Vorbereitungsmethode für hohe Püre
Seltenerde ist ein allgemeiner Begriff für 17 Metallelemente, darunter Lanthanidelemente, Skandium und Yttrium in der Periodenzügigkeitstabelle. Aufgrund der ähnlichen Eigenschaften zwischen Elementen ist der Trennungs- und Reinigungsprozess kompliziert und es ist nicht einfach, ein einzelnes Produkt für Seltenerd erd zu erhalten.
Hochpüre Seltene erdmetalle können als magnetische Materialien, optische funktionelle Materialien, katalytische Materialien, Sputterziele usw. verwendet und in integrierte Schaltkreise, Sensoren, Speicher, optoelektronische Anzeigegeräte und andere Produkte verarbeitet werden. Sie werden häufig in Elektronik, Kommunikation, Flüssigkristall -Displays, neuen Energiefahrzeugen, Industrieausrüstung, Meeresentwicklung, Luft- und Raumfahrt und anderen Feldern eingesetzt.
Mit der kontinuierlichen Vertiefung der Forschung über die Anwendung von Seltenerdmetallen werden die Anforderungen an die Reinheit von Seltenerdmetallen immer höher. Gegenwärtig sind die Hauptvorbereitungsmethoden der Metalle mit hoher Purity-Seltenerde Vakuum, Vakuumdestillation, feste Elektrolyse, Zonenschmelzen usw.
(1) Vakuumschmelzmethode
Seltenerdmetalle mit niedrigem Dampfdruck wie Scandium, Yttrium, Lanthanum, Cerium, Praseodym, Neodym, Gadolinium, Terbium und Lutetium werden geschmolzen und mit einem Staubsaugergrad von mehr als 1,33 × {10-4 Pa und einer Temperatur gereinigt und eine Temperatur höher als der Schmelzpunkt des Metalls um 200 ~ 1000 Grad. In diesem Fall können Verunreinigungen mit hohem Dampfdruck wie alkalischen Metallen, alkalischen Erdmetallen, Fluoriden und niedrig valenten Oxiden ausgegeben werden, aber der Entfernungseffekt von Verunreinigungen mit hohen Siedepunkten wie Tantal, Eisen, Vanadium und Chrom ist arm. Das Vakuumschmelzen ist wirksam zum Entfernen von Verunreinigungen mit hohem Dampfdruck (F, Ca, Mg usw.) aus den meisten Seltenerdmetallen. Im Allgemeinen werden unter Vakuumbedingungen elektrischer Lichtbogen- oder Elektronenstrahl- oder Induktionsofenheizungsverlösen verwendet.
(2) Vakuumdestillationsmethode
Die Essenz der Vakuumdestillationstechnologie ist die Destillation-Sublimation, bei der der Dampfdruck jedes Elements unter Vakuumbedingungen seltene Erdenmetalle reinigt. Diese Methode erfordert einen großen Dampfdruck für die Metallreinigung, um eine praktische Destillation oder Sublimationsrate zu erhalten, und muss bei einer Temperatur unter der Ko-Distillation oder Sublimationstemperatur seiner Oxide durchgeführt werden. Es wird hauptsächlich für die Reinigung schwerer Seltenerdmetalle verwendet.
Yttrium, Gadolinium, Terbium und Lutetium werden in einem Vakuumgrad von 1,33 × 10- ⁴ ~ 1 .33 × 10- ⁷ Pa und eine Temperatur von 1600 ~ 1725 Grad und Scandium, Dysprosium, Dysprosium, gereinigt. , Holmium, Erbium, Thulium, Samarium, Europium und Ytterbium werden nach 1550 bis 1650 Grad destilliert und gereinigt. Unter solchen Bedingungen bleiben Metallverunreinigungen mit niedrigem Dampfdruck wie Tantal und Wolfram und Verbindungen, die Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff enthalten, im Schmelztiegel. Diese Methode wird häufig in Verbindung mit Vakuumschmelzen verwendet.
