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配位化合物的结构和性质
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3秒自动关闭窗口稀土金属_百度百科
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稀土金属rare earth metals)又称稀土是元素周期表ⅢB族中钪钇镧系17种元素的总称常用R或RE表示从1794年发现第一个稀土元素钇到1972年发现自然界的稀土元素钷历经178年人们才把17种稀土元索全部在自然界中找到稀土金属的光泽介于银和铁之间稀土金属的化学活性很强外文名Rare Earth Metals别&&&&名稀土元素族IIIB世界储量21000万吨中国储量9030万吨
稀土金属rare earth metals又称是ⅢB族中系17种元素的总称常用R或RE表示
和因为经常与在矿床中共生且具有相似的化学性质故被认为是稀土元素
与其名称暗示的不同稀土元素除外在地壳中的丰度相当高其中在地壳元素丰度排名第25占0.0068%与接近然而由于其地球化学性质稀土元素很少富集到经济上可以开采的程度稀土元素的名称正是源自其匮乏性人类第一种发现的稀土矿物是从伊特比村的矿山中提取出的许多稀土元素的名称正源自于此地[1]它们的名称和化学符号是(Sc(Y(La(Ce(Pr(Nd(Pm(Sm(Eu(Gd(Tb(Dy(Ho(Er(Tm(Yb(Lu它们的是21(Sc39(Y57(La到71(Lu在已探明的稀土储量中位居第一约占世界总储量21000万吨的43%前独联体达4000万吨世界储量的19.5%位居第二美国为2700万吨占世界12.86%位居第三其次澳大利亚加拿大和等国的拥有量也相当可观现朝鲜发现世界上最大稀土矿储量为中国6倍初步评估结果显示潜在矿物总量60亿吨,总计2.162亿吨稀土氧化物
中国控制世界稀土市场约98%的份额
从中国进口稀土的主要三个国家有日本美国其中日本韩国没有而美国拥有稀土资源但禁止开采如果中国一直保持着这样的出口量20年后中国可能成为稀土小国或稀土无国是历史遗留的名称稀土金属是从18世纪末叶开始陆续发现当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土例如把叫陶土稀土一般是以氧化物状态分离出来又很稀少因而得名稀土稀土金属的化学性质很相似所以在中共生但是钪的化学性质同其他稀土差别较大一般稀土矿物中不含钪最稀少的钷最初是从铀裂变产物中获得的147Pm的为 2.7年过去认为中不存在钷直到1965年一家磷酸盐工厂在处理磷灰石时发现了痕量的钷1787年人(C.A. Arrhenius在附近的于特比 (Ytterby小镇上找到一种不寻常的黑色矿石1794年人加多林(J.Gadolin从中分离出一种新的物质三年后1797瑞典人埃克贝里(A.G.Ekeberg证实了这一发现并以发现地名给新的物质命名为yttria钇土后来为了纪念加多林称这种矿石为gadolinite加多林矿即1803年化学家(M.H.Klaproth瑞典化学家(J.J.Berzelius和希辛格尔(W. Hisinger分别从一种矿石铈硅矿中发现了一种新的物质铈土ceria1839年瑞典人穆(C.G. Mosander)发现了镧1843年穆桑德尔又发现了铽和铒1878年瑞士人马里纳克发现了镱1879年法国人布瓦朗发现了钐瑞典人克利夫 (P.T.Cleve发现了钬和铥瑞典人(L.F. Nilson发现了钪1880年瑞士人马里纳克发现了钆1885年奥地利人韦尔斯巴赫(A. von Wels-bach发现了镨和钕1886年布瓦博德朗发现了镝1901年法国人德马尔凯(E.A.Demarcay发现了铕1907年法国人于尔班G.Urbain发现了镥1947年人J.A.Marinsky等从铀裂变产物中得到钷从1794年加多林分离出钇土至1947年制得钷历时150多年稀土工业始于 19世纪 80年代当时需要从钍和物中提取制汽灯纱罩用的钍而稀土则是无用的副产品到20世纪初稀土在打火石碳弧棒玻璃着色和抛光粉等方面陆续得到应用同时电灯取代了汽灯因而在处理独居石过程中钍和稀土主副易位期间钍因为核技术的需求而大量生产稀土又成为处理独居石过程的副产品但纯度不高应用不广到50年代由于和新技术成功地应用于稀土的分离和提纯稀土产品纯度提高价格下降60年代稀土用作石油裂化和制取荧光粉70年代出现稀土钴永磁体并在炼钢中添加稀土这些都促进了稀土工业的迅速发展中国于50年代末制得除钷以外的全部稀土金属60年代初开始工业生产1972年制得钷稀土在中占0.0153%其中铈的最大0.0046%
其次是钇钕镧等表1稀土的与常见金属锌锡钴相近含稀土矿物已经发现的有250种以上有工业价值的约50～60种有开采价值的不到10种最重要的稀土矿物是(CeLa)FCO3工业含稀土约60%和70%按计下同大量产于氟碳铈镧矿与独居石工业精矿含稀土约60%和68%大量产于中国内蒙古自治区白云鄂博独居石CePO4Th3PO44是锆英石加工的副产品工业精矿含稀土约60%主要产于澳大利亚印度巴西等国磷钇矿是钇和的重要资源工业精矿含钇约30%主要产于马来西亚分为重稀土型和轻稀土型两类在用渗浸法直接从中浸出稀土时前者所得混合中含量约为60%后者为少铈富镧钐铕的轻稀土产于中国
中国稀土资源十分丰富占世界第一位除内蒙古自治区白云鄂博稀土和型矿外等省区还有独居石磷钇矿氟碳铈镧矿等世界各国稀土资源中国除外钪在地壳中处于分散状态是提取钨锡等金属时的副产品中国对西方发动稀土战的论调就在西方满天飞稀土这种分布在世界多国的资源被描述成中国要挟他国的独门武器德国每日镜报援引一名德国经济界驻京代表的话说中国人玩稀土就像当年欧佩克玩石油一样美国新闻周刊则称稀土是高悬于中国贸易伙伴头上的达摩克利斯之剑
根据年中国稀土金属冶炼行业市场前瞻与投资战略规划分析报告分析以下是几个地区稀土现状
1日本是渲染稀土荒担忧论调声音最大的没有稀土资源却身为世界稀土消费大国的日本虽然它已廉价从中国购买储备了能用20年的稀土但仍然大张旗鼓地迈开了全球寻找稀土廉价供应商的脚步日本外交官的身影频繁穿梭于印度越南蒙古哈萨克斯坦等国家这些国家有个共同点拥有或可能拥有稀土日本迅速同欧美组成抗议阵营日媒指责中国的稀土战略同俄罗斯玩弄天然气管道的手法如出一辙是彻头彻尾的资源武器化并搬出WTO规则来大肆制造国际舆论目的恐怕不仅是想迫使中国在稀土出口上对日实质让步而是要借此在国际舆论中将中国孤立化
2美国美国稀土生产商表示计划在2012年年底前将集团在美国的稀土年产量大幅提升至2万吨并以中国的一半价钱抢占1/6市场美国稀土生产商指出从中国装运出口的稀土数量肯定减少为打破中国控制稀土供应的局面美国在加州的矿场计划在日动工项目将耗资5.11亿美元美国能源部助理部长9月30日表示重要资源供应源的多元化势在必行
