高纯稀土金属制备方法与发展趋势
我国稀土资源现状与冶炼技术进展
我国稀土资源现状与冶炼技术进展一、本文概述稀土元素，被誉为“工业维生素”，在现代科技和工业发展中具有不可替代的重要地位。
我国作为世界上稀土资源最为丰富的国家之一，其稀土资源的储量、品质和分布均具有显著优势。
然而，随着全球科技的不断进步和工业的快速发展，稀土资源的开采与利用面临着前所未有的挑战。
在此背景下，本文旨在全面分析我国稀土资源的现状，包括储量、分布、开采情况等方面，并深入探讨稀土冶炼技术的最新进展，包括冶炼方法、技术创新、环保措施等。
通过本文的阐述，期望能为我国稀土资源的合理开发与可持续利用提供有益参考，同时也为全球稀土资源的开发利用提供借鉴。
二、我国稀土资源现状我国作为全球稀土资源最为丰富的国家，拥有世界稀土储量的相当大比例。
稀土元素，包括镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥以及钪和钇，共计17种元素。
这些元素在国防、科技、工业、农业和环保等领域有着广泛的应用。
近年来，随着科技和工业的快速发展，稀土资源的重要性日益凸显。
我国稀土资源的分布相对集中，主要集中在内蒙古、江西、四川、山东等地，其中内蒙古的白云鄂博矿是全球最大的稀土矿。
然而，尽管储量丰富，但我国的稀土开采和利用却面临着诸多挑战。
一方面，稀土资源的开采过程对环境和生态造成了一定的破坏，如水资源污染、土地破坏等问题日益突出。
另一方面，随着全球稀土需求的增加，稀土价格不断上涨，使得一些不法分子非法开采和走私稀土，严重破坏了稀土市场的秩序。
针对这些问题，我国政府已经采取了一系列措施，包括加强稀土资源的保护和合理利用、推动稀土产业的转型升级、加强稀土市场的监管等。
我国也在积极推进稀土资源的绿色开采和深加工技术研究，以实现稀土资源的可持续利用。
我国稀土资源丰富，但同时也面临着诸多挑战和问题。
只有通过科学、合理、可持续的利用，才能实现稀土资源的长期价值。
三、稀土冶炼技术进展近年来，随着科技的不断进步和我国稀土产业的持续投入，稀土冶炼技术取得了显著的进展。
2024年稀有稀土金属压延加工市场发展现状
2024年稀有稀土金属压延加工市场发展现状引言稀有稀土金属作为重要的战略资源，在现代产业中具有广泛的应用。
压延加工作为一种重要的制造工艺，在稀有稀土金属的生产中起到关键作用。
本文将对稀有稀土金属压延加工市场的发展现状进行分析和探讨。
稀有稀土金属压延加工技术稀有稀土金属压延加工技术是指利用压力将稀有稀土金属材料变形，并进一步制成所需形状和尺寸的工艺过程。
这种加工方式具有高效、精确和经济的特点，广泛应用于航空航天、电子、医疗等领域。
稀有稀土金属压延加工市场概述近年来，全球稀有稀土金属压延加工市场持续增长。
这是由于稀有稀土金属在新能源、环保技术和高科技领域需求的增加。
同时，稀有稀土金属市场的发展也受到国家政策的支持和各国经济的发展需求推动。
稀有稀土金属压延加工市场的主要应用领域稀有稀土金属压延加工市场的主要应用领域包括以下几个方面：1.新能源领域：稀有稀土金属在太阳能电池、风力发电等新能源技术中的应用越来越广泛，这促进了稀有稀土金属压延加工市场的增长。
2.电子领域：稀有稀土金属在半导体、光电显示器件等电子产品中广泛应用，其中压延加工技术对稀有稀土金属材料的性能和质量起着至关重要的作用。
3.汽车工业：稀有稀土金属在新能源汽车和电动汽车中的应用逐渐增长，这推动了稀有稀土金属压延加工市场的发展。
稀有稀土金属压延加工市场的挑战与机遇稀有稀土金属压延加工市场面临一些挑战，如材料成本的不断上升、技术水平的不断提高等。
然而，市场也带来了许多机遇，如新兴产业的快速发展、科技创新的推动等。
稀有稀土金属压延加工市场的发展趋势稀有稀土金属压延加工市场的发展趋势主要包括以下几个方面：1.技术升级：随着科技的不断进步，稀有稀土金属压延加工技术将不断升级和改进，以满足市场需求。
2.产业协同发展：稀有稀土金属压延加工市场与相关产业的协同发展将成为未来的趋势，如与新能源产业的结合等。
3.环保可持续发展：稀有稀土金属的产业化和压延加工过程中的环保问题将成为未来的关注重点，推动产业可持续发展。
稀土行业的发展趋势
稀土行业的发展趋势稀土是指一组由15个元素组成的金属，包括镧系元素（lanthanides）和锕系元素（actinides），它们在科技、国防、能源和环保等领域具有重要的应用价值。
随着新能源、新材料、新技术的发展，稀土行业正日益被重视，并进入了快速发展的阶段。
以下将从国内外大环境、需求增长、创新发展等方面探讨稀土行业的发展趋势。
首先，从国内外大环境来看，稀土行业的发展趋势与全球化、绿色环保有紧密联系。
随着全球经济一体化的推进，各国之间的合作和竞争日益加剧，稀土资源的重要性和战略意义逐渐凸显。
同时，绿色环保也成为各国社会发展的共识，对环境友好型稀土材料和技术的需求不断增加。
因此，在全球范围内，稀土行业将借助全球化的机遇，积极拓展国际市场，增加国际竞争力，并注重绿色环保，推动行业的可持续发展。
其次，稀土行业的需求增长是稀土行业发展的重要动力之一。
稀土在高新技术、新能源、新材料等领域的广泛应用，对稀土的需求不断增加。
例如，稀土在新能源产业中的应用，如稀土永磁材料是制造风力发电机组和电动汽车的关键材料，随着全球清洁能源发电和电动汽车的快速发展，对稀土的需求将大幅增加。
此外，高纯稀土在电子产品、照明、显示等领域也有广泛应用，随着科技进步和消费升级，对高品质稀土的需求将进一步增长。
再次，创新发展是稀土行业发展的重要方向。
稀土行业在技术创新、工艺创新、产品创新等方面有着巨大的发展潜力。
目前，稀土行业在提高资源利用率、降低环境污染、提高产品品质等方面仍存在一些挑战。
因此，稀土企业应加大技术研发和创新投入，提高核心技术和自主知识产权的创新能力。
同时，稀土企业也应积极引进和吸纳高端人才，加强技术交流合作，以提高整个行业的创新水平。
此外，稀土行业还应注重可持续发展。
稀土产业的开采和加工过程中产生的废弃物和污染物对环境的影响较大。
为了实现稀土行业的可持续发展，稀土企业应加强环境保护和资源管理，推动清洁生产和循环经济的发展。
我国稀土材料与绿色制备技术现状与发展趋势
我国稀土材料与绿色制备技术现状与发展趋势我国稀土材料是一类非常重要的战略资源，它们在新能源、环保、高科技等领域中发挥着重要作用。
