દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓની તૈયારી

દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓની તૈયારી

દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓના ઉત્પાદનને દુર્લભ પૃથ્વી પાયરોમેટલર્જિકલ ઉત્પાદન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓસામાન્ય રીતે મિશ્ર દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓ અને એક દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓમાં વિભાજિત થાય છે. મિશ્ર દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓની રચના અયસ્કમાં મૂળ દુર્લભ પૃથ્વીની રચના જેવી જ છે, અને એક ધાતુ એ દરેક દુર્લભ પૃથ્વીથી અલગ અને શુદ્ધ ધાતુ છે. સામાન્ય ધાતુશાસ્ત્રની પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને એક જ ધાતુમાં દુર્લભ પૃથ્વીના ઓક્સાઇડ્સ (સમેરિયમ, યુરોપીયમ, યટરબિયમ અને થુલિયમના ઓક્સાઇડ સિવાય) ઘટાડવું મુશ્કેલ છે, કારણ કે તેમની રચનાની ઉચ્ચ ગરમી અને ઉચ્ચ સ્થિરતા. તેથી, દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓના ઉત્પાદન માટે સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી કાચી સામગ્રી તેમના ક્લોરાઇડ્સ અને ફ્લોરાઇડ્સ છે.

(1) પીગળેલા મીઠું વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ પદ્ધતિ

ઉદ્યોગમાં મિશ્ર દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓનું મોટા પાયે ઉત્પાદન સામાન્ય રીતે પીગળેલા મીઠું વિદ્યુત વિચ્છેદન પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરે છે. આ પદ્ધતિમાં રેર અર્થ ક્લોરાઇડ્સ જેવા દુર્લભ પૃથ્વી સંયોજનોને ગરમ અને પીગળવામાં આવે છે, અને પછી કેથોડ પર દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓને અવક્ષેપિત કરવા માટે વિદ્યુત વિચ્છેદનનો સમાવેશ થાય છે. વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણની બે પદ્ધતિઓ છે: ક્લોરાઇડ વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ અને ઓક્સાઇડ વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ. એક દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુની તૈયારીની પદ્ધતિ તત્વના આધારે બદલાય છે. સમેરિયમ, યુરોપિયમ, યટરબિયમ અને થુલિયમ તેમના ઉચ્ચ વરાળના દબાણને કારણે ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક તૈયારી માટે યોગ્ય નથી, અને તેના બદલે ઘટાડો નિસ્યંદન પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને તૈયાર કરવામાં આવે છે. અન્ય તત્વો ઇલેક્ટ્રોલિસિસ અથવા મેટલ થર્મલ રિડક્શન પદ્ધતિ દ્વારા તૈયાર કરી શકાય છે.

ક્લોરાઇડ વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ એ ધાતુઓ બનાવવાની સૌથી સામાન્ય પદ્ધતિ છે, ખાસ કરીને મિશ્ર દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓ માટે. આ પ્રક્રિયા સરળ, ખર્ચ-અસરકારક છે અને ઓછામાં ઓછા રોકાણની જરૂર છે. જો કે, સૌથી મોટી ખામી એ ક્લોરિન ગેસનું પ્રકાશન છે, જે પર્યાવરણને પ્રદૂષિત કરે છે.

ઓક્સાઇડ વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ હાનિકારક વાયુઓ છોડતું નથી, પરંતુ તેની કિંમત થોડી વધારે છે. સામાન્ય રીતે, ઓક્સાઇડ વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણનો ઉપયોગ કરીને ઊંચી કિંમતવાળી સિંગલ રેર અર્થ જેમ કે નિયોડીમિયમ અને પ્રાસિયોડીમિયમનું ઉત્પાદન કરવામાં આવે છે.

(2) વેક્યૂમ થર્મલ રિડક્શન પદ્ધતિ

વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ પદ્ધતિ સામાન્ય ઔદ્યોગિક ગ્રેડની દુર્લભ પૃથ્વીની ધાતુઓ જ તૈયાર કરી શકે છે. ઓછી અશુદ્ધિઓ અને ઉચ્ચ શુદ્ધતા સાથે ધાતુઓ તૈયાર કરવા માટે, વેક્યૂમ થર્મલ રિડક્શન પદ્ધતિનો સામાન્ય રીતે ઉપયોગ થાય છે. સામાન્ય રીતે, દુર્લભ પૃથ્વી ઓક્સાઇડને પ્રથમ દુર્લભ અર્થ ફ્લોરાઇડ બનાવવામાં આવે છે, જે ક્રૂડ ધાતુઓ મેળવવા માટે વેક્યૂમ ઇન્ડક્શન ફર્નેસમાં મેટાલિક કેલ્શિયમ સાથે ઘટાડવામાં આવે છે. પછી, શુદ્ધ ધાતુઓ મેળવવા માટે તેઓને રિમેલ્ટ કરવામાં આવે છે અને નિસ્યંદિત કરવામાં આવે છે. આ પદ્ધતિ તમામ એકલ દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓનું ઉત્પાદન કરી શકે છે, પરંતુ સમેરિયમ, યુરોપીયમ, યટરબિયમ અને થુલિયમનો ઉપયોગ કરી શકાતો નથી.

ની ઓક્સિડેશન ઘટાડો સંભવિતsamarium, europium, ytterbium, thuliumઅને કેલ્શિયમ માત્ર આંશિક રીતે દુર્લભ પૃથ્વી ફ્લોરાઈડને ઘટાડે છે. સામાન્ય રીતે, આ ધાતુઓ આ ધાતુઓના ઉચ્ચ વરાળના દબાણ અને લેન્થેનમ ધાતુઓના નીચા વરાળના દબાણના સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીને, આ ચાર દુર્લભ પૃથ્વીના ઓક્સાઇડને લેન્થેનમ ધાતુઓના કાટમાળ સાથે મિશ્રિત અને બ્રિકેટ કરીને અને વેક્યૂમ ભઠ્ઠીમાં ઘટાડીને તૈયાર કરવામાં આવે છે.. લેન્થેનમપ્રમાણમાં સક્રિય છે.સમેરિયમ, યુરોપીયમ, યટરબિયમ અને થુલિયમલેન્થેનમ દ્વારા સોનામાં ઘટાડી દેવામાં આવે છે અને કન્ડેન્સર પર એકત્રિત કરવામાં આવે છે, જેને સ્લેગથી અલગ કરવું સરળ છે.

笔记