Način pripreme Rijetka Zemlja - Pročišćavanje
Svih 16 rijetkih zemaljskih elemenata osim Pm-a može se pročistiti do 6N (99,9999%) čistoće. Relativno je komplicirano i teško u hemijskom procesu odvojiti i izvući pojedinačne čiste rijetke zemljine elemente iz miješanih rijetkih zemljinih spoja dobivenih nakon raspadanja rijetkih zemaljskih koncentrata. Postoje dva glavna razloga. Prvo, fizička i hemijska svojstva elemenata lantanida su vrlo slična, a većina rijetkih iona Zemlje ima radijus između dva susjedna elementa, koji su vrlo slični, i stabilna su trovalentna stanja u vodenim rastvorima. Rijetki ioni Zemlje imaju visok afinitet sa vodom, a pošto su zaštićeni hidratima, njihova hemijska svojstva su vrlo slična, pa su odvajanje i pročišćavanje izuzetno teški. Drugi je da miješani rijetki spojovi zemlje dobiveni nakon raspadanja rijetkih zemaljskih koncentrata imaju mnogo pratećih elemenata nečistoće (kao što su uranij, torij, niobij, tantalum, titanij, cirkonij, željezo, kalcij, silicijum, fluorin, fosfor itd.). Stoga, u procesu razdvajanja rijetkih zemaljskih elemenata, mora se razmotriti ne samo odvajanje ovih desetak rijetkih zemnih elemenata sa izuzetno sličnim hemijskim svojstvima, već i razdvajanje između rijetkih zemaljskih elemenata i pratećih elemenata nečistoće.
proizvodni materijal
Rijetki zemaljski metali su uglavnom podijeljeni na miješane rijetke zemljine metale i jednostruke rijetke zemljane metale. Sastav miješanog rijetkog zemljanog metala je blizu originalnog rijetkog zemnog sastava u ori, a jedan metal je metal odvojen i rafiniran od svake rijetke zemlje. Rijetki zemljini oksidi (osim samarija, europijuma, ytterbium i thulium oksida) teško se mogu svesti na jedan metal općim metalurškim metodama zbog njihove velike toplote formiranja i visoke stabilnosti. Stoga su današnje zajedničke sirovine za proizvodnju rijetkih zemljanih metala njihovi hloridi i fluoridi.
Rastopljena sol elektroliza
Industrijska masovna proizvodnja miješanih rijetkih zemljanih metala općenito koristi rastopljenu elektrolizu soli. Ova metoda je zagrijavanje i topljenje rijetkih zemnih spoja kao što su rijetki zemni hloridi, a zatim izvršiti elektrolizu kako bi se precipitiraju rijetki zemljani metali na katodi. Postoje dvije metode elektrolize: elektroliza hlorida i oksidna elektroliza. Metode pripreme jednostrukih rijetkih zemljanih metala se od elementa do elementa. Samarij, europij, ytterbium, i thulium nisu pogodan za elektrolitičke pripreme zbog njihovog visokog pritiska pare, a umjesto toga se koristi redukcijska destilacija. Ostali elementi se mogu pripremiti elektrolizom ili metalotermičnom redukcijom.
Elektroliza hlorida je najčešće metoda za proizvodnju metala, posebno za miješane rijetke zemljane metale jednostavnim procesom, niskim troškovima i malim investicijama, ali najveći man je oslobađanje hlornog gasa, koji zagađuje okoliš.
Oksidna elektroliza ne emitira štetne gasove, ali je trošak nešto veći. Općenito, jednostruke rijetke zemlje s višim proizvodnim cijenama, kao što su neodimijum i praseodimij, elektrolizuju oksidi.
Smanjenje vakuuma
Metoda elektrolize može pripremiti samo rijetke zemljane metale opće industrijske ocjene. Ako želite pripremiti metale s niskim nečistoćama i visokom čistoćom, vakuumsko toplinsko smanjenje se općenito koristi za pripremu njih. Generalno, rijetki zemljini oksidi se prvo izračuju u rijetke zemljine fluoride, koji se smanjuju metalnim kalcijem u vakuumsko indukcijsku peći kako bi se dobili sirovi metali, a zatim remelirani i destilovani kako bi se dobili čistiji metali. Ova metoda može proizvesti sve pojedinačne retke zemljine metale, ali se samarij, europij, ytterbium, i thulium ne mogu koristiti na taj način. Redoks potencijali samarija, europijuma, itterbijuma, tulija i kalcija samo djelomično smanjuju rijetke zemljine fluoride. Generalno, ovi metali se pripremaju pomoću principa visokog parnog pritiska ovih metala i niskog parnog pritiska lanthanum metala. Oksidi ove četiri rijetke zemlje se miješaju sa lantanum metalnim otpacima, a zatim se smanjuju u vakuumnoj peći. Usporedba lanthanum Active, samarium, europium, ytterbium, thulium su svedeni na metal lanthanum i prikupljeni na kondenzaciji, koja se lako odvaja od šljokice.