稀土材料的开发利用已经成为我国科技创新和经济发展的重要组成部分。
同时，随着环境保护和可持续发展的要求不断提高，绿色制备技术也成为稀土材料开发利用的重要方向。
本文将对我国稀土材料与绿色制备技术现状和发展趋势进行探讨。
一、我国稀土材料的现状我国是全球最大的稀土元素产出国和出口国，拥有丰富的稀土资源。
稀土元素的应用广泛，包括新能源、新材料、环保和高科技等领域。
稀土材料的产业化发展已成为我国科技创新和经济发展的重要组成部分。
我国稀土材料的主要应用领域包括永磁材料、催化剂、磁性材料、高温超导材料、光学玻璃、激光材料、医用材料、燃料电池、储氢材料、电池材料等。
二、我国稀土材料绿色制备技术现状绿色制备技术是指在材料制备过程中，尽量减少或避免对环境的污染和对人体健康的危害，并在材料制备过程中实现资源的高效利用。
针对稀土材料的制备，我国已经开展了大量的绿色制备技术研究工作。
1. 溶胶-凝胶法制备稀土材料溶胶-凝胶法是一种绿色制备技术，它可以制备出高纯度、均匀分散的稀土材料。
溶胶-凝胶法的制备过程涉及到溶液的制备、凝胶的制备、干燥和煅烧等环节，其中的每个环节都可以进行优化，以实现更好的绿色制备效果。
2. 水热合成法制备稀土材料水热合成法是一种绿色制备技术，它可以在低温、低压的条件下制备出稀土材料。
水热合成法的制备过程基于水的溶解能力，可以在无机物质之间形成化学键，从而实现稀土材料的制备。
3. 离子液体法制备稀土材料离子液体是一种绿色溶剂，可以替代有机溶剂用于稀土材料的制备。
离子液体法的制备过程涉及到离子液体的选择、溶解稀土离子、分离和提纯等环节，可以实现稀土材料的高效制备和绿色环保。
三、我国稀土材料绿色制备技术的发展趋势随着环境保护和可持续发展的要求不断提高，绿色制备技术已经成为稀土材料开发利用的重要方向。
稀土材料的发展趋势及前景展望
稀土材料的发展趋势及前景展望1. 简介稀土材料是一类特殊的化学元素，共包括17种元素，由于它们在自然界中的分布较为稀少，故称之为稀土。
这些元素在许多重要的技术和应用中都起到了关键作用，例如电子、光电、磁性、生物医药等领域。
稀土材料具有独特的物理和化学性质，例如高磁性、高导电性、高热稳定性等优点，因此在各行各业中得到了广泛的应用。
2. 发展趋势稀土材料的发展具有以下几个趋势：2.1 材料多样化随着科学技术的进步，人们对稀土材料的需求变得更加多样化。
传统的稀土材料主要应用于磁性材料和催化剂等领域，而随着新材料的涌现，稀土材料的应用范围将进一步扩大。
例如，稀土材料在新能源领域的应用前景广阔，可以应用于太阳能电池、燃料电池以及可再生能源的储存和利用等方面。
2.2 高性能化稀土材料的研究主要是为了提高其性能，包括磁性、导电性、光电性等。
随着科学技术的进步，人们对稀土材料的性能要求越来越高，因此研究人员将继续努力提高稀土材料的性能。
例如，研究人员正在探索如何提高稀土材料的磁性，以满足更高精度的磁存储设备的需求。
2.3 环保可持续发展稀土材料的开采和加工会产生一定的环境污染，因此在稀土材料的开发利用过程中，环保可持续发展成为一个重要方向。
在未来的研究中，将会有更多的关注点放在如何减少稀土材料的开采对环境的影响以及如何提高稀土材料的回收利用率方面。
3. 前景展望稀土材料的前景展望非常广阔，具有以下几个方面的发展前景：3.1 新能源应用稀土材料在新能源领域具有广泛的应用前景。
例如，稀土材料在太阳能电池中可以用作光吸收层和电池反应层材料，可以大大提高太阳能电池的转化效率。
此外，稀土材料还可以应用于可再生能源的储存和利用，例如用于印刷电池、燃料电池等。
3.2 信息技术稀土材料在信息技术领域也有很大的应用潜力。
稀土材料具有优异的磁性和光电性能，可以应用于磁存储器件、光纤通信器件等领域。
随着信息技术的快速发展，对稀土材料性能的要求也会不断提高，因此稀土材料在信息技术领域的应用前景非常广泛。
2024年稀有稀土金属压延加工市场需求分析
稀有稀土金属压延加工市场需求分析一、市场概述稀有稀土金属是一类重要的战略资源，广泛用于高科技产业和新能源领域。
压延加工是一种重要的金属加工方式，可将稀有稀土金属加工成薄板、带材、线材等形状。
本文对稀有稀土金属压延加工市场的需求进行了分析，并提出了相应的发展建议。
二、市场需求分析1. 高科技产业的快速发展随着科技的进步和人们对高质量、高性能产品的需求不断增长，稀有稀土金属在高科技产业中应用越来越广泛。
例如，稀土元素在电子产品、通信设备和光学器件中起着重要作用。
这促使了稀有稀土金属压延加工市场的需求增加。
2. 新能源产业的兴起随着环境保护意识的增强和对可再生能源的需求增加，新能源产业得到了快速发展。
稀有稀土金属在新能源领域中具有重要作用，如永磁材料中的钕铁硼和磁体材料中的镝铁硼。
随着新能源产业的兴起，对稀有稀土金属压延加工的需求也在增加。
3. 国家政策支持为促进国内高新技术和新能源产业的发展，政府出台了一系列支持政策。
这些政策包括优惠税收政策、补贴政策和研发资金支持。
政策的推动为稀有稀土金属压延加工市场的发展提供了有力支持，并促使需求进一步增长。
4. 压延加工技术的进步随着科技的不断发展，稀有稀土金属压延加工技术得到了极大改进。
新的加工设备和工艺的引入，使得稀有稀土金属的压延加工更加高效、精确和环保。
这进一步提高了市场对稀有稀土金属压延加工的需求。
三、发展建议1. 提高加工技术水平稀有稀土金属的压延加工技术是稀有稀土金属压延加工市场发展的基础。
相关企业应加大技术研发和技术引进力度，提高加工设备的精度和效率。
同时，加强人才培养，培养更多专业技术人才，提高整个行业的技术水平。
2. 拓展应用领域稀有稀土金属压延加工行业应积极拓展应用领域，深化与高科技产业和新能源产业的合作。
通过与相关行业的合作，深入了解市场需求，开发符合市场需求的新产品，提高市场竞争力。
3. 提高产品质量和性能稀有稀土金属压延加工行业应不断提高产品质量和性能，满足市场对高质量、高性能产品的需求。
稀有稀土金属冶炼
稀有稀土金属冶炼稀有稀土金属是指在自然界中含量极少的金属元素，具有重要的战略地位和广泛的应用价值。
由于其含量极少，因此稀有稀土金属的开采、提取和冶炼过程非常复杂，需要采用先进的技术和设备，同时还需要严格遵守环保法规。
一、稀有稀土金属概述1.1 稀有稀土金属的定义稀有稀土金属是指在自然界中含量极少的金属元素，通常包括铈、镧、钕、钐、铽、镝、铒、钆等17种元素和钼、铌等2种元素。
