补充资料：金属热还原法制取稀土金属

金属热还原法制取稀土金属
preparation of rare earth metal by metallothermic reduction

一城丫-·“骂沂万…一:一茸户丫…· 心!z产尸/J众}_几!叻}19} 石、。。l一一2/}亥一月、nL7~一弓二}肖_。。。L，一此} “一:}弃丫.…”一蒸盯龚于6…”_三萝尾{___ 400 600 800 1000 1400 1800 400600 800 1000 1400 1800 400 600 800 1000 1400 1800 1 200 1600 1200 16001200 1600 温度T/K温度T/K温度T/K a‘bc 用金属还原稀土化合物的反应自由能变化计算值与温度的关系 a一镁;b一钙;一铿 1一3Mg+ZYFs—3MgFZ+ZY;2一3Mg+ZYBr3—3MgBrZ+ZY; 3一3Mg+YZOs—3Mgo+ZY;4一3Mg+ZYC13—3MgC12+ZY; 5一3Ca十ZYBr3—3CaBrZ+ZY书6一3Ca+ZYF3—3CaFZ+ZY; 7一3Ca+ZYIs—3CaIZ+ZY‘8一3Ca+2YC13一3CaC12+ZY; 9一3Ca+YZO3—3Cao+ZY子10一3Li+YBr3—3Li价+Y， ‘11一3Li+YC13—3LICI+Y;12一3Li+YF3—3LIF+Y‘ 13一6Li+YZO3—3Li20+ZY 物。此法作业少，稀土金属产品的含氧量较低(0 .04%土金属与镁的摩尔比为1:1、生成的CaF:与CaCI:的 ~0.1%)，但设备较复杂，投资较大。摩尔比为1:1的计算量加入。还原炉料盛装在用高 (l)钙热直接还原法。用金属钙在高于欲制取稀土熔点金属制造的增涡内，柑坍置于外部加热的反应罐 金属熔点的温度下，直接还原稀土氟化物制取致密状中进行还原。还原温度1223~1323K左右，蒸馏容器 稀土金属的过程。将过量10%一15%的金属钙粒或钙内压力保持在5x10一ZPa以下。制得的致密状稀土金 屑和稀土氟化物混合，装入担制或其他高熔点金属制属锭含ca<0.05%、Mg<0.05%，产品纯度99.5%， 造的还原增涡中，于真空感应炉或真空电阻炉中在惰金属直收率90%~95%。此法的工业化生产设备易于 性气体保护下加热还原。一还原温度约高于欲制取的稀解决，但作业较多，需要添加金属镁和氯化钙。若改用 土金属熔点soK，还原时间15~6omin。准确还原时间铿还原剂，可不添加氯化钙，得到低熔点氟化铿渣。也 视还原物料量而定。稀土金属收率为95%~98%。稀可用Ca一Li合金还原剂。 土金属产品含钙0.3%一2%，经真空重熔，含钙可降稀土氯化物钙热还原法用金属钙将稀土氯化物 至0.1%以下。使用钮制还原增祸时，稀土金属产品含还原成金属，可用于制取斓、饰、错、钦等轻稀土金属。 担0.1%一。.5%。稀土金属产品含氧、氮、碳、氟、硅、还原反应为: 铁、钙等非稀土杂质总量为0.1%~1%，经提纯处理ZREC13+3ea—ZRE+3eaC12 后可降至。.1%以下。氯化稀土原料用含氯化馁的氯化稀土结晶料在523一 (2)钙热还原中间合金法。还原炉料除金属钙和稀673K温度下经真空脱水制得。还原在惰性气体保护下’ 土氟化物外，还需添加一定数量的金属镁和氯化钙，先的真空感应炉或真空电阻炉中进行，还原温度约高于 在低于欲制取的稀土金属熔点下还原制备低熔点稀土欲制取的稀土金属熔点soK，稀土金属直收率为90% 镁合金，再经蒸馏除镁制取稀土金属的方法。全过程包一95%。此法所用的无水氯化稀土原料容易吸水，生产 括还原制备稀土镁中间合金、合金蒸馏除镁制取块状设备投资大，成本较高。一般多用熔盐电解法制取轻稀 稀土金属和块状金属熔铸成致密状金属三个步骤。钙土金属。 还原剂过量10%一15%，镁和氯化钙分别按生成的稀稀土氯化物锉热还原法用金属锉将稀土氯化物 368J inshu rehuan丫Uonfo Zhiqux，tu Jonshu金属热沐厦裱翻I加毯占‘.还原成金属，用于制取除衫、馆、德以外的稀土金属，产品纯度”.8写.氯化稀土和金属锉在高温下的蒸气压较高，容易用真空蒸馏法提纯。用纯度99.9%的金属锉还原提纯了的氯化稀土得到稀土金属和氯化锉的混合物，再经真空蒸馏除去抓化锉得到稀土金属。氯化稀土和金属铿的蒸馏提纯、铿还原氯化稀土和蒸馏除去氯化锉的作业都可在同一装置中完成，直接得到稀土金属.制得的稀土金属含气体杂质较低(如用此法制得的金属忆含氧1.35xlo一2%、氮7xlo一4%、碳5.9x 10一，%、氯<3xlo一4%、锉

说明：补充资料仅用于学习参考，请勿用于其它任何用途。