A ritkaföldfémek - tisztításának előkészítési módja
A Pm kivételével mind a 16 ritkaföldfém elem 6 N (99,9999 százalékos) tisztaságig tisztítható. A ritkaföldfém-koncentrátumok lebontása után kapott vegyes ritkaföldfém-vegyületekből az egyes tiszta ritkaföldfém-elemek elkülönítése és kinyerése viszonylag bonyolult és kémiai eljárásban nehézkes. Ennek két fő oka van. Először is, a lantanid elemek fizikai és kémiai tulajdonságai nagyon hasonlóak, és a ritkaföldfém-ionok többségének sugara két szomszédos elem között van, amelyek nagyon hasonlóak, és vizes oldatokban stabil háromértékű állapotúak. A ritkaföldfém-ionok nagy affinitást mutatnak a vízzel, és mivel hidrátok védik őket, kémiai tulajdonságaik nagyon hasonlóak, így az elválasztás és a tisztítás rendkívül nehézkes. A második az, hogy a ritkaföldfém-koncentrátumok lebontása után kapott vegyes ritkaföldfém-vegyületek sok kísérő szennyező elemet tartalmaznak (például urán, tórium, nióbium, tantál, titán, cirkónium, vas, kalcium, szilícium, fluor, foszfor stb.) . Ezért a ritkaföldfém elemek szétválasztása során nemcsak ennek a tucatnyi, rendkívül hasonló kémiai tulajdonságú ritkaföldfém elemnek a szétválasztását kell figyelembe venni, hanem a ritkaföldfémek és a kísérő szennyező elemek szétválasztását is.
gyártási anyag
A ritkaföldfémeket általában vegyes ritkaföldfémekre és egyedi ritkaföldfémekre osztják. A kevert ritkaföldfém összetétele közel áll az érc eredeti ritkaföldfém-összetételéhez, az egyetlen fém pedig az egyes ritkaföldfémektől elkülönített és finomított fém. A ritkaföldfém-oxidokat (kivéve a szamárium-, európium-, itterbium- és tulium-oxidokat) általános kohászati módszerekkel nehéz egyetlen fémmé redukálni nagy képződési hőjük és nagy stabilitásuk miatt. Ezért a ritkaföldfémek előállításának manapság elterjedt nyersanyagai ezek kloridjai és fluoridjai.
Olvadt só elektrolízis
A vegyes ritkaföldfémek ipari tömeggyártása általában olvadt só elektrolízist alkalmaz. Ez a módszer a ritkaföldfém-vegyületek, például a ritkaföldfém-kloridok felmelegítése és megolvasztása, majd elektrolízis végrehajtása a ritkaföldfémek katódon történő kicsapása céljából. Az elektrolízisnek két módja van: klorid-elektrolízis és oxidelektrolízis. Az egyes ritkaföldfémek előállítási módjai elemenként változnak. A szamárium, az európium, az itterbium és a tulium nagy gőznyomásuk miatt nem alkalmas elektrolitikus előkészítésre, helyette redukciós desztillációt alkalmaznak. Más elemek elektrolízissel vagy metallotermikus redukcióval állíthatók elő.
A klorid-elektrolízis a legelterjedtebb módszer a fémek előállítására, különösen a vegyes ritkaföldfémek esetében egyszerű eljárással, alacsony költséggel és kis befektetéssel, de a legnagyobb hátrány a klórgáz felszabadulása, amely szennyezi a környezetet.
Az oxid-elektrolízis nem bocsát ki káros gázokat, de a költség valamivel magasabb. Általában a ritkaföldfémek magasabb gyártási árat, mint például a neodímiumot és a prazeodímiumot, oxidokkal elektrolizálják.
Vákuumcsökkentés
Az elektrolízis módszerrel csak általános ipari minőségű ritkaföldfémeket lehet előállítani. Ha alacsony szennyeződésű és nagy tisztaságú fémeket szeretne előállítani, általában vákuum-termikus redukciót alkalmaznak az előállítására. Általában a ritkaföldfém-oxidokból először ritkaföldfém-fluoridokat készítenek, amelyeket fémkalciummal redukálnak vákuum-indukciós kemencében nyersfémek előállítására, majd újraolvasztják és desztillálják, hogy tisztább fémeket kapjanak. Ezzel a módszerrel az összes ritkaföldfém előállítható, de a szamárium, az európium, az itterbium és a tulium nem használható fel ilyen módon. A szamárium, európium, itterbium, tulium és kalcium redox potenciálja csak részben csökkenti a ritkaföldfém-fluoridokat. Általában ezeket a fémeket a magas gőznyomás és a lantán alacsony gőznyomás elve alapján állítják elő. E négy ritkaföldfém oxidjait összekeverik lantán fémhulladékkal, majd vákuumkemencében redukálják. A lantán összehasonlítása Aktív, szamárium, európium, itterbium, tulium a lantán segítségével fémmé redukálódik, és a kondenzátumon összegyűlik, amely könnyen leválasztható a salaktól.