1.2 稀有稀土金属的应用稀有稀土金属具有广泛的应用价值，在现代工业生产中扮演着重要角色。
比如：（1）永磁材料：永磁材料是由镝、钕等元素制成，广泛应用于电机、发电机等领域。
（2）催化剂：催化剂是由钯、铑等元素制成，可用于汽车尾气处理等领域。
（3）光电材料：光电材料是由铈、钇等元素制成，可用于LED照明、太阳能电池等领域。
（4）磁记录材料：磁记录材料是由铽、钆等元素制成，可用于磁带、硬盘等领域。
1.3 稀有稀土金属的开采稀有稀土金属的开采非常困难，因为它们在自然界中的含量极少，通常只有几十个ppm（百万分之几）。
目前世界上大部分稀有稀土金属都来自中国和澳大利亚。
开采过程需要采用先进的技术和设备，同时还需要严格遵守环保法规。
二、稀有稀土金属冶炼2.1 稀有稀土金属提取方法由于稀有稀土金属在自然界中的含量非常少，因此提取方法也非常复杂。
目前主要的提取方法包括：（1）萃取法：萃取法是将含稀土金属的矿物与化学试剂混合后进行反应，使得其中的稀土金属被化学试剂吸附，并通过洗涤、沉淀等步骤将其分离出来。
（2）离子交换法：离子交换法是利用特定的树脂材料对稀土金属进行吸附和分离的方法。
（3）溶剂萃取法：溶剂萃取法是利用溶剂将稀土金属从矿物中提取出来的方法。
2.2 稀有稀土金属冶炼流程稀有稀土金属冶炼的流程非常复杂，需要经过多个步骤才能得到纯度较高的金属。
主要步骤包括：（1）矿物选别：首先需要将含有稀有稀土金属的矿物从其他杂质中分离出来。
（2）浸出：将选别后的矿物放入酸性浸出液中，使得其中的稀土金属被浸出。
稀土材料在冶金行业中的应用与前景展望
稀土材料在冶金行业中的应用与前景展望引言稀土材料是指由稀土元素组成的材料，具有特殊的化学和物理性质，广泛应用于各个领域。
在冶金行业中，稀土材料也发挥着重要作用。
本文将介绍稀土材料在冶金行业中的应用，并展望其未来的发展前景。
稀土材料在冶金行业中的应用1.添加剂稀土材料在冶金行业中被广泛用作添加剂，可以改善金属和合金的性能。
例如，添加稀土元素可以提高铝合金的强度和耐腐蚀性，同时降低其密度。
稀土材料还可以用于改善钢材的切削性能，提高硬度和耐磨性。
2.催化剂稀土材料作为催化剂在冶金行业中应用广泛。
通过调整稀土催化剂的配比和结构，可以改善金属和合金的催化性能。
稀土催化剂可以提高金属的反应活性和选择性，并减少催化剂的用量，降低生产成本。
3.熔剂稀土材料在冶金行业中还被用作熔剂，用于提高金属的熔化温度和粘度。
稀土熔剂可以改善金属的流动性，提高熔炼效率。
此外，稀土熔剂还可以减少金属的氧化，防止杂质的形成。
4.电子材料稀土材料在冶金行业中的另一个重要应用是作为电子材料。
稀土元素具有特殊的磁性和光学性质，使其成为制造磁性材料和光电器件的理想选择。
稀土材料可以用于制造电视和显示屏等电子产品，提供出色的图像质量和性能。
稀土材料在冶金行业中的前景展望稀土材料在冶金行业中的应用前景广阔。
随着科技的发展和需求的增加，稀土材料的需求量将继续增加。
1.新材料的开发随着冶金行业对材料性能要求的不断提高，稀土材料在开发新材料方面将发挥重要作用。
通过研究和改进稀土材料的组成和结构，可以开发出更具优良性能的材料，满足不同冶金工艺的需求。
2.环境保护稀土材料在冶金行业中的应用还可以有助于提高环境保护水平。
例如，稀土催化剂可以降低冶金过程中的有害气体排放量，减少对环境的污染。
另外，稀土材料的再生和循环利用也可以降低资源消耗和废弃物的产生。
3.产业升级稀土材料的应用和发展将推动冶金行业的产业升级。
通过引进和推广稀土材料的应用，可以改进传统冶金工艺，提高产品质量和产能。
稀土金属的冶炼与工艺
将稀土金属或其化合物与氟气反应，生成相应的氟化 物。
硫化物制备
将稀土金属或其化合物与硫反应，生成相应的硫化物 。
稀土金属的合金化与复合材料制备
合金化
将稀土金属与其他金属元素混合，制备出具有优异性能的合金材料。
复合材料制备
将稀土金属与其他材料复合，制备出具有优异性能的复合材，如稀土-玻璃复 合材料、稀土-陶瓷复合材料等。
03
稀土金属的加工工艺
稀土金属的熔炼与铸造
熔炼
熔炼是稀土金属加工的第一步，通过高温将原料熔化为液态，再通过合理的浇 注系统将熔体注入模具中冷却凝固成铸件。
铸造
铸造是将熔炼后的液态金属浇注到铸型中，待其冷却凝固后获得所需形状和尺 寸的毛坯或零件的工艺过程。
稀土金属的塑性加工
轧制
轧制是将金属坯料通过旋转的轧 辊间隙，使其变形成为所需形状
THANKS
稀土金属的冶炼与工艺
$number {01} 汇报人：可编辑
2024-01-06
目录
• 稀土金属简介 • 稀土金属的冶炼工艺 • 稀土金属的加工工艺 • 稀土金属的应用领域 • 稀土金属的未来发展与挑战
01
稀土金属简介
稀土金属的定义与特性
定义
稀土金属是一组元素周期表中的元素 ，包括镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕 、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥 等。
可持续利用
通过技术创新和优化生产工艺，实现稀土金 属的可持续利用，确保资源的长期供应。
稀土金属的高效冶炼与加工技术发展
高效冶炼
研发新的冶炼技术和设备，提高稀土金属的 冶炼效率和纯度，降低能耗和环境污染。
加工技术
改进和优化稀土金属的加工技术，提高产品 的质量和附加值，满足不同领域的需求。
6n级以上超高纯稀有稀散金属制备技术
在当今的工业发展中，稀有金属材料的重要性越来越突出，其中6n级以上超高纯稀有稀散金属尤其备受关注。
它们在电子、光电、航空航天等领域具有广泛的应用前景，但由于其在自然界中含量极少，因此必须通过精细制备技术来获取。
本文将针对6n级以上超高纯稀有稀散金属制备技术进行深入探讨。
1. 前言稀有稀散金属指的是在自然界中含量非常低的金属元素，如铱、铌、钽等。
而6n级以上的超高纯度则意味着其纯度达到99.9999%以上，具有非常高的纯净度。
这些金属材料在航空航天、电子元器件等领域有着重要的应用，因此其制备技术至关重要。
2. 制备技术（1）晶体生长技术6n级以上超高纯稀有稀散金属的制备技术之一是晶体生长技术。
通过提纯和晶体生长过程，可以获得高纯度的稀有金属材料。
晶体生长技术包括单晶生长、多晶生长等多种方法，可以有效提高金属材料的纯度。
（2）化学还原法除了晶体生长技术外，化学还原法也是制备6n级以上超高纯稀有稀散金属的重要方法。
