Los metales industriales de tierras raras puras se utilizan ampliamente en la industria, y los metales de tierras raras de mayor pureza se utilizan principalmente para medir propiedades físicas y químicas. Hay cuatro métodos de purificación principales utilizados en el laboratorio: fusión al vacío, destilación o sublimación al vacío, electromigración y fusión por zonas.
Método de fusión al vacío
Fundir y purificar metales de tierras raras con menor presión de vapor, como escandio, itrio, lantano, cerio, praseodimio, neodimio, gadolinio, terbio y lutecio, a un grado de vacío superior a 10-6 torr, a una temperatura de 200 a 1000 grados más alto que el punto de fusión de los metales. En este caso, se pueden destilar impurezas con alta presión de vapor, como metales alcalinos, metales alcalinotérreos, fluoruros y óxidos de baja valencia (RO), pero el efecto de eliminación sobre impurezas con altos puntos de ebullición como tantalio, hierro, vanadio, y el cromo es pobre.
Método de destilación al vacío
También conocido como método de sublimación al vacío. Destilar y purificar itrio, gadolinio, terbio y lutecio a un grado de vacío de 10-6-10-9 torr y una temperatura de 1600-1725 grado, y sublimar y purificar escandio, disprosio, holmio, erbio, tulio, samario y europio. e iterbio en 1550-1650 grado. En estas condiciones, las impurezas metálicas de baja presión de vapor, como el tantalio y el tungsteno, así como los compuestos que contienen carbono, nitrógeno y oxígeno, permanecerán en el crisol. Este método se utiliza a menudo junto con la fusión al vacío.
Método de electromigración
Aplique corriente continua a la varilla de metal de tierras raras en un vacío ultraalto o en una atmósfera inerte y manténgala durante 1-3 semanas a una temperatura 100-200 grados inferior al punto de fusión del metal. Bajo la acción de alta temperatura y campo eléctrico de corriente continua, varios elementos de impureza se acumulan a lo largo de la varilla de prueba hacia ambos extremos debido a diferencias en la carga efectiva, el coeficiente de difusión y la tasa de migración. Corte ambos extremos de la varilla de prueba y la sección central se puede purificar aún más por electromigración. La purificación de lantano, cerio, praseodimio, neodimio, gadolinio, terbio, itrio y lutecio mediante el método de electromigración en el laboratorio tiene un efecto significativo en la eliminación de impurezas como carbono, oxígeno y nitrógeno.
Método de fusión regional
Las varillas de metales de tierras raras se funden en múltiples zonas a una velocidad muy lenta (como 0.4 mm/min para purificar el itrio) en un horno de fusión regional, lo que tiene un efecto significativo en la eliminación de impurezas metálicas como el hierro y el aluminio. , magnesio, cobre, níquel, etc., pero es ineficaz para el oxígeno, el nitrógeno, el carbono y el hidrógeno. Además, los métodos combinados de refinación electrolítica y electromigración por fusión de zonas tienen ciertos efectos en la purificación de tierras raras.