True 空蒸馏是制备高纯稀土金属的常用方法,也是目前工业化成功的方法之一。总体来看,该方法生产效率高,稀土金属收率高,设备投资少,提纯效果明显,适合大规模生产。
基本原理
True 空稀土金属的蒸馏提纯是利用某些稀土金属蒸汽压高的特性,在高温下蒸馏,使稀土金属与杂质分离,从而达到金属提纯的目的。蒸馏过程可以通过升华或蒸发来完成,这取决于稀土金属的蒸汽压和熔点之间的关系。如果金属(如Sm、Eu、Yb等)的蒸汽压。)低于它们的熔点高,又能获得足够的蒸馏速度,可以用升华来提纯;如果金属(如Dy、Er等。)需要加热到其熔点以上,以使金属的蒸气压达到较高值,获得较高的蒸馏速度,应采用蒸发提纯。
实际上,在稀土金属的蒸馏提纯过程中,PE >: 0.133Pa,而在金属蒸汽冷凝成固体的过程中,由于冷凝速度的限制,金属蒸汽在蒸发器上方积聚产生回凝,使得朗缪尔方程的计算结果与实际结果有偏差。这可以通过修改Pe来减少计算误差,
蒸馏速度是决定蒸馏温度和保温时间的重要技术参数。蒸馏速度随着温度的升高而加快,但在蒸发过程中,由于稀土金属中杂质的富集,金属的活性降低,蒸馏速度也随之降低。稀土蒸馏速度的测定比较复杂,结果也不尽相同。
一些金属或气体杂质(如氟化物、氯化物、钙、镁、氧等。)进行高温高纯度蒸馏空使杂质挥发并与稀土金属分离,从而达到金属提纯的目的。该过程有时被称为通过真空熔炼来提纯稀土金属方法。真空晶格熔炼法除杂过程中的蒸发温度由杂质的蒸气压决定。该方法适用于母合金法生产的稀土金属的提纯。因为中间合金法生产的稀土金属中镁或钙含量较高,在稀土金属熔点时其蒸气压较高。在提高稀土金属纯度时,通常采用真空空熔炼去除部分杂质,特别是在制备大量高纯度稀土金属时,往往需要这一步。