化学还原法通过化学反应来实现原料的提纯和金属的提取，其操作简单、成本低廉，因此受到越来越多的关注。
（3）物理气相沉积法物理气相沉积法也是一种重要的制备技术。
通过控制气相中金属原子的沉积来获得高纯度的金属材料，这种方法具有生产效率高、操作简便等优点。
3. 应用前景6n级以上超高纯稀有稀散金属在电子、航空航天等领域有着广泛的应用前景。
以铌为例，其在制造高温合金、核能材料等方面具有独特的优势，因此在航空航天领域有着重要的应用价值。
铱等稀有金属材料也在电子元器件、光电器件等领域有着重要的应用。
4. 个人观点6n级以上超高纯稀有稀散金属制备技术是当前稀有金属材料研究领域的热点之一，其在提高材料纯度、改善材料性能等方面具有重要意义。
在未来的发展中，我们需要进一步深入研究这些制备技术，不断提高金属材料的纯度和稳定性，以满足不同领域对高端稀有金属材料的需求。
总结：6n级以上超高纯稀有稀散金属制备技术是当前工业技术研究的热点之一，其制备技术包括晶体生长技术、化学还原法、物理气相沉积法等多种方法，具有广泛的应用前景。
稀有金属的冶炼与工艺
汇报人：可编辑 2024-01-05
目录
• 稀有金属的种类与特性 • 稀有金属的冶炼技术 • 稀有金属的提取工艺 • 稀有金属的生产现状与市场分析 • 稀有金属的未来发展与挑战
01
稀有金属的种类与特性
稀有金属的种类
镧系元素
锕系元素
包括镧、铈、镨、钕等元素，具有特殊的 物理和化学性质，广泛应用于高科技领域 。
矿石的富集与分离
富集
通过化学或物理方法将矿石中的稀有 金属富集，提高其品位。
分离
将富集后的稀有金属与杂质分离，常 用的分离方法有化学沉淀法、萃取法 等。
金属的精炼与提纯
精炼
通过高温还原、电解等方法将分离后 的稀有金属进一步提纯。
提纯
采用化学或物理方法将精炼后的金属 进一步提纯，以满足不同需求。
04
总结词
通过高温还原反应从矿石中提取稀有金属的过程。
详细描述
火法冶炼通常在高温条件下进行，通过加入还原剂（如碳）将矿石中的目标金 属还原出来。该方法适用于处理含有高品位、易提取的稀有金属矿石。
湿法冶炼
总结词
利用化学溶剂将矿石中的目标金属溶解，再通过沉淀、萃取等方法提取的过程。
详细描述
湿法冶炼主要利用酸、碱或盐类等溶剂与矿石中的目标金属发生化学反应，使其 溶解于溶液中，再通过沉淀、萃取等手段将金属分离出来。该方法适用于处理低 品位、难提取的稀有金属矿石。
稀有金属的生产现状与市 场分析
全球稀有金属的生产现状
全球稀有金属产量
随着科技和工业的不断发展，全 球对稀有金属的需求持续增长，
但产量有限，供不应求。
生产地区分布
全球稀有金属主要生产地区包括中 国、俄罗斯、澳大利亚等，这些地 区拥有丰富的矿产资源和先进的采 矿技术。
稀土合金的制备及其磁性研究
稀土合金的制备及其磁性研究随着科技的不断发展，人们对材料的需求越来越高，这催生了各种新材料的研究与开发。
稀土合金便是其中之一。
稀土合金是指以稀土元素为主要成分的合金。
稀土元素具有独特的电子结构和一系列特殊的物理和化学性质，使得稀土合金具有良好的磁性、导电性、导热性、耐腐蚀性以及化学反应性等特点，广泛应用于制造电子、航天、汽车、船舶等领域。
本文将简单介绍稀土合金的制备方法和磁性研究进展。
一、稀土合金的制备方法1、氧化物还原法氧化物还原法是制备稀土合金中最常用的一种方法。
这种制备方法通常需要先将稀土氧化物、铝等还原剂混合在一起，在高温下加热，然后通过冷却、粉碎等步骤得到稀土合金。
该制备方法能够到达高纯度、高密度的稀土合金。
不过，还原剂的使用量通常很大，而且产生的二氧化碳等有毒气体需要处理。
2、溶液电沉积法溶液电沉积法是另一种常见的制备稀土合金的方法。
这种方法需要将稀土盐酸溶液、还原剂溶液、沉积剂等溶液混合，加热至一定温度，让溶液中的稀土离子还原成稀土金属，并在电势差的作用下在电极上沉积出合金。
该方法制备的稀土合金具有较高的纯度和均匀的组织结构，加工性能也很好。
但由于装置较为复杂，设备成本较高。
3、气相合成法气相合成法是一种高温高压下进行反应制备稀土合金的方法。
类似于化学气相沉积法，气相合成法由稀土气体和金属气体在高温高压条件下反应得到。
这种制备方法能够得到成分均匀、高纯度、致密的稀土合金，但其过程复杂，需要专业设备和高技能的操作人员。
二、稀土合金的磁性研究稀土合金由于其特殊的电子结构和物理性质，因此在磁性研究领域中有广泛的应用。
目前，稀土磁体是最为理想的永磁材料，已广泛应用于电子、医疗、通讯等领域。
在磁性研究中，常用的磁学方法包括磁化强度、磁通量的变化、矫顽力、剩磁强度、磁致伸缩等参数的测量。
其中，磁化强度是指在外磁场作用下样品中出现的磁性强度，用于描述样品对外磁场的响应；矫顽力是指消除样品中外磁场的最小磁场，用于描述样品本身的磁性强度；剩磁强度是指在外磁场作用下消失磁场后留下的磁性强度，用于描述样品的磁化程度；磁致伸缩是指材料在外磁场作用下的长度变化，常用于制造传感器和定位器等电子产品。
真空蒸馏法提纯稀土金属-基本原理
立志当早，存高远
真空蒸馏法提纯稀土金属-基本原理
真空蒸馏法是制备高纯稀土金属常用的方法，也是目前产业化较成功的
方法之一。
综合来看，该方法的生产效率和稀土金属收率较高，设备投资小，提纯效果明显，适宜于规模化生产。
基本原理
稀土金属的真空蒸馏提纯是利用某些稀土金属蒸气压高这一特性，在高温真空下蒸馏，使稀土金属与杂质分离，从而达到金属提纯的目的。
蒸馏过程可以由升华或蒸发形戒严令完成，这取决于稀土金属的蒸气压与熔点之间的关系。
若金属（如Sm、Eu、Yb 等）在低于其熔点下的蒸气压较高，能够获得足够大的蒸馏速度，则可采用升华进行提纯；若需要把金属（比如Dy、Er 等）加热到其熔点之上才能使金属的蒸气压达到较高值，获得较高的蒸馏速度，则应采用蒸发提纯。
在金属蒸馏过程中，当金属的蒸气压很小（Pa≤0.133Pa），而且蒸馏系统真空度很高时的条件下，纯金属的蒸发可以视为“分子蒸发”，其单位面积
（cm2）和一定时间（s）内的蒸发量（g），即最大蒸速度We 可以用朗格缪尔方程表示：
式中a——冷凝系数，一般金属等于1；Pe——蒸发温度下金属的蒸气压，Pa；T——蒸发温度，K；M——蒸发金属的分子量。
实际上在稀土
金属蒸馏的提纯的过程中Pe＞0.133Pa，而且金属蒸汽冷凝为固体过程中，由于冷凝速度的限制，金属蒸气在蒸发器上方聚集产生回凝，这使得朗格缪尔方程的计算结果与实际结果存在偏差。
