दुर्लभ पृथ्वी धातुओं की तैयारी

दुर्लभ पृथ्वी धातुओं की तैयारी

दुर्लभ पृथ्वी धातुओं के उत्पादन को दुर्लभ पृथ्वी पाइरोमेटेलर्जिकल उत्पादन के रूप में भी जाना जाता है।दुर्लभ पृथ्वी धातुआम तौर पर मिश्रित दुर्लभ पृथ्वी धातुओं और एकल दुर्लभ पृथ्वी धातुओं में विभाजित होते हैं। मिश्रित दुर्लभ पृथ्वी धातुओं की संरचना अयस्क में मूल दुर्लभ पृथ्वी संरचना के समान है, और एक एकल धातु एक धातु है जिसे प्रत्येक दुर्लभ पृथ्वी से अलग और परिष्कृत किया गया है। गठन और उच्च स्थिरता की उच्च गर्मी के कारण, सामान्य धातुकर्म के तरीकों का उपयोग करके एक एकल धातु में दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड (सामेरियम, यूरोपियम, ytterbium और थ्यूलियम के ऑक्साइड को छोड़कर) को कम करना मुश्किल है। इसलिए, दुर्लभ पृथ्वी धातुओं के उत्पादन के लिए आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले कच्चे माल उनके क्लोराइड और फ्लोराइड हैं।

(1) पिघला हुआ नमक इलेक्ट्रोलिसिस विधि

उद्योग में मिश्रित दुर्लभ पृथ्वी धातुओं का बड़े पैमाने पर उत्पादन आमतौर पर पिघले हुए नमक इलेक्ट्रोलिसिस विधि का उपयोग करता है। इस पद्धति में दुर्लभ पृथ्वी के क्लोराइड्स जैसे दुर्लभ पृथ्वी यौगिकों को हीटिंग और पिघलाना शामिल है, और फिर कैथोड पर दुर्लभ पृथ्वी धातुओं को बढ़ाने के लिए इलेक्ट्रोलिसिस। इलेक्ट्रोलिसिस के दो तरीके हैं: क्लोराइड इलेक्ट्रोलिसिस और ऑक्साइड इलेक्ट्रोलिसिस। एकल दुर्लभ पृथ्वी धातु की तैयारी विधि तत्व के आधार पर भिन्न होती है। सामरी, यूरोपियम, ytterbium, और थ्यूलियम उनके उच्च वाष्प दबाव के कारण इलेक्ट्रोलाइटिक तैयारी के लिए उपयुक्त नहीं हैं, और इसके बजाय कमी आसवन विधि का उपयोग करके तैयार किए जाते हैं। अन्य तत्वों को इलेक्ट्रोलिसिस या धातु थर्मल कमी विधि द्वारा तैयार किया जा सकता है।

क्लोराइड इलेक्ट्रोलिसिस धातुओं के उत्पादन के लिए सबसे आम तरीका है, विशेष रूप से मिश्रित दुर्लभ पृथ्वी धातुओं के लिए। प्रक्रिया सरल, लागत प्रभावी है, और न्यूनतम निवेश की आवश्यकता है। हालांकि, सबसे बड़ी कमी क्लोरीन गैस की रिहाई है, जो पर्यावरण को प्रदूषित करती है।

ऑक्साइड इलेक्ट्रोलिसिस हानिकारक गैसों को जारी नहीं करता है, लेकिन लागत थोड़ी अधिक है। आम तौर पर, उच्च कीमत वाले एकल दुर्लभ पृथ्वी जैसे कि नियोडिमियम और प्रासोडायमियम का उत्पादन ऑक्साइड इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग करके किया जाता है।

(२) वैक्यूम थर्मल कमी विधि

इलेक्ट्रोलिसिस विधि केवल सामान्य औद्योगिक ग्रेड दुर्लभ पृथ्वी धातुओं को तैयार कर सकती है। कम अशुद्धियों और उच्च शुद्धता वाली धातुओं को तैयार करने के लिए, वैक्यूम थर्मल कमी विधि का उपयोग आम तौर पर किया जाता है। आम तौर पर, दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड को पहले दुर्लभ पृथ्वी फ्लोराइड में बनाया जाता है, जो कच्चे धातुओं को प्राप्त करने के लिए एक वैक्यूम इंडक्शन भट्ठी में धातु कैल्शियम के साथ कम किया जाता है। फिर, वे शुद्ध धातुओं को प्राप्त करने के लिए हटाए गए और आसुत होते हैं। यह विधि सभी एकल दुर्लभ पृथ्वी धातुओं का उत्पादन कर सकती है, लेकिन सामरी, यूरोपियम, ytterbium, और थ्यूलियम का उपयोग नहीं किया जा सकता है।

ऑक्सीकरण में कमी की क्षमतासमैरियम, यूरोपियम, ytterbium, thuliumऔर कैल्शियम ने केवल आंशिक रूप से दुर्लभ पृथ्वी फ्लोराइड को कम किया। आम तौर पर, इन धातुओं को इन धातुओं के उच्च वाष्प दबाव के सिद्धांत और लैंथेनम धातुओं के कम वाष्प दबाव के सिद्धांत का उपयोग करके तैयार किया जाता है, इन चार दुर्लभ पृथ्वी के ऑक्साइड को लैंथेनम धातुओं के मलबे के साथ मिलाते और भंग कर देते हैं, और उन्हें एक वैक्यूम भट्ठी में कम करते हैं।। लेण्टेनियुमअपेक्षाकृत सक्रिय है।समैरियम, यूरोपियम, ytterbium, और thuliumलैंथेनम द्वारा सोने में कम किया जाता है और कंडेनसर पर एकत्र किया जाता है, जो स्लैग से अलग करना आसान है।

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