Металлургические способы получения лантаноидов

Содержание

Введение

1. Способы получения редкоземельных металлов

1.1 Электролитическое получение редкоземельных металлов

1.2 Металлотермические методы получения лантаноидов

1.2.1 Восстановление галоидных солей кальцием и магнием

1.2.2 Восстановление окислов с одновременной дистилляцией металлов

2. Расчет процесса восстановления фторидов редкоземельных металлов кальцием

Заключение

Список используемой литературы

До настоящего времени в промышленных масштабах производят главным образом сплавы редкоземельных металлов, например мишметалл (сплав металлов цериевой группы с различным соотношением церия и лантана), сплав дидим (сплав празеодима и неодима с примесью других лантаноидов). Кроме того, в относительно чистом виде производят церий и лантан.

Отдельные редкоземельные металлы высокой чистоты получают в лабораторных или полупромышленных масштабах.

Ввиду высокой химической прочности соединений лантаноидов (окислов, галоидных солей) для получения металлов применяют электролиз расплавленных сред или металлотермические методы восстановления. Мишметалл и церий в промышленных масштабах производят методом электролиза.

Для получения лантаноидов высокой чистоты используют преимущественно металлотермические методы.

Редкоземельные металлы получают преимущественно из безводных хлоридов или фторидов. В некоторых процессах используют также и окислы редких земель. Окислы обычно получают прокаливанием оксалатов или гидроокисей лантаноидов при температурах 600—700°С. Ниже рассмотрены основные методы получения безводных галогенидов.

Чистота получаемых металлов определяется содержанием примесей в исходных соединениях и инертностью материала, из которого изготовлены тигли для выплавки металлов и электроды (в случае применения электролиза).

Из окислов хорошей устойчивостью до 1200°С отличается электроплавленная окись магния и окись бериллия. Среди тугоплавких металлов наиболее устойчивым оказался тантал, в котором можно плавить лантаноиды при температурах до 1700°С. Хорошей устойчивостью обладает также молибден, который часто используют в качестве катодов при электролитическом получении металлов редких земель.

Графит медленно реагирует с расплавленными лантаноидами и используется в качестве электрода и для изготовления тиглей. Однако получаемые металлы в этом случае всегда содержат примесь углерода.[1]

Данная курсовая работа состоит из двух частей. Целью первой части (теоретической) является рассмотрение способов получения редкоземельных металлов. В этой части описаны электролитический и металлотермические методы получения редкоземельных металлов. Во второй (практической) части приведен расчет процесса восстановления фторидов редкоземельных металлов.

Из исследованных электролитических методов производства лантаноидов практически используется электролиз безводных хлоридов в расплаве из хлоридов натрия, калия или кальция. Этим методом в производственных масштабах получают мишметалл, церий, лантан, неодим и сплав дидим. ............