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稀土百科 | 金属热还原法制取稀土基本原理

稀土百科 | 金属热还原法制取稀土基本原理 中国稀金谷大数据
2022-08-23
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金属热还原法是指利用活性较强的金属作还原剂，还原其他金属化合物以制取金属的方法。

由于稀土金属和氧、氮、氢的亲和力强及稀土卤化物易水解，因此，稀土金属的热还原过程多在保护气氛或在真空中进行。通过化学热力学，能够判断金属热还原反应能否发生、发生反应需具备的条件以及如何提高反应速率。大多数金属热还原过程，其基本特征是在反应过程中常伴有明显的热效应。

对稀土氯化物和氟化物比较适宜的还原剂是锂和钙。钠也能较好地还原氧化稀土，但还原产物的熔点较高，而钠的沸点低，这会给过程带来许多困难。镁、铝因为与稀土金属很易组成合金，用它们做还原剂时，还原产品常常不是纯金属，而是稀土与镁或铝的合金。

稀土氯化物、氟化物的钙、锂热还原，其显著优点是在还原过程中能生成流动性好的熔道，它们比其他稀土卤化物或盐类更为稳定，不易分解，因而为还原过程的彻底进行和金属与渣的分离创造了良好条件。但用氯化物、氟化物进行还原，要求使用较昂贵的坩埚材料如钽、锯、钼、钨等。

同时由于稀土金属的化学活性很强，其卤化物又易水解，故其热还原过程通常都要在惰性气氛或真空中进行。稀土卤化物的金属热还原不适于制取钐、铕、镱等有明显变价特性的金属。因为用锂、钙还原这些金属的卤化物，只能得到低价卤化物，而得不到金属。为此利用它们在高温下有较高蒸气压的特性，在真空条件下用镧、铈还原它们的氧化物，以制取这些变价金属。

由此可知，工业上制取稀土金属的热还原法，主要是稀土氟化物的钙热还原法，稀土氯化物的锂、钙热还原法以及钐、铕、镱等氧化物的镧、铈热还原法。


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