3欧盟据路透报道欧盟贸易专员Karel De Gucht周三表示他将在下月与中国举行会谈时向该国施压要求其保证稀土供应尽管尚无确凿的证据显示中国限制稀土出口已损及欧洲的相关产业他表示如果需要我们肯定会向世界贸易组织提出投诉但直至目前尚无确凿的证据显示欧洲企业因此受到影响
4印日合作印度总理辛格在日本访问向媒体透露在中国减少对日稀土出口中日关系面临考验时印度将利用大好机会促进与日本在稀土贸易及其它方面的合作印度前外交官员则称印日合作可把中国将死
5真正目的事实上除之外世界对于石油煤炭资源的争夺仍然十分激烈惨烈程度远远大于对稀土的争夺中国商务部研究院日本问题专家唐淳风说一些西方国家渲染稀土大战其实是没影儿的事
一位中国专家称不要把稀土和其他的一些金属资源以及石油放在一起类比它们并不一样全球一年只需要12万吨这是非常小的用量其中还有很多是被有战略远见的国家储备起来的稀土根本就不是像铁铜铝石油这样大量消耗的资源而是像味精一样稍用一点就能发挥巨大作用的战略元素这位专家说真正需要的那些应用强国早就以低价大量储备了中国的稀土所以中国对稀土的调控根本不会威胁到它们它们大肆炒作其实是想让中国继续以不合理的廉价供给他们稀土同时消耗中国具有独特优势的战略资源等到中国优势转为弱势他们就会以极为昂贵的价钱反卖给中国这正是几个稀土进口大国与中国较量的手法有日本专家也认为以日本为突出代表的国家大造寻找或重启稀土开发的势头不排除是为了牵制中国的一种姿态
那些用资源换取政治利益换取美国的战略支持的国家将很快会发现自己陷于战略被动
英国每日电讯报题为稀土争端一些大实话的文章为中国说了些公道话文章引述分析人士的话说稀土一直都太便宜世界需要习惯这些材料变得更贵特别是中国本土工业开始使用更多的稀土这是中国在价值链上攀升的结果也再度说明中国影响世界之大稀土金属的光泽介于银和铁之间杂质含量对它们的性质影响很大因而载于文献中的常有明显差异镧在6K时是超导体大多数稀土金属呈现钆在 0℃时比铁具有更强的铽镝钬铒等在低温下也呈现铁磁性镧铈的低熔点和铕的高蒸气压表现出稀土金属的物理性质有极大差异钐铕钆的热截面比广泛用于控制材料的镉硼还大稀土金属具有可塑性以钐和镱为最好除镱外稀土较铈组稀土具有更高的
稀土金属的化学活性很强当和氧作用时生成稳定性很高的R2O3型氧化物R表示稀土金属铈镨铽还生成CeO2Pr6O11PrO2Tb4O7TbO2型氧化物它们的标准生成热和标准负值比钙铝镁氧化物的值还大稀土金属氧化物的熔点在2000℃以上铕的最大性质最活泼在下暴露于空气中立即失去很快氧化成粉末镧铈镨钕也易于氧化在表面生成氧化物薄膜金属钇钆镥的抗强能较长时间地保持其金属光泽稀土金属能以不同与水反应铕与冷水剧烈反应释放出氢铈组稀土金属在下与水反应缓慢温度增高则反应加快稀土金属则较为稳定稀土金属在下与卤素反应生成 +2+3+4价的无水卤化物吸水性很强很容易水解生成ROXX表示卤素型卤氧化物稀土金属还能和硼碳硫磷氢氮反应生成相应的化合物稀土金属如镧镍合金LaNi5具有大量吸氢的能力是良好的1980年全世界稀土产品的生产量约为 34000吨以计主要用于陶瓷荧光和电子材料等工业世界历年消费不包括中国
稀土金属及其合金在炼钢中起脱氧能使两者的含量都降低到0.001%以下并改变夹杂物的形态细化从而改善钢的加工性能提高强度耐腐蚀和等稀土金属及其合金用于制造高强灰铸铁和蠕墨铸铁能改变铸铁中的形态改善铸造工艺提高铸铁的机械性能在青铜和黄铜冶炼中添加少量的稀土金属能提高合金的强度延伸率和在铸造中添加1～1.5%的稀土金属可以提高高温强度在导线中添加稀土金属能提高和Fe-Cr-Al中添加0.3%的稀土金属能提高抗氧化能力增加电阻率和高温强度在钛及其合金中添加稀土金属能细化降低蠕变率改善高温抗腐蚀性能
