يُعرف إنتاج المعادن الأرضية النادرة أيضًا باسم إنتاج المعادن الأرضية النادرة.المعادن الأرضية النادرةوتنقسم عمومًا إلى معادن أرضية نادرة مختلطة ومعادن أرضية نادرة مفردة.يشبه تكوين المعادن الأرضية النادرة المختلطة التركيب الأرضي النادر الأصلي في الخام، والمعدن الواحد هو معدن منفصل ومكرر عن كل أرض نادرة.من الصعب اختزال أكاسيد الأتربة النادرة (باستثناء أكاسيد السماريوم واليوروبيوم والإيتربيوم والثوليوم) إلى معدن واحد باستخدام الطرق المعدنية العامة، وذلك بسبب حرارة تكوينها العالية وثباتها العالي.ولذلك، فإن المواد الخام المستخدمة عادة لإنتاج المعادن الأرضية النادرة هي كلوريداتها وفلوريداتها.
(1) طريقة التحليل الكهربائي للملح المنصهر
يستخدم الإنتاج الضخم للمعادن الأرضية النادرة المختلطة في الصناعة بشكل عام طريقة التحليل الكهربائي للملح المنصهر.تتضمن هذه الطريقة تسخين وصهر المركبات الأرضية النادرة مثل الكلوريدات الأرضية النادرة، ثم التحليل الكهربائي لترسيب المعادن الأرضية النادرة على الكاثود.هناك طريقتان للتحليل الكهربائي: التحليل الكهربائي للكلوريد والتحليل الكهربائي للأكسيد.تختلف طريقة تحضير معدن ترابي نادر واحد باختلاف العنصر.السماريوم، اليوروبيوم، الإيتربيوم، والثوليوم غير مناسبة للتحضير التحليلي الكهربي بسبب ارتفاع ضغط بخارها، وبدلاً من ذلك يتم تحضيرها باستخدام طريقة التقطير الاختزالي.ويمكن تحضير عناصر أخرى عن طريق التحليل الكهربائي أو طريقة الاختزال الحراري للمعادن.
يعد التحليل الكهربائي للكلوريد الطريقة الأكثر شيوعًا لإنتاج المعادن، خاصة بالنسبة للمعادن الأرضية النادرة المختلطة.العملية بسيطة وفعالة من حيث التكلفة وتتطلب الحد الأدنى من الاستثمار.ومع ذلك، فإن العيب الأكبر هو إطلاق غاز الكلور الذي يلوث البيئة.
لا يطلق التحليل الكهربائي للأكسيد غازات ضارة، لكن التكلفة أعلى قليلاً.بشكل عام، يتم إنتاج العناصر الأرضية النادرة ذات الأسعار المرتفعة مثل النيوديميوم والبراسيوديميوم باستخدام التحليل الكهربائي للأكسيد.
(2) طريقة التخفيض الحراري الفراغي
يمكن لطريقة التحليل الكهربائي تحضير معادن أرضية نادرة من الدرجة الصناعية العامة فقط.لتحضير المعادن ذات الشوائب المنخفضة والنقاء العالي، يتم استخدام طريقة التخفيض الحراري الفراغي بشكل عام.بشكل عام، يتم تصنيع أكاسيد الأتربة النادرة أولاً إلى فلوريد الأتربة النادرة، والذي يتم اختزاله بالكالسيوم المعدني في فرن الحث الفراغي للحصول على المعادن الخام.ثم يتم إعادة صهرها وتقطيرها للحصول على معادن أنقى.يمكن لهذه الطريقة إنتاج جميع المعادن الأرضية النادرة، ولكن لا يمكن استخدام السماريوم واليوروبيوم والإيتربيوم والثوليوم.
إمكانية تقليل الأكسدةالسماريوم، اليوروبيوم، الإيتربيوم، الثوليوموالكالسيوم يقلل جزئيًا فقط من الفلورايد الأرضي النادر.بشكل عام، يتم تحضير هذه المعادن باستخدام مبدأ الضغط البخاري العالي لهذه المعادن والضغط البخاري المنخفض لمعادن اللانثانم، حيث يتم خلط وضغط أكاسيد هذه العناصر الأرضية النادرة الأربعة مع حطام معادن اللانثانم، واختزالها في فرن مفرغ..اللانثانمنشط نسبيا.السماريوم، اليوروبيوم، الإيتربيوم، والثوليوميتم تحويلها بواسطة اللانثانم إلى ذهب وتجميعها في مكثف، مما يسهل فصلها عن الخبث.
جديد
وقت النشر: 19 أبريل 2023