Përgatitja e metaleve të rralla të tokës

Përgatitja e metaleve të rralla të tokës

Prodhimi i metaleve të rralla të tokës njihet edhe si prodhimi pirometalurgjik i tokës së rrallë.Metalet e rralla të tokësnë përgjithësi ndahen në metale të përziera të tokës së rralla dhe në metale të rralla të vetme. Përbërja e metaleve të përziera të tokës së rrallë është e ngjashme me përbërjen origjinale të tokës së rrallë në xehe, dhe një metal i vetëm është një metal i ndarë dhe i rafinuar nga çdo tokë e rrallë. Është e vështirë të reduktohen oksidet e tokës së rrallë (përveç oksideve të samariumit, europiumit, itterbiumit dhe thuliumit) në një metal të vetëm duke përdorur metoda të përgjithshme metalurgjike, për shkak të nxehtësisë së tyre të lartë të formimit dhe stabilitetit të lartë. Prandaj, lëndët e para të përdorura zakonisht për prodhimin e metaleve të rralla të tokës janë kloruret dhe fluoridet e tyre.

(1) Metoda e elektrolizës së kripës së shkrirë

Prodhimi masiv i metaleve të përziera të tokës së rralla në industri në përgjithësi përdor metodën e elektrolizës së kripës së shkrirë. Kjo metodë përfshin ngrohjen dhe shkrirjen e komponimeve të tokës së rrallë si kloruret e tokës së rrallë, dhe më pas elektrolizën për të precipituar metale të rralla të tokës në katodë. Ekzistojnë dy metoda të elektrolizës: elektroliza e klorurit dhe elektroliza e oksidit. Metoda e përgatitjes së një metali të vetëm të dheut të rrallë ndryshon në varësi të elementit. Samariumi, europiumi, yterbiumi dhe thuliumi nuk janë të përshtatshëm për përgatitje elektrolitike për shkak të presionit të lartë të avullit dhe përkundrazi përgatiten duke përdorur metodën e distilimit reduktues. Elementë të tjerë mund të përgatiten me elektrolizë ose metodën e reduktimit termik të metaleve.

Elektroliza e klorurit është metoda më e zakonshme për prodhimin e metaleve, veçanërisht për metalet e përziera të tokës së rralla. Procesi është i thjeshtë, me kosto efektive dhe kërkon investim minimal. Megjithatë, pengesa më e madhe është çlirimi i gazit të klorit, i cili ndot mjedisin.

Elektroliza e oksidit nuk çliron gazra të dëmshëm, por kostoja është pak më e lartë. Në përgjithësi, tokat e rralla të vetme me çmim të lartë si neodymium dhe praseodymium prodhohen duke përdorur elektrolizë oksidi.

(2) Metoda e reduktimit termik me vakum

Metoda e elektrolizës mund të përgatisë vetëm metale tokësore të rralla të shkallës së përgjithshme industriale. Për të përgatitur metale me papastërti të ulëta dhe pastërti të lartë, në përgjithësi përdoret metoda e reduktimit termik me vakum. Në përgjithësi, oksidet e tokës së rrallë bëhen fillimisht në fluor të tokës së rrallë, i cili reduktohet me kalcium metalik në një furrë me induksion vakum për të marrë metale të papërpunuara. Më pas, ato shkrihen dhe distilohen për të marrë metale më të pastra. Kjo metodë mund të prodhojë të gjitha metalet e rralla të tokës, por samarium, europium, yterbium dhe thulium nuk mund të përdoren.

Potenciali i reduktimit të oksidimit tësamarium, europium, yterbium, thuliumdhe kalciumi pakësoi vetëm pjesërisht fluorin e tokës së rrallë. Në përgjithësi, këto metale përgatiten duke përdorur parimin e presionit të lartë të avullit të këtyre metaleve dhe presionit të ulët të avullit të metaleve të lantanit, duke përzier dhe briketuar oksidet e këtyre katër tokave të rralla me mbeturinat e metaleve të lantanit dhe duke i reduktuar ato në një furrë vakum.. Lantaniështë relativisht aktiv.Samarium, europium, yterbium dhe thuliumreduktohen nga lantanumi në ar dhe mblidhen në kondensator, i cili ndahet lehtë nga skorja.

笔记