用铈族和富镧稀土氯化物制备的微球分子筛用于石油催化裂化过程稀土金属和催化剂用于气体净化能使和碳氢化物转化为和镨钕环烷酸--氯化烷基铝三元体系催化剂用于合成橡胶
稀土抛光粉用于各种玻璃器件的抛光CeO2用于玻璃脱色同时提高其透明度Pr6O11Nd2O3等用于玻璃着色La2O3Nd2O3CeO2等用于制造特种玻璃在工业中稀土可用于制造耐火材料和陶瓷材料单一的高纯稀土氧化物如Y2O3 Eu2O3 Gd2O3La2O3Tb4O7用于合成各种体如彩色电视红色荧光粉投影电视白色荧光粉超短荧光粉各种灯用荧光粉X 光用荧光粉以及光转换等荧光材料稀土金属碘化物用于制造它们的达80～100/瓦为K接近日光可以代替碳精棒电弧灯作照明光源高纯 Y2O3 Nd2O3Ho2O3Gd2O3是很好的
用稀土金属制备的稀土－钴硬磁合金具有高剩磁高矫顽力的优点YIG铁氧体是用高纯Y2O3和制成的或的它们用于微波器件如YIG器件高纯Gd2O3用于制备钆镓石榴石GGG它的用作的基片和镍制成的LaNi5贮氢材料吸氢和放氢速度快每LaNi5可贮存6.5～6.7摩尔氢在工业中利用铕和钆的的中子吸收截面大的特性作轻水堆和快中子的和中子吸收剂稀土元素作为微量化肥对农作物有增产效果170Tm放出弱用于制造手提X光机打火石是稀土发火合金的传统用途是铈组稀土金属的重要用途根据类型而定
从氟碳铈镧矿中提取稀土 将含 7～10%稀土氧化物原矿经热泡沫浮选得到含60%稀土氧化物的再用10%浸出见除去精矿中的等碳酸盐矿物使精矿中稀土氧化物品位上升至70%最后再浸出的精矿以除去氟碳铈镧矿中的二氧化碳得到含85%稀土氧化物产品此法称为
盐酸－法是处理氟碳铈镧矿提取混合稀土的方法之一将含70%稀土氧化物的先用过量浓盐酸分解精矿中的稀土使其生成可溶性RCl3R2(CO3)3·RF3+9HCl→RF3↓+2RCl3+3HCl+3H2O+3CO2↑经固体和液体分离后残渣中的(RF3用碱转化成混合稀土RF3+3NaOH→R(OH)3+3NaF再用分解精矿溶液中的过量盐酸溶解稀土氢氧化物 R(OH)3反应生成的溶液 R(OH)3+3HCl→RCl3+3H2O经中和后浓缩结晶为混合稀土氯化物RCl3·6H2O
法处理氟碳铈镧是制取无水混合的重要方法将含70%稀土氧化物精矿与碳粉粘合剂混匀制成团块在炉中℃高温下通入氯气精矿中的稀土和杂质绝大部分被氯化低的杂质元素氯化物以气体形态排出而高沸点的稀土钙钡等氯化物成为熔体流入接收器出炉冷却后得无水用以制取并从混合稀土电解渣中回收钐和铕
从独居石中提取稀土 根据它的的不同性质采用磁选重选或浮选方法使它与伴生的有价矿物锆英石钛铁石金红石分开精选所得的独居石精矿中氧化稀土氧化钍RxOy+ThO2含量为55～68%独居石的处理方法是将磨好的精矿粉在或加压下用NaOH溶液分解稀土钍生成难溶性的氢氧化物
RPO4+3NaOH→R(OH)3+Na3PO4 和
Th3(PO4)4+12NaOH→3Th(OH)4+4Na3PO4
稀土用盐酸溶解并控制酸度后进入溶液
R(OH)3+3HCl→RCl3+3H2O
与钍及其他杂质分离稀土溶液浓缩结晶得独居石矿还可采用法处理
