Produksi logam tanah jarang juga dikenal sebagai produksi pirometalurgi tanah jarang.Logam tanah jarangSecara umum dibagi menjadi logam tanah jarang campuran dan logam tanah jarang tunggal. Komposisi logam tanah jarang campuran mirip dengan komposisi tanah jarang asli dalam bijih, dan logam tunggal adalah logam yang dipisahkan dan dimurnikan dari setiap tanah jarang. Sulit untuk mereduksi oksida tanah jarang (kecuali oksida samarium, europium, ytterbium, dan thulium) menjadi logam tunggal menggunakan metode metalurgi umum, karena panas pembentukannya yang tinggi dan stabilitasnya yang tinggi. Oleh karena itu, bahan baku yang umum digunakan untuk produksi logam tanah jarang adalah klorida dan fluoridanya.
(1) Metode elektrolisis garam cair
Produksi massal logam tanah jarang campuran dalam industri umumnya menggunakan metode elektrolisis garam cair. Metode ini melibatkan pemanasan dan peleburan senyawa tanah jarang seperti klorida tanah jarang, kemudian elektrolisis untuk mengendapkan logam tanah jarang pada katode. Terdapat dua metode elektrolisis: elektrolisis klorida dan elektrolisis oksida. Metode penyiapan logam tanah jarang tunggal bervariasi tergantung pada unsurnya. Samarium, europium, ytterbium, dan thulium tidak cocok untuk persiapan elektrolitik karena tekanan uapnya yang tinggi, dan sebaliknya disiapkan menggunakan metode distilasi reduksi. Unsur-unsur lain dapat disiapkan dengan elektrolisis atau metode reduksi termal logam.
Elektrolisis klorida merupakan metode yang paling umum untuk memproduksi logam, terutama logam tanah jarang campuran. Prosesnya sederhana, hemat biaya, dan membutuhkan investasi minimal. Namun, kekurangan terbesarnya adalah pelepasan gas klorin, yang mencemari lingkungan.
Elektrolisis oksida tidak melepaskan gas berbahaya, tetapi biayanya sedikit lebih tinggi. Umumnya, logam tanah jarang tunggal yang harganya mahal seperti neodymium dan praseodymium diproduksi menggunakan elektrolisis oksida.
(2) Metode reduksi termal vakum
Metode elektrolisis hanya dapat menyiapkan logam tanah jarang kelas industri umum. Untuk menyiapkan logam dengan pengotor rendah dan kemurnian tinggi, metode reduksi termal vakum umumnya digunakan. Umumnya, oksida tanah jarang pertama kali dibuat menjadi fluorida tanah jarang, yang direduksi dengan kalsium metalik dalam tungku induksi vakum untuk memperoleh logam mentah. Kemudian, logam tersebut dilebur kembali dan disuling untuk memperoleh logam yang lebih murni. Metode ini dapat menghasilkan semua logam tanah jarang tunggal, tetapi samarium, europium, ytterbium, dan thulium tidak dapat digunakan.
Potensial oksidasi reduksi darisamarium, europium, ytterbium, thuliumdan kalsium hanya mereduksi sebagian fluorida tanah jarang. Umumnya, logam-logam ini dibuat dengan menggunakan prinsip tekanan uap tinggi dari logam-logam ini dan tekanan uap rendah dari logam-logam lantanum, mencampur dan membuat briket oksida dari keempat tanah jarang ini dengan serpihan logam-logam lantanum, dan mereduksinya dalam tungku vakum.Lantanumrelatif aktif.Samarium, europium, ytterbium, dan thuliumdireduksi oleh lantanum menjadi emas dan dikumpulkan di kondensor, yang mudah dipisahkan dari terak.
笔记
Waktu posting: 19-Apr-2023