这可以通过修正Pe 来减小计算误差，如。
稀土金属及合金制备工艺的研究与应用
稀土金属及合金制备工艺的研究与应用一、引言稀土金属是指在地壳中含量很少的一类金属元素。
由于其化学特性的多样性和特殊性，在众多领域中有着广泛的应用。
稀土金属制备工艺则是指利用各种合成化学方法，从原料中提取出所需的稀土金属元素，并制备成可应用的稀土金属合金。
本文将介绍稀土金属及合金制备工艺的研究现状与应用领域。
二、稀土金属的特性与制备工艺稀土金属具有一些独特的特性，如：良好的稳定性、卓越的催化性能、磁性、光电性能以及特殊的电学性能等等。
由于其特殊性，稀土金属被广泛应用于多个领域，如冶金、催化、电子、能源等。
稀土金属的制备过程通常通过以下几个步骤：提取原料、分离稀土金属元素、精细合成等。
1.1提取原料稀土金属的提取过程是非常重要的一个步骤。
通常情况下，稀土金属由稀土矿石和废旧催化剂等原料提取。
稀土矿石矿床储量较大，其中包括了多种稀土金属元素。
催化剂中含有的稀土金属则来自工业生产中的不同过程。
通过提取各类原料中的稀土金属元素，得到的原料经过大量的处理可以用于稀土金属的制备。
1.2分离稀土金属元素稀土金属的分离工作主要是基于其化学性质，将不同的稀土金属元素分离后，进行缩合反应和分离，最终得到相应稀土金属。
1.3精细合成精细合成是指通过物理化学手段，将提取的稀土金属元素与其他元素合成成稀土金属材料。
在此过程中，控制合成条件和合成过程中材料微观结构和化学状态的变化，对提高稀土合金材料的性能有着重要意义。
通常情况下，精细合成的方法包括冶金、熔盐电解、热化学还原等。
三、稀土合金的应用领域稀土金属合金由于其多种特殊的物理、化学特性，已经被广泛应用于许多领域，如环保、能源、电子、医疗、冶金等等。
3.1稀土合金在环保领域的应用稀土材料在环保领域有着广泛应用，例如使用稀土材料作为有机催化剂可以有效的促进氧化还原反应，使用稀土催化剂对污染气体进行处理，降低空气污染程度等。
此外，一些稀土元素也可以被应用于储能系统、太阳能电池等，从而达到又不损失能量的环保目的。
未来金属冶炼技术的趋势与展望
未来金属冶炼技术将更加注重自动化和智能化技术的应用， 提高生产过程的自动化和智能化水平。例如，采用机器人和 智能化设备，实现自动化生产线和智能制造，提高生产效率 和产品质量。
智能化
智能化
未来金属冶炼技术将更加注重智能化技术的应用，通过信息化和数字化技术提高生产过程的可控性和可预测性。 例如，采用大数据、人工智能和云计算等技术，对生产数据进行实时采集、分析和处理，优化生产工艺和流程， 提高生产效率和产品质量。
物理冶金面临的挑战
处理量小、适用范围窄、金属 回收率低等。
04 金属冶炼技术展望
技术创新与突破
高效低耗冶炼技术
研发更高效、低能耗的冶炼技术，降低生产成本 ，提高资源利用率。
环保技术应用
推广环保技术，减少冶炼过程中的污染物排放， 实现绿色生产。
智能化技术
利用大数据、人工智能等技术手段，实现冶炼过 程的智能化控制和优化。
资源循环利用
未来金属冶炼技术将更加注重资源的循环利用，通过回收和再利用废弃物，减少对自然资源的依赖和 消耗。例如，采用废弃物回收、再生和再利用技术，提高金属资源的利用率，降低生产成本。
高效化
高效化
未来金属冶炼技术将更加注重提高生产效率和 ，提高金属冶炼的产量和质量，降低能耗和生产成本。
03 新兴金属冶炼技术
生物冶金技术
生物冶金技术
利用微生物及其代谢产物来提 取和回收金属的技术。
生物浸出技术
利用微生物的氧化或还原能力 ，将金属从矿物中浸出，再通 过提取和沉淀的方法将金属回 收。
微生物冶金的优势
环保、低能耗、低成本、资源 利用率高。
微生物冶金的挑战
微生物种类和作用机制的筛选 、浸出过程的优化和控制、金
高纯金属铒的制备工艺研究
高纯金属铒的制备工艺研究高纯金属铒是一种重要的稀土金属，具有广泛的应用前景。
为了满足不同领域对高纯铒的需求，研究人员对其制备工艺进行了深入的研究。
本文将介绍高纯金属铒的制备工艺研究。
一、高纯金属铒的制备方法1. 真空熔炼法真空熔炼法是制备高纯金属铒的主要方法之一。
该方法利用高温下铒的挥发性，将铒加热至高温状态，然后通过真空吸附器将挥发的铒气体收集起来，最终得到高纯度的铒金属。
2. 气相还原法气相还原法是另一种制备高纯金属铒的方法。
该方法利用还原剂将铒化合物还原为金属铒，然后通过高温下的气相反应，将铒金属分离出来。
该方法具有操作简单、成本低等优点，但需要使用高纯度的还原剂，否则会影响铒的纯度。
3. 电解法电解法是一种制备高纯金属铒的新方法。
该方法利用电解池将铒化合物溶解在电解质中，然后通过电解的方式将铒金属分离出来。
该方法具有高效、环保等优点，但需要使用高纯度的电解质和电极材料。
二、高纯金属铒的制备工艺研究1. 熔炼温度的控制在真空熔炼法中，熔炼温度是影响铒纯度的重要因素之一。
研究人员通过对熔炼温度的控制，可以有效地提高铒的纯度。
一般来说，熔炼温度越高，铒的挥发性越强，纯度也越高。
但是，过高的熔炼温度会导致铒的氧化和蒸发，从而降低铒的纯度。
因此，需要在保证铒挥发的同时，控制熔炼温度，以获得高纯度的铒金属。
2. 还原剂的选择在气相还原法中，还原剂的选择对铒的纯度有很大影响。
研究人员通过对不同还原剂的研究，发现氢气是制备高纯度铒的最佳还原剂。
氢气具有还原能力强、成本低等优点，可以有效地提高铒的纯度。
3. 电解质的优化在电解法中，电解质的选择和优化对铒的纯度也有很大影响。
研究人员通过对不同电解质的研究，发现氯化铒是制备高纯度铒的最佳电解质。
氯化铒具有溶解度高、电导率好等优点，可以有效地提高铒的纯度。
三、结论高纯金属铒的制备工艺研究是稀土金属领域的重要研究方向之一。
通过对不同制备方法的研究和优化，可以有效地提高铒的纯度和产量，满足不同领域对高纯度铒的需求。
稀土原矿提纯纯金属工艺流程
稀土原矿提纯纯金属工艺流程稀土金属常用的提纯方法有真空蒸馏、区域熔炼、固态电解、悬浮区熔一固态电解联合法、电解精炼等方法，单用任何一种方法都不能把杂质脱除干净，为获得高纯的稀土金属产品，往往需选用两种以上相配合的提纯方法。
在选择提纯方法时，需考虑要求除去杂质的有效率、装置的效率、金属的收率、生产成本等因素。
真空蒸馏法；利用各物质在同一温度下，蒸气压和蒸馏速度不同来获得纯物质的一种经典方法。
此法对除去低沸点、高蒸气压杂质效果较好。