从氟碳铈镧矿－独居石混合型稀土精矿提取稀土 可采用酸法碱法氯化法硫酸强化焙烧－溶剂萃取法是将含约60%稀土氧化物的混合型精矿在回转窑内用进行高温分解使精矿中的铁磷钍钙钡等转化为难溶性物质焙烧后的固体料经水浸除去杂质得到纯净的稀土溶液再经有机溶剂萃取和盐酸反萃最后得到混合氯化稀土溶液浓缩结晶可得混合氯化稀土或直接进行分组分离制取单一稀土化合物从精矿提取所得的混合稀土化合物中分离提取单一稀土元素不仅要将这十几个化学性质极其相近的稀土元素分离出来而且还必须将稀土元素和伴生的杂质分离开来主要有化学法和溶剂萃取法等有分步分级沉淀法和选择氧化还原法前两种分离方法已被离子交换和有机溶剂萃取法所代替选择氧化还原法是基于某些稀土金属可以氧化成+4价状态CePrTb或还原成 +2价状态SmEuYb),其化学性质与+3价稀土金属有明显差异利用稀土金属有不同的可以达到分离的目的铈的氧化和钐铕镱的还原分离法仍被广泛采用分离高纯单一稀土的有效方法利用稀土络合物稳定常数之间的微小差异使稀土在树脂床上进行交换反应产生不间断的解吸-吸附过程从而在树脂床的不同部位展开不同富集程度的稀土带最后达到互相分离的目的将混合稀土离子荷载在装有磺化聚苯乙烯-二乙烯苯树脂的离子交换柱上用氨羧络合剂淋洗为使被分离的稀土离子在树脂床上有足够的交换次数防止稀土络合离子迅速穿过树脂床必须使用延缓离子它能使稀土带的上端被解吸出来的稀土离子再次吸附在树脂上起到阻滞作用保证分离有效进行常用的延缓离子有Cu2+-H+ H+等由于各种稀土元素性质极其相似树脂对相邻3价稀土离子的选择性极小不能像简单盐那样进行置换分离因此必须使用氨羧络合剂作淋洗剂常用的氨羧络合剂有(EDTA羟乙基乙二胺三乙酸HEDTA氨三乙酸NTA等具有规模连续化等特点是稀土元素进行分组或分离的重要方法稀土盐类在一定的萃取体系和设备中经有机相与水相多次接触和再分配达到多元素分组和单个元素分离使用的萃取剂有含氧溶剂类酮醚醇酯类化合物磷类如二- 2-乙基己基磷酸胺类三烷基胺氯化三烷基胺羧酸类脂肪酸环烷酸以及能和形成螯合物的螯合萃取剂使用的萃取设备有混合澄清萃取器萃取塔和离心萃取器在中性络合萃取体系中萃取剂是中性有机化合物磷酸三丁酯TBP甲基磷酸二甲庚酯P-350等被萃取物是无机盐R(NO3)3它们结合生成的萃合物是中性络合物中性磷氧类萃取剂最重要其中P-350萃取稀土能力比TBP强在P-350或TBP体系萃取分离稀土时影响分配比和分离系数的因素有酸度稀土浓度盐析剂和萃取剂浓度等在酸性络合萃取体系中萃取剂是有机弱酸HA最重要的是酸性磷氧萃取剂二-2-乙基己基磷酸P-204它在非极性溶剂煤油中通常是以二聚分子H2A2的形式存在二聚体是通过两个氢键O-H…O结合起来的能在酸性溶液中进行萃取其分配比随着原子序数的增加的减少而增加在萃取体系中萃取剂是含氧或含氮的有机物被萃取物通常为金属络阴离子二者以离子缔合方式成为萃合物进入有机相最重要的是胺类萃取剂伯仲叔胺和它们只能萃取可生成络阴离子的金属元素如稀土不能生成络阴离子的碱土金属不能被萃取所以选择性较高在用P-204煤油-HCl-RCl3体系进行稀土分离时可将稀土混合物分成轻中重三组控制一定的水相盐酸浓度和有机相浓度在不同的酸度下P-204与稀土元素的络合能力不同从而按预定的界限分组首先以钕钐为界将钐铕及其后面的重稀土萃入有机相中钕及其以前的轻稀土留在萃余液中然后再以钆铽为界先以2摩尔浓度的盐酸反萃获得钐钆富集物再用5摩尔浓度的盐酸反萃又获得重稀土富集物达到分组的目的各组富集物可进一步分离为单一稀土1826年瑞典人穆桑德尔首次用金属钠钾还原无水氯化铈制得杂质很多的金属铈1875年布兰德W.Hillebrand和顿T.Norton首次用氯化物法制得少量的金属铈镧和镨钕混合金属到20世纪30年代末发展了法和熔盐电解法从稀土卤化物制取工业纯稀土金属的工艺金属热还原法 