Les métaux des terres rares pures industrielles sont largement utilisés dans l'industrie, et les métaux des terres rares de plus grande pureté sont principalement utilisés pour mesurer les propriétés physiques et chimiques. Il existe quatre méthodes principales de purification utilisées en laboratoire, à savoir la fusion sous vide, la distillation sous vide ou sublimation, l'électromigration et la fusion de zone.
Méthode de fusion sous vide
Faire fondre et purifier les métaux des terres rares ayant une pression de vapeur plus faible, tels que le scandium, l'yttrium, le lanthane, le cérium, le praséodyme, le néodyme, le gadolinium, le terbium et le lutécium, à un degré de vide supérieur à 10-6 torr, à une température de 200 à 1000 degrés plus élevé que le point de fusion des métaux. Dans ce cas, les impuretés à pression de vapeur élevée telles que les métaux alcalins, les métaux alcalino-terreux, les fluorures et les oxydes de faible valence (RO) peuvent être éliminées par distillation, mais l'effet d'élimination sur les impuretés à points d'ébullition élevés telles que le tantale, le fer, le vanadium, et le chrome est pauvre.
Méthode de distillation sous vide
Également connue sous le nom de méthode de sublimation sous vide. Distiller et purifier l'yttrium, le gadolinium, le terbium et le lutécium à un degré de vide de 10-6-10-9 torr et à une température de 1600-1725 degrés, et sublimer et purifier le scandium, le dysprosium, l'holmium, l'erbium, le thulium, le samarium, l'europium. , et l'ytterbium à 1550-1650 degré. Dans ces conditions, les impuretés métalliques à faible pression de vapeur telles que le tantale et le tungstène, ainsi que les composés contenant du carbone, de l'azote et de l'oxygène, resteront dans le creuset. Cette méthode est souvent utilisée en conjonction avec la fusion sous vide.
Méthode d'électromigration
Appliquez un courant continu à la tige de métal des terres rares dans un ultra-vide ou une atmosphère inerte et maintenez-la pendant 1-3 semaines à une température de 100-200 degrés inférieure au point de fusion du métal. Sous l'action d'un champ électrique à haute température et à courant continu, divers éléments d'impuretés s'accumulent le long de la tige d'essai vers les deux extrémités en raison des différences de charge effective, de coefficient de diffusion et de taux de migration. Coupez les deux extrémités de la tige de test et la section centrale peut être purifiée davantage par électromigration. La purification du lanthane, du cérium, du praséodyme, du néodyme, du gadolinium, du terbium, de l'yttrium et du lutétium à l'aide de la méthode d'électromigration en laboratoire a un effet significatif sur l'élimination des impuretés telles que le carbone, l'oxygène et l'azote.
Méthode de fusion régionale
Les tiges de métaux des terres rares subissent une fusion dans plusieurs zones à une vitesse très lente (telle que 0,4 mm/min pour purifier l'yttrium) dans un four de fusion régional, ce qui a un effet significatif sur l'élimination des impuretés métalliques telles que le fer et l'aluminium. , le magnésium, le cuivre, le nickel, etc., mais est inefficace pour l'oxygène, l'azote, le carbone et l'hydrogène. De plus, les méthodes combinées de raffinage électrolytique et d'électromigration par fusion de zone ont certains effets sur la purification des terres rares.