真空蒸馏是在真空中频感应炉或真空电阻炉中进行的。
首先将工业纯稀土金属装入冷凝器相联接的钽或钼制坩埚内，密封好即可抽真空。
在真空条件下可起降低金属的沸点，加速蒸馏速度及提高除杂质效果的作用，因此真空度一般都保持在6．66×10-8Pa以上。
蒸馏温度一般控制在1773～2273K。
在此蒸馏条件下，稀土金属和低沸点、高蒸气压杂质挥发进入冷凝器，而低沸点、高蒸气压杂质在1173～1273K下不冷凝与稀土金属分离。
一些高沸点金属如钼、钛、铌、钽等则留在坩埚中。
一些与稀土金属蒸气压相近的钒、铁、铬等在真空蒸馏中难以除去，但采用多孔钨过滤器或向被提纯金属中添加少量钨与真空蒸馏法相配合的方法，就可有效地除去这些杂质。
真空蒸馏完毕后，冷却至473K温度以下，破坏真空从炉中取出蒸馏装置，从冷凝器中取出金属。
所得稀土金属中的各杂质含量一般小于10-2％～15×10-3％。
此法目前多用于金属钐、铕、镱、铥的提纯。
区域熔炼法；利用杂质在主成分的固体和液体中溶解度的差别，来获得纯物质的方法。
此法是在高真空条件下，在一根被提纯的稀土金属锭料上产生一个或几个小熔区，熔区从一端向另一端缓慢移动。
在熔融金属中溶解度大的杂质富集在熔区移动方向一端，而溶解度小的杂质则富集在另一端，从而达到提纯的目的。
按需要重复多次区域熔炼，直至获得所需纯度产品为止。
区域熔炼不能用于在熔点附近具有蒸气压高的金属提纯，除气体杂质效果差，但能有效地除去铁、铝、镁、铜、镍等杂质。
高纯稀土金属制备方法与发展趋势
有 磁 致 伸 缩 性 能 了 。 没 有 足 够 纯 度 的原 材 料 ， 就 不 可 能 制 备 出性 能 优 良的 功 能 材 料 。 以高 纯 稀 土 金 属 及 其 化 合 物 为 代 表 的 稀 土 新 材 料 在 现 代 高 新 技 术 和 军 事 技 术 中所 发 挥 的 特 殊 作 用 ， 广 泛 引 起 各 国 政 府 和 专 家 的高 度 关 注 ，美 国 、 日本 等 国家 有 关 部 门将 其 列 为 发 展 高 技 术 产 业
磁 致 冷 材 料 、 巨磁 电 阻 材 料 、稀 土 发 光 材 料 、 稀土 催化 材 料 、稀土 贮氢 材 料 、稀 土 合金 材 料 、
的 特 殊 功 能 ， 因为 在 这 两 次 战 争 中 使 用 的 现 代 武 器 和 各 式 仪 器 仪 表 ，绝 大 多 数使 用 了稀 土 功 能材 料 与 技术 ｒ ］ 土 金 属及 其 化 合 物 的纯 度 １ 。稀 ． ２
是 影 响 功 能 材 料 性 能 的 关 键 因素 之 一 ，如 磁 致 伸缩 材 料 中氧含 量超 过 １ ０ × １ ，就 几乎 没 ０ ０ ０
稀 土 电子 陶瓷 材 料 、稀 土抛 光 材 料 等新 功 能 材 料重 要 的基 础 原 材 料 。稀 土 功 能 材 料 不 仅 广 泛
ｗｅ ｅ ｕ ｒ ｓ ｍｍ ａ ｉ ｅ ｍｏ ｅ ｖ ｒｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｎｄ ｄｅ ｅ ｏ ｒｚ ｄ， ｒ ｏ ｅ ｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｖ ｌ ｐｍｅ ｔｔｅ ｄ ｏ ｇｈ ｐ ｒｔ ｔｒａ ｓ ｎ ｒ ｎ ｆｈｉ ｕ ｉｙ Ｒ ｍａ ｅ ｉｌ Ｅ
ｗｅ ｅ ａＳ ｌｂ ｒ ｔ ｄ ｒ ｌＯ ｅａ ｏ ａ ｅ ． ＫＥＹ ＯＲＤＳ：ｈ ｇ ｕ ｉ ｔ ｒａｓ ｐ ｅ ａ ａｉ ｎ；ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｅ ｄ Ｗ ｉ ｈｐ ｒｔ Ｒ ｍａ ｅ ｉｌ ； ｒ ｐ ｔ ｙＥ ｒ ｏ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｒ ｎ ｔ
稀土冶金学_第九章_高纯稀土金属的制取
高纯稀土金属。
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但是，高纯稀土金属及其化合物主要应用于高新技 术与现代军事技术中, 在提高综合国力方面具有重要意 义,美国等西方国家对我国进行技术封锁, 许多材料被 列入严格禁止向中国出口的名单中。 国内:湖南稀土金属材料研究院、北京有色总院、 武汉工业大学等极少数单位拥有该方面的技术。
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若金属（如Sm、Eu、Yb等）在低于其熔点下的蒸气压较
高，能够获得足够大的蒸馏速度，则可采用升华进行提纯；
若为金属（如Dy、Er）等，需加热到其熔点之上能使金
属的蒸气压达到较高值，获得较高的蒸馏速度，则应采用 蒸发提纯；
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真空蒸馏能够顺利进行的前提条件是：蒸馏速度小 于或等于冷凝速度，如果蒸馏速度大于冷凝速度，则金 属会从冷凝体系中溢出或流回，这种现象被称为回流。
Lu在熔点以下的蒸气压低于13.3Pa，可以采用真空熔
炼的方法除去其中的杂质。
2、Sm、Eu、Dy、Ho、Er这五种金属蒸气压较高， 可在氩气保护下进行提纯。
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二、设备：中频感应炉、真空碳管炉等。如下图所示：
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2、分组 根据稀土金属的熔沸点、蒸气压及提纯工艺条件，大致 将稀土金属分为4类：
土金属的提纯研究。其次，美国Iowa州立大学的Amers
实验室和英国的Birmingham大学成为用SSE 研究稀土金 属提纯的中心。迄今，用SSE 和SSE 与其他精炼方法联合 使用,对大多数稀土金属进行了成功的提纯。
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电迁移：是金属中基质原子和杂质原子及一些结晶缺陷在
通以直流电的迁移现象。
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高纯金属制备的技术现状：