钙热还原是将无水稀土氟化物与超过理论量10～15%的金属钙颗粒混合压实装入钽坩埚置于高真空中充入在高于渣和金属熔点50～100℃温度下进行还原反应在反应温度下保持约15分钟然后冷至室温除去渣并取出金属金属回收率为95～97%但产品含钙0.1～2% 钽0.05～2%还原所得的钪和镥中的钽含量高至2%以上含氧氟等杂质亦高需再经高真空重熔和蒸馏或升华除去杂质此法可制取除钐铕镱和铥以外的镧系金属
氯化物过程常用的还原剂为锂或钙 由于反应温度较低可以采用较钽便宜的钛钼坩埚且可减少坩锅对金属的污染
法制备稀土金属 在还原炉料中添加一定比例的镁和以形成稀土和CaF2-CaCl2低熔点的熔渣用无水YF3时将和镁装入坩埚图3而YF3和CaCl2装入上部的加料漏斗密封反应罐抽真空至10-2托再充入然后加热至950℃使YF3和CaCl2落入坩埚炉料按下式进行还原和合金化反应保持20～30分钟后取出坩埚得到含镁24%的钇镁合金将这种合金于950℃下按一定升温速度真空蒸馏得到的海绵钇含钙和镁均小于0.01%金属纯度约99.5～99.7%海绵钇经重熔获得致密金属回收率为90～94%和的镧铈还原法 金属钐铕镱和铥的高以蒸气压较低的金属如镧铈甚至铈族混合稀土金属为还原剂在和高真空下还原Sm2O3Eu2O3Yb2O3和Tm2O3同时进行蒸馏可以得到相应的金属采用经过灼烧的R2O3粉料和表面清洁无氧化膜的金属还原剂混合压制成块在真空度10-3托和℃条件下经过0.5～2小时可以得到较高的金属回收率还原蒸馏设备见图4这种方法也适用于制取金属镝钬和铒只是需要更高的温度和真空度Eu2O3的激烈还原温度较还原钐镱铥的氧化物低100～500℃操作应在气氛中进行
熔盐电解法 制取稀土金属的主要工业生产方法70年代氯化稀土电解槽的规模已达五万安培年产稀土金属数千吨主要是铈族混合稀土金属其次是金属铈镧镨和钕按稀土熔盐电解体系分为两类一是RCl3-KClNaCl体系电解稀土氯化物二是RF3-LiF-BaF2(CaF2体系电解稀土氧化物氯化物体系电解的电解质是由35～50%无水RCl3和KCl配制的原料中杂质的含量%规定为Fe2O3&0.07Ca&3,Th&0.03SO厈&0.05PO婯&0.01电解温度高于金属熔点电解制取混合稀土金属和铈时为850～900℃电解制取镧时为900～930℃电解制取镨钕合金时约为950℃用钼棒作阴极电流密度为3～5安/厘米2用石墨作阳极电流密度&1安/厘米2槽电压8～9伏极间距是可调的金属直收率为80～90%纯度为98～99.5%也可用于制取稀土和铝镁乃至过渡族金属的合金按作用原理分为两种方法①以如铝或镁为阴极在YF3－LiF或在YCl3－KCl体系中电解Y2O3或YCl3使Y3+在液态铝或镁阴极上还原析出生成Y-Al或Y-Mg合金钇含量分别可达20%和48%②共同析出电解合金组元制取Y-Al及Y-Mg合金电解制取Y-Al合金时使用摩尔比 LiF:YF3=1:4的电解质在电解温度为1025℃和阴极电流密度为 