Τα βιομηχανικά καθαρά μέταλλα σπάνιων γαιών χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανία και τα μέταλλα σπανίων γαιών υψηλότερης καθαρότητας χρησιμοποιούνται κυρίως για τον προσδιορισμό των φυσικών και χημικών ιδιοτήτων. Υπάρχουν τέσσερις κύριες μέθοδοι καθαρισμού που χρησιμοποιούνται στο εργαστήριο, δηλαδή τήξη υπό κενό, απόσταξη ή εξάχνωση υπό κενό, ηλεκτρομετανάστευση και τήξη ζώνης.
Μέθοδος τήξης υπό κενό
Τα μέταλλα σπανίων γαιών με χαμηλή τάση ατμών, όπως το σκάνδιο, το ύττριο, το λανθάνιο, το δημήτριο, το πρασεοδύμιο, το νεοδύμιο, το γαδολίνιο, το τέρβιο και το λουτέτιο, τήκονται και καθαρίζονται σε βαθμό κενού μεγαλύτερο από 10-6 Torr σε θερμοκρασία {{ 1}} βαθμό υψηλότερο από το σημείο τήξης του μετάλλου. Σε αυτήν την περίπτωση, οι ακαθαρσίες με υψηλή τάση ατμών, όπως αλκαλικά μέταλλα, μέταλλα αλκαλικών γαιών, φθοριούχα και οξείδια χαμηλού σθένους (RO) μπορούν να αποσταχθούν, αλλά το αποτέλεσμα της απομάκρυνσης σε ακαθαρσίες υψηλού σημείου βρασμού όπως ταντάλιο, σίδηρος, βανάδιο και το χρώμιο είναι φτωχό.
Μέθοδος απόσταξης υπό κενό
Γνωστή και ως μέθοδος εξάχνωσης κενού. Ο καθαρισμός με απόσταξη υττρίου, γαδολινίου, τερβίου και λουτητίου πραγματοποιείται σε βαθμό κενού 10-6-10-9 βαθμού C και θερμοκρασία 1600-1725 βαθμού C, ενώ ο καθαρισμός με εξάχνωση σκανδίου, δυσπροσίου, ολμίου, ερβίου, Το θούλιο, το σαμάριο, το ευρώπιο και το υττέρβιο πραγματοποιείται σε 1550-1650 βαθμό C. Υπό αυτές τις συνθήκες, ακαθαρσίες μετάλλων με χαμηλή τάση ατμών, όπως ταντάλιο και βολφράμιο, καθώς και ενώσεις που περιέχουν άνθρακα, άζωτο και οξυγόνο, θα παραμείνουν στο χωνευτήριο. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται συχνά σε συνδυασμό με την τήξη υπό κενό.
Μέθοδος Ηλεκτρομετανάστευσης
Εφαρμόστε συνεχές ρεύμα στη ράβδο μετάλλων σπανίων γαιών σε εξαιρετικά υψηλό κενό ή αδρανή ατμόσφαιρα και διατηρήστε το σε 100-200 βαθμό χαμηλότερα από το σημείο τήξης του μετάλλου για 1-3 εβδομάδες. Υπό την επίδραση του ηλεκτρικού πεδίου υψηλής θερμοκρασίας και συνεχούς ρεύματος, διάφορα στοιχεία ακαθαρσίας συσσωρεύονται κατά μήκος της ράβδου δοκιμής προς τα δύο άκρα λόγω διαφορών στο ενεργό φορτίο, τον συντελεστή διάχυσης και την κινητικότητα. Κόψτε και τα δύο άκρα της ράβδου δοκιμής και εκτελέστε εκ νέου καθαρισμό ηλεκτρομετανάστευσης στο μεσαίο τμήμα. Ο καθαρισμός λανθανίου, δημητρίου, πρασεοδυμίου, νεοδυμίου, γαδολινίου, τερβίου, υττρίου και λουτετίου με τη χρήση της μεθόδου ηλεκτρομετανάστευσης στο εργαστήριο έχει σημαντική επίδραση στην απομάκρυνση ακαθαρσιών όπως ο άνθρακας, το οξυγόνο και το άζωτο.
Περιφερειακή μέθοδος τήξης
Οι ράβδοι μετάλλων σπανίων γαιών τήκονται πολλές φορές σε κλίβανο τήξης ζώνης με πολύ χαμηλή ταχύτητα (όπως 0,4 mm/min για καθαρισμό υττρίου), γεγονός που έχει σημαντική επίδραση στην απομάκρυνση μεταλλικών ακαθαρσιών όπως σίδηρος, αλουμίνιο , μαγνήσιο, χαλκό και νικέλιο, αλλά είναι αναποτελεσματικό για το οξυγόνο, το άζωτο, τον άνθρακα και το υδρογόνο. Επιπλέον, η συνδυασμένη μέθοδος ηλεκτρολυτικής διύλισης και ηλεκτρικής μετανάστευσης με τήξη ζώνης έχουν επίσης ορισμένα αποτελέσματα στον καθαρισμό των σπάνιων γαιών.
