosi metodas
Retieji žemės metalai, turintys mažą garų slėgį, tokius kaip skandis, yttrium, lanthanum, cerium, prazodimis, neodymium, gadolinium, terbium ir liuteum, yra išlydyti ir išgryninti aukštesne vakuumo laipsniu, aukštesne nei 1,33 × 10-4 patre nei metalo lydymosi taškas 200 ~ 1000 laipsnių. Šiuo atveju priemaišos, turinčios didelį garų slėgį, tokius kaip šarminiai metalai, šarminiai žemės metalai, fluoridai ir žemo valimo oksidai, gali būti distiliuojami, tačiau priemaišų, tokių kaip aukštas virimo taškas, tokių kaip tantalo, geležies, vanadžio ir chromo, pašalinimo poveikis. yra neturtingas. Vakuuminis tirpimas yra veiksmingas pašalinant priemaišas, turinčias didelį garų slėgį (F, CA, MG ir kt.) Iš retųjų žemių metalų. Paprastai elektrinio lanko arba elektronų pluošto ar indukcinių krosnių šildymo pakartojimas naudojamas vakuuminėmis sąlygomis.
(2) vakuuminio distiliavimo metodas
Distiliavimo technologijos vakuume esmė yra distiliavimo įskaitymo, kuris naudoja kiekvieno elemento garų slėgio skirtumą, norint išvalyti retųjų žemių metalus vakuume. Šis metodas reikalauja didelio garų slėgio metalo gryninimui, norint gauti praktinį distiliavimą ar sublimacijos greitį, ir jis turi būti atliekamas esant žemesnei nei jo oksidų distiliavimo ar sublimacijos temperatūros temperatūrai. Jis daugiausia naudojamas sunkiems retųjų žemių metalų gryninimui.
YTTRIUM, Gadolinium, Terbium ir Lutetium yra distiliuojami ir išgryninti vakuuminiu laipsniu 1,33 × 10- ⁴ ~ 1 .33 × 10- ⁷ Pa ir 1600 ~ 1725 laipsnio, skandijos, disposium temperatūra , Holmium, Erbium, Thulium, Samarium, Europium ir Ytterbium yra distiliuojami ir išgryninti 1550 ~ 1650 laipsnio laipsniu. Tokiomis sąlygomis metalo priemaišos, turinčios mažą garų slėgį, pavyzdžiui, tantalo ir volframo, ir junginių, kuriuose yra anglies, azoto ir deguonies, liks tiglyje. Šis metodas dažnai naudojamas kartu su vakuuminiu tirpimu.
(3) kietojo kūno elektrolizės metodas
Kietojo kūno elektrolizės metodas, dar žinomas kaip kietojo kūno elektromigracijos metodas, nurodo priemaišų migraciją retųjų žemės metaluose, veikiant tiesioginės srovės elektriniam laukui, ypač šalia metalo lydymosi taško, kur mobilumas yra didelis. Dėl kiekvieno priemaišos elemento efektyvaus krūvio ir difuzijos koeficiento skirtumų, kiekvieno elemento migracijos kryptis ir mobilumas taip pat skiriasi.
Retas žemės metalo strypas praleidžiamas per tiesioginę srovę ypač dideliame vakuume arba inertinėje atmosferoje ir palaikomas 100-200 laipsniu mažesniu už metalo lydymosi tašką 1-3 savaitėms. Veikiant aukštai temperatūrai ir tiesioginės srovės elektriniam laukui, dėl skirtingo efektyvaus krūvio, difuzijos koeficiento ir mobilumo yra praturtinami įvairūs priemaišų elementai. Nupjaukite du bandymo strypo galus, o vidurinę sekciją vėl galima išgryninti elektromigracija. Laboratorijoje elektromigracijos metodas naudojamas lantanumui, ceriumui, prazodimiui, neodimiui, gadoliniui, terbiui, yttriumui ir liuteumui išvalyti, o priemaišų, tokių kaip anglies, deguonies ir azoto, poveikis yra puikus.
Įranga, naudojama kietojo kūno elektrolizės metode, yra gana paprasta ir gali efektyviai pašalinti intersticines priemaišas, turinčias neigiamą veiksmingą krūvį retame žemės metaluose, tokiuose kaip dujų priemaišos ir nemetalinės priemaišos. Tai taip pat turi gerą pašalinimo poveikį metalo priemaišoms. Tačiau šis metodas turi ilgo valymo ciklo, mažo derlingumo ir didelės energijos suvartojimo trūkumus.
(4) zonos lydymosi metodas
Retos žemės metaliniai strypai yra zonos, kelis kartus ištirpintos zonos lydymosi krosnyje labai lėtu greičiu (pvz., 0. 4 mm/min, valant yttrium). Tai daro didelę įtaką metalinių priemaišų, tokių kaip geležis, aliuminis, magnis, vario ir nikelio, pašalinimui, tačiau yra neveiksmingas deguonies, azoto, anglies ir vandenilio. Be to, tam tikras poveikis taip pat turi elektrolitinį rafinavimą ir zonų lydymosi-elektromigracijos metodą, skirtą valyti retą žemę.
Be to, yra keletas kitų metodų, tokių kaip išlydytos druskos ekstrahavimo metodas ir lanko lydymosi atkaitinimo metodas. Išlydytos druskos ekstrahavimo metodas keičia priemaišų elementų santykį, kontaktuojant su retais žemės metalais su išlydytu druska aukštoje temperatūroje, kad priemaišos patektų į išlydytą druską ir taip pasiektų gryninimo tikslą. ARC lydymosi atkaitinimo perkristalizacijos metodas šildo mėginį lanko krosnyje ir atkaitina jį šiek tiek žemesne nei mėginio lydymosi temperatūra, kad augintų grūdus ir pagerintų grynumą.
Nuo pat įkūrimo 1958 m., HNRE atliko nuodugnius aukšto grynumo retųjų žemių metalų tyrimus ir pramoninį išdėstymą. HNRE yra pirmaujančiame pasaulyje ekstrahavimo, gryninimo ir taikymo medžiagų vystymuisi aukšto grynumo retųjų žemių metalų vystymuisi. Mėgaukitės „Skandžio karaliaus pasaulyje“ reputacija.