(3) Solid-State-Elektrolyseverfahren
Das Festkörperelektrolyseverfahren, auch als Festkörperelektromigrationsmethode bekannt, bezieht sich auf die Migration von Verunreinigungen in Seltenerdmetallen unter der Wirkung eines elektrischen Feldes, insbesondere in der Nähe des Schmelzpunkts des Metalls, wo die Mobilität hoch ist. Aufgrund der Unterschiede in der effektiven Ladung und des Diffusionskoeffizienten jedes Verunreinigungselements sind auch die Migrationsrichtung und Mobilität jedes Elements unterschiedlich.
Eine seltene Erdmetallstange wird in einem ultrahohen Vakuum- oder Inert-Atmosphäre durch direktes Strom geführt und bei 100-200 Grad unter dem Schmelzpunkt des Metalls für 1-3 Wochen gehalten. Unter der Wirkung von Hochtemperatur- und Gleichstrom -elektrischem Feld werden verschiedene Verunreinigungselemente entlang des Teststabs zu beiden Enden angereichert, da sie unterschiedliche effektive Ladung, Diffusionskoeffizient und Mobilität haben. Schneiden Sie die beiden Enden des Teststabes ab, und der mittlere Abschnitt kann durch Elektromigration erneut gereinigt werden. Im Labor wird die Elektromigrationsmethode verwendet, um Lanthan, Cerium, Praseodym, Neodym, Gadolinium, Terbium, Yttrium und Lutetium zu reinigen, und die Wirkung von Verunreinigungen wie Kohlenstoff, Sauerstoff und Stickstoff ist bemerkenswert.
Die im Festkörperelektrolyseverfahren verwendeten Geräte sind relativ einfach und können interstitielle Verunreinigungen mit negativer effektiver Ladung in Seltenerdmetallen wie Gasverunreinigungen und nicht-metallischen Verunreinigungen wirksam entfernen. Es hat auch einen guten Entfernungseffekt auf Metallverunreinigungen. Diese Methode hat jedoch die Nachteile des langen Reinigungszyklus, des geringen Ertrags und des hohen Energieverbrauchs.
(4) Zonenschmelzmethode
Seltene Erdmetallstangen werden in einem Zone -Schmelzofen mit sehr langsamer Geschwindigkeit mehrmals in Zone geschmolzen (z. B. 0. 4mm/min beim Reinigen von Yttrium). Es hat einen signifikanten Einfluss auf die Entfernung von Metallverunreinigungen wie Eisen, Aluminium, Magnesium, Kupfer und Nickel, ist jedoch für Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff und Wasserstoff unwirksam. Darüber hinaus haben die kombinierte elektrolytische Raffinerie und die Schmelzelektromigration mit Zone zur Reinigung von Seltenerden eine bestimmte Wirkung.
Darüber hinaus gibt es einige andere Methoden, wie z. Die Molzen -Salz -Extraktionsmethode verändert das Verhältnis von Verunreinigungselementen, indem sie sich bei hoher Temperatur mit geschmolzenem Salz kontaktieren, so dass Unreinheiten in das geschmolzene Salz gelangen und damit den Zweck der Reinigung erreichen. Das Lichtbogenschmelz -Glühen -Rekristallisierungsmethode erwärmt die Probe in einem Lichtbogenofen und temdigt sie bei einer Temperatur, die etwas niedriger ist als der Schmelzpunkt der Probe, um Körner zu wachsen und die Reinheit zu verbessern.
Seit seiner Gründung im Jahr 1958 hat HNRE eingehende Forschung und industrielle Layout von Seltenen erd mit hoher Reinheit durchgeführt. HNRE befindet sich auf der weltweit führenden Ebene der Extraktion, Reinigung und Anwendungsmaterialentwicklung hochreiner Seltenerdmetalle. Genießen Sie den Ruf von "König von Skandium in der Welt".