高纯稀土金属制备技术在国际上处于领先水平的有 美国、俄罗斯、日本等国, 如美国爱荷华州立大学管理的 原子能部直属实验室Ames实验室的氧化物可以达到6 N,
稀土材料的制备和应用
稀土材料的制备和应用稀土材料是一类极为珍贵重要的非金属元素，在高科技产业、绿色环保领域、军事等行业有着广泛的应用。
它们具有稀有性、高活性、磁性、光电性等特殊的物理和化学性质，适用于制造高性能的电子器件、磁性材料、催化剂、光触媒等领域，其市场前景十分巨大。
一、稀土材料的制备技术稀土材料的制备方法有多种，其中最为常见的是溶剂萃取、离子交换、高温固相法、化学共沉淀法、水热法等。
这些方法各有优缺点，可根据需要选择不同的方法。
（一）溶剂萃取法溶剂萃取法是一种将稀土离子从复杂浓度的溶液中分离的方法，具有分离效率高、操作简便、成本低的优点。
但是其产物的纯度较低，需要进行后续的后处理。
（二）离子交换法离子交换法是利用固体离子交换树脂将某些离子从溶液中分离的方法，具有分离效率高、产品纯度高的优点。
但其操作较为繁琐，且设备成本较高。
（三）高温固相法高温固相法是一种利用高温处理在固相间反应得到的新物质的方法，因其制备过程中无须添加任何活性剂而具有成本低、操作简单的特点。
但由于其需要高温反应，难以控制反应条件，故制备过程中易出现氧化不完全、粒径不均等问题。
（四）化学共沉淀法化学共沉淀法是稀土材料的一种常用制备方法，具有制备精度高、制备过程可控的优点。
其通过控制反应条件，可实现纯度高、晶形优良的产品制备。
但此方法也常常受到各种杂质的干扰，其制备效果也会受到很大的限制。
（五）水热法水热法是将化学反应在高压、高温的水热环境下进行的制备方法，具有速度快、可控性好、产品纯度高等优点。
但其设备成本较高，操作难度较大，且热处理过程中容易使反应体系转化为液态或气态，会导致反应失效。
二、稀土材料的应用领域稀土材料的应用领域十分广泛，下面我们将依次介绍其在电子、磁性、光学、催化等领域的应用。
（一）电子领域在电子领域，稀土材料主要应用于电容器、电磁炉等电子器件的制造中。
其中，氧化铈、氧化镁、氧化钇等氧化物是电子器件制备中最为常用的稀土材料之一，其高电阻、低热膨胀、热导率低等物理性质，使其适用于制作SCS（有源软件补偿）电容器和PTC（正温度系数）电阻器等电子元件。
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Ｓｉ
Ｆｅ
Ｍｇ
Ｃｕ
Ｔａ
Ｌａ
Ｔｍ
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０．３
１
７
１
１
５０
１０
１０
０．０５ ０．０５ ０．７ ０．０３ ０．０３ ０．０２ ０．０５ ０．３
Ｄｙ Ｙｂ 其他稀土
１
１
０．３
０．０３ ０．０３ ＜ ０．０３
真空蒸馏可去除包括部分稀土金属在内的 金属杂质和间隙杂质， 是广泛应用、处理量较 大的稀土金属提纯方法。 １．３ 区域熔炼 （ ＺＲ） ［３， ４］
杂质迁移率大是实施固态电迁移的必要条 件。晶格间原子 （ 间隙杂质） 其迁移率 Ｕ 为 １０－７ ～１０－９ ｍ２ ／Ｖ·ｓ， 而 固 溶 体 中 置 换 的 原 子 其 迁 移 率 Ｕ 为 １０－ １０ ～１０－ １１ ｍ２ ／Ｖ·ｓ， 因 此 ， 固 态 迁 移 法对于嵌入晶格间的元素， 如作为稀土金属中 主要杂质的间隙元素 Ｈ、Ｃ、Ｎ 和 Ｏ 等， 显示了 非常有效的提纯作用。
熔盐电解精炼对电解质纯度和坩埚要求很 高， 阴极纯金属与粘附其上熔盐的完全剥离等都 比较困难， 因而该方法是稀土金属精炼诸方法中 研究得较少的， 存在着许多空白。但它是一种很 有潜力的精炼方法， 对去除电活性较稀土金属弱 的金属杂质及一些间隙杂质都是很有效的。
稀土金属适宜的提纯方法主要由其蒸气压、 熔点和 反 应 活 性 三 个 主 要 物 理 化 学 性 质 确 定［３］。 其中最主要的是蒸气压， 它决定了该金属是否 能用升华或蒸馏法提纯， 以及杂质用蒸馏法去 除到何种程度。目前五种提纯稀土金属的方法 中没有一种方法可以适应于所有各单一稀土金 属的提纯， 亦没有任何一种方法对某种稀土金 属中的所有杂质均有提纯效果。因此， 一般是 两种或多种提纯方法联合使用。
稀土金属的电解精炼是在熔盐介质中进行 的 ， 即 以 ＬｉＦ 或 ＬｉＦ — ＢａＦ２ 或 ＬｉＣｌ — ＬｉＦ 和 稀 土氟化物为熔体， 粗稀土金属为阳极， 纯稀土 金属为阴极， 通过阳极溶解、阴极沉积的电化 学过程提纯稀土金属的方法。其基本原理是控 制阳极溶解电位、使电活性强的稀土金属优先 溶解后在阴极沉积， 而电性弱的金属杂质如 Ｔａ、 Ｗ 和 Ｆｅ 等不发生阳极溶解 （ 但实际过程中亦有 杂质共溶解共沉积的现象） ， 因而达到去除金属 杂质的效果。
电解精炼应注意电解熔体的选择及其纯度。 要尽量避免使用吸水性和腐 蚀 性 都 很 强 的 ＬｉＦ、 ＢａＦ２、ＬｉＣｌ， 稀土氟化物经过蒸馏提纯， 以防止 熔体中存在离子电位偏正的杂质离子在阴极上 优先析出而玷污阴极稀土金属。用此法研究了 Ｇｄ 和 Ｙ 的精炼表明熔盐电解对等金属杂质 Ａｌ、 Ｆｅ、Ｔａ 及间隙杂质 Ｎ、Ｏ 是很 有 效 的 。 而 对 于 熔体的玷污， Ｈ、Ｆ 的含量反而升高了很多， 后 经高真空电子束熔炼后达到 １０ ×１０－６ 的水平。
第 ３５ 卷 第 ３ 期 ２００７ 年 ５ 月
金属材料与冶金工程 ＭＥＴ ＡＬ ＭＡＴ ＥＲＩＡＬＳ ＡＮＤ ＭＥＴ ＡＬＬＵＲＧＹ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｖｏｌ．３５ Ｎｏ．３ Ｍａｙ ２００７
高纯稀土金属制备方法与发展趋势
张卫平，杨庆山，陈建军
（ 湖南稀土金属材料研究院， 湖南 长沙 ４１００１４）
区域熔炼的原理是： 熔解在金属固相和液 相中的大多数杂质的浓度不同， 其比值 Ｋ ＝ Ｃ 固 ／ Ｃ液定义为杂质的分配元素。当金属棒的一端微
小区域熔化并使熔区沿着金属棒向另一端移动 时， 使金属熔点降低的杂质即 Ｋ ＜ １ 的杂质， 随 着熔区向棒另一端移动； 而使金属熔点升高的 杂质 Ｋ ＞ １ 的杂质， 随着熔区向棒相反的一端移 动。这样， 经过反复几次区熔， 就会使杂质在 金属棒两端富集。对于 Ｋ ≈ １ 的杂质， 其区熔 效果很差。
表 １ 镝蒸馏前后的杂质含量 （ ×１０－５）
项目 Ｏ
Ｎ
Ｈ
Ｃ
Ｆｅ Ｃｕ Ｎｉ Ｍｎ Ｃｒ
Ｚｎ
Ｐｂ
Ｂｉ
Ｔｉ
原料 ４００ ７０
