Undirbúningur sjaldgæfra jarðar málmblöndur

Nov 24, 2023

Skildu eftir skilaboð

Árið 1826 notaði Svíinn Musander fyrst málmnatríum og kalíum til að draga úr vatnsfríu ceriumklóríði til að framleiða málmseríum með mörgum óhreinindum. Árið 1875 notuðu W. Hillebrand og T. Norton fyrst klóríð bráðið salt rafgreiningu til að fá lítið magn af blönduðum málmum úr cerium, lanthanum og praseodymium neodymium. Seint á 1930s voru ferlar hitauppstreymis úr málmi og rafgreiningu bráðna salta þróuð til að framleiða hreina sjaldgæfa jarðmálma úr sjaldgæfum jarðvegi halíðum. Hitaafoxunaraðferð kalsíumflúoríðs er að blanda saman og þjappa vatnsfríu sjaldgæfu jarðefnisflúoríði saman við málmkalsíumagnir sem fara yfir fræðilegt magn um 10-15%, hlaða því í tantaldeiglu, setja það í rafmagnsofn með háu lofttæmi, fylla það með óvirku gasi og framkvæmir afoxunarhvarf við hitastig sem er 50-100 gráðu hærra en bræðslumark gjalls og málms. Haldið við hvarfhitastig í um það bil 15 mínútur, kælið síðan niður í stofuhita, fjarlægið gjall og fjarlægið málm, með málmendurheimtunarhraða upp á 95-97%. Hins vegar inniheldur varan 0.1-2% kalsíum og 0,05-2% tantal (tantalinnihaldið í minnkaða skandíum og lútetíum er allt að 2% eða meira), auk þess eins og mikil óhreinindi eins og súrefni og flúor. Það þarf frekar að sæta háu lofttæmi umbræðslu og eimingu (eða sublimation) til að fjarlægja óhreinindi. Þessi aðferð getur framleitt aðra lantaníðmálma en samarium, europium, ytterbium og thulium.
Algengustu afoxunarefnin í hitauppstreymi klóríðs eru litíum eða kalsíum. Vegna lægra hvarfhitastigs er hægt að nota títan- og mólýbdendeiglur sem eru ódýrari en tantal sem geta dregið úr mengun deiglunnar á málminum.

Undirbúningur á sjaldgæfum jarðmálmum úr Yttrium Group með milliblöndunaraðferð: Ákveðnu hlutfalli af magnesíum og kalsíumklóríði er bætt við afoxunarofnhleðsluna til að mynda sjaldgæft magnesíumblendi og lágbræðslugjall af CaF2 CaCl2. Þegar vatnsfrítt YF3 er minnkað með kalsíum er málmkalsíum og magnesíum hlaðið í deiglu (Mynd 3) en YF3 og CaCl2 í efri fóðurtrektina. Hvarftankurinn er lokaður og ryksugaður í 10-2 blys, síðan fylltur með argon gasi og hitaður í 950 gráður til að leyfa YF3 og CaCl2 að falla í deigluna. Ofnefnið gengur í gegnum afoxunar- og málmblöndunarviðbrögð samkvæmt eftirfarandi formúlu. Eftir að hafa haldið í {{10}} mínútur er deiglan fjarlægð til að fá 24% magnesíum sem inniheldur yttríum magnesíum málmblöndu. Tómarúmeiming þessarar málmblöndu við ákveðinn hitunarhraða við 950 gráður. Yttríumsvampurinn sem fæst inniheldur minna en 0,01% kalsíums og magnesíums, með málmhreinleika um það bil 99,5-99,7%. Svampur yttríum er endurbræddur í lofttæmibogaofni til að fá þéttan málm með endurheimtarhlutfall upp á 90-94%. Lantan (ceríum) afoxunaraðferð samaríumoxíðs, europíumoxíðs, ytterbíumoxíðs og þulíumoxíðs dregur úr Sm2O3, Eu2O3, Yb2O3 og Tm2O3 við háan hita og hátt lofttæmi, með því að nota málma með lægri gufuþrýsting eins og lanthanum, cerium og jafnvel cerium blönduðum sjaldgæfum jarðmálmum sem afoxunarefni. Á sama tíma getur eiming fengið samsvarandi málma. Blandið saman og þrýstið hertu R2O3 duftinu með málmafoxunarefni með hreinu yfirborði (án oxíðfilmu) í blokk. Við lofttæmisskilyrði sem eru 10-3 blys og 1300-1600 gráður, er hægt að ná háum málmendurheimtum með afoxunareimingu í 0.5-2 klukkustundir. Minnkunareimingarbúnaðurinn er sýndur á mynd 4. Þessi aðferð er einnig hentug til að framleiða málmdysprosíum, hólmium og erbium, en krefst hærri hitastigs og lofttæmisstigs. Afoxunarhvarf Eu2O3 er mikil og afoxunarhitastigið er 100-500 gráðu lægra en oxíð af afoxuðu samarium, ytterbium og þulium. Aðgerðin ætti að fara fram í óvirku andrúmslofti.