Industrielle reine Seltenerdmetalle werden in der Industrie häufig verwendet, und seltenere Erdmetalle mit höherer Reinheit werden hauptsächlich zur Bestimmung physikalischer und chemischer Eigenschaften verwendet. Im Labor werden hauptsächlich vier Reinigungsmethoden eingesetzt: Vakuumschmelzen, Vakuumdestillation oder -sublimation, Elektromigration und Zonenschmelzen.
Vakuumschmelzverfahren
Seltenerdmetalle mit niedrigem Dampfdruck, wie Scandium, Yttrium, Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Gadolinium, Terbium und Lutetium, werden bei einem Vakuumgrad von mehr als 10-6 Torr bei einer Temperatur von {{ geschmolzen und gereinigt. 1}} Grad höher als der Schmelzpunkt des Metalls. In diesem Fall können Verunreinigungen mit hohem Dampfdruck wie Alkalimetalle, Erdalkalimetalle, Fluoride und niederwertige Oxide (RO) abdestilliert werden, die Entfernungswirkung besteht jedoch bei Verunreinigungen mit hohem Siedepunkt wie Tantal, Eisen, Vanadium usw Chrom ist schlecht.
Vakuumdestillationsmethode
Auch als Vakuumsublimationsmethode bekannt. Die Destillationsreinigung von Yttrium, Gadolinium, Terbium und Lutetium wird bei einem Vakuum von 10-6-10-9 Grad C und einer Temperatur von 1600-1725 Grad C durchgeführt, während die Sublimationsreinigung von Scandium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Samarium, Europium und Ytterbium wird bei 1550-1650 Grad C durchgeführt. Unter diesen Bedingungen entstehen Metallverunreinigungen mit niedrigem Dampfdruck B. Tantal und Wolfram, sowie Verbindungen, die Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff enthalten, verbleiben im Tiegel. Diese Methode wird häufig in Verbindung mit dem Vakuumschmelzen verwendet.
Elektromigrationsmethode
Legen Sie im Ultrahochvakuum oder in einer inerten Atmosphäre Gleichstrom an den Seltenerdmetallstab an und halten Sie ihn 1-3 Wochen lang auf 100-200 Grad niedriger als dem Schmelzpunkt des Metalls. Unter dem Einfluss hoher Temperaturen und eines elektrischen Gleichstromfeldes sammeln sich aufgrund der Unterschiede in der effektiven Ladung, dem Diffusionskoeffizienten und der Mobilität verschiedene Verunreinigungselemente entlang des Teststabs zu beiden Enden hin an. Schneiden Sie beide Enden des Teststabs ab und führen Sie im Mittelteil erneut eine Elektromigrationsreinigung durch. Die Reinigung von Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Gadolinium, Terbium, Yttrium und Lutetium mithilfe der Elektromigrationsmethode im Labor hat einen erheblichen Einfluss auf die Entfernung von Verunreinigungen wie Kohlenstoff, Sauerstoff und Stickstoff.
Regionale Schmelzmethode
Seltenerdmetallstäbe werden in einem Zonenschmelzofen mehrmals mit einer sehr langsamen Geschwindigkeit geschmolzen (z. B. 0,4 mm/min für die Yttriumreinigung), was einen erheblichen Einfluss auf die Entfernung von Metallverunreinigungen wie Eisen und Aluminium hat , Magnesium, Kupfer und Nickel, ist jedoch für Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff und Wasserstoff unwirksam. Darüber hinaus haben die kombinierte Methode der elektrolytischen Raffination und der elektrischen Migration des Zonenschmelzens auch bestimmte Auswirkungen auf die Reinigung seltener Erden.
