Metoder til rensning af sjældne jordarters metal

Dec 01, 2023

Læg en besked

Industrielle rene sjældne jordarters metaller bruges i vid udstrækning i industrien, og sjældne jordarters metaller med højere renhed bruges hovedsageligt til måling af fysiske og kemiske egenskaber. Der er fire hovedoprensningsmetoder, der anvendes i laboratoriet, nemlig vakuumsmeltning, vakuumdestillation eller sublimering, elektromigration og zonesmeltning.
Vakuumsmeltemetode
Smelt og rens sjældne jordarters metaller med lavere damptryk, såsom scandium, yttrium, lanthan, cerium, praseodym, neodym, gadolinium, terbium og lutetium, ved en vakuumgrad større end 10-6 torr, ved en temperatur på 200 til 1000 grader højere end metallernes smeltepunkt. I dette tilfælde kan urenheder med højt damptryk såsom alkalimetaller, jordalkalimetaller, fluorider og lavvalensoxider (RO) destilleres ud, men fjernelseseffekten på urenheder med høje kogepunkter såsom tantal, jern, vanadium, og krom er dårligt.
Vakuumdestillationsmetode
Også kendt som vakuum sublimationsmetode. Destiller og rens yttrium, gadolinium, terbium og lutetium ved en vakuumgrad på 10-6-10-9 torr og en temperatur på 1600-1725 grad, og sublimer og oprens scandium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, samarium, europium , og ytterbium ved 1550-1650 grad. Under disse forhold vil metalurenheder med lavt damptryk, såsom tantal og wolfram, såvel som forbindelser indeholdende kulstof, nitrogen og oxygen, forblive i diglen. Denne metode bruges ofte i forbindelse med vakuumsmeltning.
Elektromigreringsmetode
Tilfør jævnstrøm til sjældne jordarters metalstaven i et ultrahøjt vakuum eller en inert atmosfære, og hold den i 1-3 uger ved en temperatur 100-200 grader lavere end metallets smeltepunkt. Under påvirkning af højtemperatur- og jævnstrøms elektriske felter akkumuleres forskellige urenhedselementer langs teststangen mod begge ender på grund af forskelle i effektiv ladning, diffusionskoefficient og migrationshastighed. Skær begge ender af teststangen af, og midtersektionen kan elektromigreringsrenses yderligere. Oprensningen af ​​lanthan, cerium, praseodym, neodym, gadolinium, terbium, yttrium og lutetium ved hjælp af elektromigreringsmetoden i laboratoriet har en betydelig effekt på fjernelse af urenheder såsom kulstof, oxygen og nitrogen.

Regional smeltemetode
Sjældne jordarters metalstænger gennemgår smeltning i flere zoner ved en meget langsom hastighed (såsom 0,4 mm/min til rensning af yttrium) i en regional smelteovn, hvilket har en betydelig effekt på fjernelse af metalurenheder såsom jern, aluminium , magnesium, kobber, nikkel osv., men er ineffektiv for oxygen, nitrogen, kulstof og brint. Derudover har kombinerede metoder til elektrolytisk raffinering og zonesmeltende elektromigrering visse virkninger på rensning af sjældne jordarter.