５７
３９ ７．３ ２２ １．８
１
０．９
１
１．８
１
０２
蒸馏物 １
０．７ ０．７ １．６ ０．５ ０．０２ ０．２ ０．２ ０．２ ０．２
０
０
０
项目 Ｍｎ
原料
７０
蒸馏物 ０．１
表 ２ 钐蒸馏前后的杂质含量 （ ×１０－５）
在世界各国， 新材料已成为经济增长的助 推器， 其增长速度远大于传统产业。稀土金属 及其化合物在新材料领域中起着举足轻重的作 用， 是稀土永磁材料、稀土超磁致伸缩材料、 磁致冷材料、巨磁电阻材料、稀土发光材料、 稀土催化材料、稀土贮氢材料、稀土合金材料、 稀土电子陶瓷材料、稀土抛光材料等新功能材 料重要的基础原材料。稀土功能材料不仅广泛 用于冶金、石油化工、玻璃陶瓷、毛纺、皮革 和农业等传统产业， 而且在荧光、磁性、激光、 光纤通讯、贮氢能源、超导等材料领域有着不 可缺少的作用， 直接影响着光学仪器、电子、 航空航天、核工业等新兴高技术产业发展的速 度和水平， 这些技术成功应用于军事技术， 极 大地促进了现代军事技术的发展， 成为现代战 争取得胜利的决定性因素之一。１９９１ 年的海湾
蒸馏 ／升华法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 ℃。因此， 主要用于重稀土金属的 提 纯 ， 因 为 它 们 有 足 够 高 的 蒸 气 压 。 Ｓｃ、Ｓｍ、 Ｅｕ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ 和 Ｙｂ 用此法成功地进行 了纯化。Ｇｄ、Ｔ ｂ 和 Ｌｕ 蒸气压低 （ 如 Ｔｂ １ ９３９ ℃ 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 数技术先进的单位也用蒸馏法生产高纯 Ｇｄ、Ｔｂ 和 Ｌｕ， 如湖南稀土金属材料研究院用蒸馏法在 １ ８５０ ℃ 以上制备出了纯度达 ５Ｎ 的高纯金属 Ｇｄ 和 Ｔｂ ［５， ６］。以 Ｄｙ 和 Ｓｍ 为例， 其提纯结果分别 见表 １ 和表 ２。
收稿日期： ２００７ — ０２ — ２８ 作者简介： 张卫平 （ １９７３ — ） ， 女， 工程师， 主要从事稀土金属及其合金的研究与生产工作。
６２
金属材料与冶金工程
Ｖｏｌ．３５ Ｎｏ．３
高纯稀土金属制备技术现状及其发展趋势， 对 促进稀土应用， 发挥我国稀土资源优势具有积 极的意义。
１ 高纯稀土金属的制备方法
根据各单一稀土金属性质的差异和原料中 杂质的不同， 已经发展起来五种提纯稀土金属 的 方 法 ： 真 空 重 熔 （ ＶＲ） 、 蒸 馏 ／升 华 （ ＤＩＳ ／ ＳＵＢ） 、区域熔炼 （ ＺＲ） 、固态电迁移 （ ＳＳＥ） 和 电解精炼 （ ＥＲ） 。区域熔炼和固态电迁移两种方 法只是使被提纯 金 属 中 杂 质 的 “再 分 布 ”［３］， 杂 质并 不 能 从 被 提 纯 金 属 中 “去 除 ” 而 “纯 化 ”， 本 文 所 指 的 提 纯 包 括 被 提 纯 金 属 杂 质 的 “再 分 布”与 “完全去除”两种情况。 １．１ 真空重熔 （ ＶＲ） ［４］
战争与 ２００３ 年的美英等国入侵伊拉克战争中所 创造的奇迹， 很大程度要归功于稀土功能材料 的特殊功能， 因为在这两次战争中使用的现代 武器和各式仪器仪表， 绝大多数使用了稀土功 能 材 料 与 技 术［１， ２］。 稀 土 金 属 及 其 化 合 物 的 纯 度 是影响功能材料性能的关键因素之一， 如磁致 伸缩材料中氧含量超过 １ ０００ ×１０－６， 就几乎没 有磁致伸缩性能了。没有足够纯度的原材料， 就不可能制备出性能优良的功能材料。以高纯 稀土金属及其化合物为代表的稀土新材料在现 代高新技术和军事技术中所发挥的特殊作用， 广泛引起各国政府和专家的高度关注， 美国、 日本等国家有关部门将其列为发展高技术产业 和军事技术的关键性的战略元素。随着科学发 展和技术进步， 高纯稀土金属在国民经济和人 民生活中占据越来越重要的地位。本文综述了
ＺＨＡＮＧ Ｗｅｉ － ｐｉｎｇ， ＹＡＮＧ Ｑｉｎｇ － ｓｈａｎ， ＣＨＥＮ Ｊｉａｎ － ｊｕｎ
（ Ｈｕｎａｎ Ｒｅｒｅ Ｅａｒｔｈ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， Ｈｕｎａｎ Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００１４ Ｃｈｉｎａ）
ＡＢＳＴＲＡＣＴ： Ｔｈｅ ｐｅｒｐａｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｙ ｐｕｒｉｔｙ ＲＥ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｗｅｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ， ｍｏｒｅｏｖｅｒ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｈｉｇｈ ｐｕｒｉｔｙ ＲＥ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｗｅｒｅ ａｌｓｏ ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ． ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ： ｈｉｇｈ ｐｕｒｉｔｙ ＲＥ ｍａｔｅｒｉａｌｓ； ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ； ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ
真空重熔对于大多数稀土金属去除蒸气压 高的杂质如 Ｃ 和 Ｆ 等均是有效的。通常采用真 空电弧或电子束加热。Ｆ 的定量去除至少需加热 到 １ ８００ ℃， ３０ ｍｉｎ， 加 热 到 ２００ ￣ ７００ ℃ 也 使 得 Ｃ、 Ｏ 和 Ｎ 显 著 地 净 化 。 Ｓｃ、 Ｙ、 Ｌａ、 Ｃｅ、 Ｐｒ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｂ 和 Ｌｕ 都 可 用 此 法 除 掉 挥 发 性 杂质。活性稀土金属能够在高温真空处理过程