0.6安/厘米2工艺条件下电解含量为14～17%的Al2O3和Y2O3混料则Y3+及Al3+在阴极上共同还原析出形成Y-Al合金电解制取Y-Mg合金时用YCl3-MgCl2-KCl体系的电解质在900℃条件下进行电解则Y3+和Mg2+离子在阴极上共同还原析出形成Y-Mg合金以稀土氧化物氢氧化物碳酸盐或稀土精矿为原料中国还采用含稀土的高炉渣用硅铁合金为进行还原熔炼配料时加入石灰和少量以提高熔渣的碱度和流动性控制配料比可冶炼出稀土金属含量为25～50%的R-Si-Fe-Ca合金稀土金属总回收率达70～80%将此种合金进行炉外配镁可得到R-Si-Fe-Mg合金[2]稀土金属制取(preparation of rare earth metal),将稀土化合物还原成金属的过程还原所制得的稀土金属产品含稀土95%～99%主要用作钢铁有色金属及其合金的添加剂以及用作生产稀土永磁材料贮氢材料等功能材料的原料瑞典人穆桑德尔(CGMosander)自1826年最先制得金属铈以来现已能生产全部稀土金属产品纯度达到99.9%常用的方法有金属热还原法制取稀土金属和熔盐电解法制取稀土金属根据使用的还原剂种类可分为钙热还原法锂热还原法镧铈还原法主要用于制取钇镝钆铒钐镱等稀土金属金属热还原法为间断性生产过程设备比较复杂根据电解质的种类可分为氯化物熔盐体系和氟化物-氧化物熔盐体系电解法多用于制取以镧铈为主的混合稀土金属以及镧铈镨钕等单一稀土金属熔盐电解法为连续性生产过程产量较大设备简单成本较低但电解槽需用耐高温氯化物或氟化物腐蚀的结构材料制造
还原制得含稀土99%的稀土金属经真空精炼(包括真空蒸馏或升华)电传输区域熔炼熔盐电解精炼等方法处理除去非稀土杂质后可获得纯度超过99.9%的稀土金属产品电传输法又称固体电解法或离子迁移法是一种利用杂质离子在电场作用下产生顺序迁移的金属提纯方法稀土金属可用氢化法或机械磨碎法制成金属粉末工业上大量使用的是工业纯稀土金属较高纯度的稀土金属主要供测定物理化学性能之用主要有四种提纯方法在试验室中使用即真空熔融真空蒸馏或升华电迁移和区域熔炼将蒸气压较低的稀土金属如钪钇镧铈镨钕钆铽和镥在真空度大于10-6托用高于金属熔点 200～1000℃的温度进行熔融提纯在这种情况下蒸气压高的杂质如碱金属碱土金属以及氟化物低价氧化物RO能被蒸馏出去但对钽铁钒铬这些沸点高的杂质的去除效果较差又名真空升华法在真空度为 10-6～10-9托和温度为℃下蒸馏提纯钇钆铽镥以及在℃下升华提纯钪镝钬铒铥钐铕镱在这种条件下钨等蒸气压低的金属杂质和含碳氮氧的化合物便会留于坩埚中此法往往同真空熔融法并用将稀土金属棒在超高真空或惰性气氛中通上直流电在比金属熔点低100～200℃下保持1～3周在高温和直流电场作用下各种杂质元素因为有效电荷扩散系数和迁移率不同便沿试棒向两端富集切去试棒两端中段可再次进行电迁移提纯在试验室中用电迁移法对镧铈钕钆铽钇镥进行提纯去除碳氧和氮这些杂质的效果显著稀土金属棒在区域熔炼炉中以很慢的速度如提纯钇时为0.4毫米/分进行多次区熔对去除铁铝镁铜镍等金属杂质有明显效果但对氧氮无效此外电解精炼区熔－电迁移联合法提纯稀土也有一定效果具有极为重要的用途是当代高科技的重要组成部分由稀散金属与组成的一系列化合物半导体材料特殊合金新型及有机金属化合物等均需使用独特性能的稀散金属用量虽说不大但至关重要缺它不可因而广泛用于当代通讯技术电子计算机宇航开发医药卫生感光材料光电材料和催化剂材料等中国稀散金属矿产丰富为发展稀散金属工业提供了较好的资源条件
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