દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓના ઉત્પાદનને દુર્લભ પૃથ્વી પાયરોમેટલર્જિકલ ઉત્પાદન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓસામાન્ય રીતે મિશ્ર દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓ અને એકલ દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓમાં વિભાજિત થાય છે. મિશ્ર દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓની રચના ઓરમાં મૂળ દુર્લભ પૃથ્વી રચના જેવી જ છે, અને એક ધાતુ એ દરેક દુર્લભ પૃથ્વીથી અલગ અને શુદ્ધ ધાતુ છે. સામાન્ય ધાતુશાસ્ત્ર પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને દુર્લભ પૃથ્વી ઓક્સાઇડ (સેમેરિયમ, યુરોપિયમ, યટરબિયમ અને થુલિયમના ઓક્સાઇડ સિવાય) ને એક ધાતુમાં ઘટાડવું મુશ્કેલ છે, કારણ કે તેમની રચનાની ઉચ્ચ ગરમી અને ઉચ્ચ સ્થિરતા છે. તેથી, દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓના ઉત્પાદન માટે સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા કાચા માલ તેમના ક્લોરાઇડ અને ફ્લોરાઇડ છે.
(1) પીગળેલા મીઠાનું વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ પદ્ધતિ
ઉદ્યોગમાં મિશ્ર દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓના મોટા પાયે ઉત્પાદનમાં સામાન્ય રીતે પીગળેલા મીઠાના વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ પદ્ધતિનો ઉપયોગ થાય છે. આ પદ્ધતિમાં દુર્લભ પૃથ્વીના ક્લોરાઇડ જેવા દુર્લભ પૃથ્વી સંયોજનોને ગરમ કરીને પીગળવાનો સમાવેશ થાય છે, અને પછી કેથોડ પર દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓને અવક્ષેપિત કરવા માટે વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણનો સમાવેશ થાય છે. વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણની બે પદ્ધતિઓ છે: ક્લોરાઇડ વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ અને ઓક્સાઇડ વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ. એક જ દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુની તૈયારી પદ્ધતિ તત્વના આધારે બદલાય છે. સમેરિયમ, યુરોપિયમ, યટરબિયમ અને થુલિયમ તેમના ઉચ્ચ વરાળ દબાણને કારણે ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક તૈયારી માટે યોગ્ય નથી, અને તેના બદલે ઘટાડો નિસ્યંદન પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને તૈયાર કરવામાં આવે છે. અન્ય તત્વો વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ અથવા મેટલ થર્મલ રિડક્શન પદ્ધતિ દ્વારા તૈયાર કરી શકાય છે.
ક્લોરાઇડ વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ એ ધાતુઓના ઉત્પાદન માટે સૌથી સામાન્ય પદ્ધતિ છે, ખાસ કરીને મિશ્ર દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓ માટે. આ પ્રક્રિયા સરળ, ખર્ચ-અસરકારક છે અને તેમાં ઓછામાં ઓછા રોકાણની જરૂર છે. જોકે, સૌથી મોટી ખામી ક્લોરિન ગેસનું પ્રકાશન છે, જે પર્યાવરણને પ્રદૂષિત કરે છે.
ઓક્સાઇડ વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ હાનિકારક વાયુઓ છોડતું નથી, પરંતુ તેનો ખર્ચ થોડો વધારે છે. સામાન્ય રીતે, નિયોડીમિયમ અને પ્રાસોડીમિયમ જેવા ઊંચા ભાવવાળા સિંગલ રેર અર્થ્સ ઓક્સાઇડ વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણનો ઉપયોગ કરીને બનાવવામાં આવે છે.
(2) વેક્યુમ થર્મલ રિડક્શન પદ્ધતિ
વિદ્યુત વિચ્છેદન પદ્ધતિ ફક્ત સામાન્ય ઔદ્યોગિક ગ્રેડ દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓ જ તૈયાર કરી શકે છે. ઓછી અશુદ્ધિઓ અને ઉચ્ચ શુદ્ધતા ધરાવતી ધાતુઓ તૈયાર કરવા માટે, વેક્યુમ થર્મલ રિડક્શન પદ્ધતિનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે થાય છે. સામાન્ય રીતે, દુર્લભ પૃથ્વી ઓક્સાઇડને પહેલા દુર્લભ પૃથ્વી ફ્લોરાઇડમાં બનાવવામાં આવે છે, જેને વેક્યુમ ઇન્ડક્શન ભઠ્ઠીમાં ધાતુના કેલ્શિયમ સાથે ઘટાડવામાં આવે છે જેથી કાચી ધાતુઓ મેળવી શકાય. પછી, શુદ્ધ ધાતુઓ મેળવવા માટે તેમને ફરીથી પીગળીને નિસ્યંદિત કરવામાં આવે છે. આ પદ્ધતિ બધી એકલ દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓ ઉત્પન્ન કરી શકે છે, પરંતુ સમેરિયમ, યુરોપિયમ, યટરબિયમ અને થુલિયમનો ઉપયોગ કરી શકાતો નથી.
ની ઓક્સિડેશન ઘટાડો ક્ષમતાsamarium, europium, ytterbium, thuliumઅને કેલ્શિયમે માત્ર આંશિક રીતે દુર્લભ પૃથ્વી ફ્લોરાઇડ ઘટાડ્યું. સામાન્ય રીતે, આ ધાતુઓ આ ધાતુઓના ઉચ્ચ બાષ્પ દબાણ અને લેન્થેનમ ધાતુઓના ઓછા બાષ્પ દબાણના સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીને તૈયાર કરવામાં આવે છે, આ ચાર દુર્લભ પૃથ્વીના ઓક્સાઇડને લેન્થેનમ ધાતુઓના કાટમાળ સાથે મિશ્રિત અને બ્રિક્વેટ કરીને, અને તેમને વેક્યુમ ભઠ્ઠીમાં ઘટાડીને.. લેન્થેનમપ્રમાણમાં સક્રિય છે.સમેરિયમ, યુરોપીયમ, યટરબિયમ અને થુલિયમલેન્થેનમ દ્વારા સોનામાં રૂપાંતરિત થાય છે અને કન્ડેન્સર પર એકત્રિત થાય છે, જેને સ્લેગથી અલગ કરવું સરળ છે.
笔记
પોસ્ટ સમય: એપ્રિલ-૧૯-૨૦૨૩