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金属铽生产工艺

分享打印 2015-10-28 11:25 编辑:薇薇     来源: 行业技术     字体: [大][中][小]    

   金属铽(Tb)是重稀土金属中较为重要的元素之一,位于元素中期表第Ⅲ副族,原子量为158.9。它的熔点为1365℃,沸点为3230℃, 密度为8.272g/cm3。我国Tb储量为世界首位,约8.0t。当前生产Tb的方法有三种方法: 

1、 金属钙还原法
工艺:用无水氟化铽为原料,以纯钙粒或钙粉作还原剂,与原料混合均匀后,放入钽坩埚内置于中频真空感应炉,抽真空并用纯氩气( A r ) 作保护下于温度1500℃进行还原。取出还原产物进行金属与渣CaF2 ) 分离后,将金属熔化并铸锭即得金属Tb产品。
特点:工艺过程简便,易于作业;设备简单易于检修,作业环境好且不产生有害废物;产品纯度高,回收率较好,成体低;但属于不连续操作,效率低且产量小。
2、 中间合金蒸馏法制备铽
工艺:以无水氟化铽为原料,用纯Ca作还原剂,纯Mg作为合金剂(生成Tb-Mg),用CaCl2作造渣剂。经配料后混匀再装入钽坩埚内,置于中频真空感应炉。升温抽真空在通人氩气保护下进行还原并生成Mg-Tb合金。
还原结束将产物取出,并进行金属与渣分离。再用带有蒸馏及冷凝金属铽的真空感应炉进行蒸馏提纯除Mg及Ca。取出纯Tb后熔化铸锭即得产品(Tb≥99% )
特点:工艺过程长,操作复杂。Tb纯度高,成本高。还原温度低,金属与渣易分离。过程中不产生有害废物,作业环境好。
3、 还原蒸馏法
工艺:是利用各元素蒸气压的差异在高真空下提纯稀土金属的方法。此法对被提纯金属最基本的要求是要有足够高的蒸气压以获得可实际应用的蒸馏或升华速率并且要在低于氧化物共蒸馏或共升华的温度下进行通常约为1 600 ℃;但Tb蒸气压低,Tb1939℃下, 1.33 ×102 Pa) 。这样给蒸馏工艺带来许多困难,但是随着生产设备与工艺的改进极少数技术先进的工厂也用蒸馏法生产高纯Tb
特点:蒸馏法是生产效率和稀土金属收率高,设备投资小,易于工业化,但对于Tb来说,操作难度较大。
三种方法中,因金属钙还原法的优点突出而在工业生产中最常用。(紫焰)

 

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