Dull paratoi o bridd prin - puro
Gellir puro pob un o'r 16 elfen ddaear brin ac eithrio Pm i 6N (99.9999%) purdeb. Mae'n gymharol gymhleth ac yn anodd mewn proses gemegol i wahanu a thynnu elfennau pridd prin pur o'r cyfansoddion pridd prin cymysg a gafwyd ar ôl dadelfennu dwysfwydydd pridd prin. Mae dau brif reswm. Yn gyntaf, mae priodweddau ffisegol a chemegol yr elfennau lanthanide yn debyg iawn, ac mae gan y rhan fwyaf o'r pridd prin radiws rhwng dwy elfen gyfagos, sy'n debyg iawn, ac sy'n wladwriaethau trifalent sefydlog mewn atebion dyfrol. Mae gan ïonau pridd prin affinedd uchel â dŵr, ac oherwydd eu bod yn cael eu diogelu gan hydradau, mae eu heiddo cemegol yn debyg iawn, felly mae gwahanu a puro yn anodd iawn. Yr ail yw bod gan y cyfansoddion pridd prin cymysg a gafwyd ar ôl dadelfennu dwysfwydydd pridd prin lawer o elfennau amhuredd cysylltiedig (fel ty bwyta, thoriwm, niobium, tantalwm, titaniwm, zirconium, haearn, calsiwm, silicon, fflworin, ffosfforws, ac ati). Felly, yn y broses o wahanu elfennau prin o'r ddaear, nid yn unig gwahanu'r dwsin o elfennau pridd prin hyn ag eiddo cemegol tebyg iawn, ond hefyd rhaid ystyried y gwahanu rhwng elfennau prin o'r ddaear ac elfennau amhuredd cysylltiedig.
deunydd cynhyrchu
Yn gyffredinol, rhennir metelau pridd prin yn fetelau pridd prin cymysg a metelau pridd prin sengl. Mae cyfansoddiad y metel pridd prin cymysg yn agos at gyfansoddiad y ddaear brin gwreiddiol yn yr ore, a'r metel sengl yw'r metel wedi'i wahanu a'i fireinio o bob pridd prin. Mae'n anodd lleihau ocsidiau pridd prin (ac eithrio samariwm, ewropiwm, ytterbium ac ocsidiau mân) i un metel gan ddulliau metelegol cyffredinol oherwydd eu gwres mawr o ffurfio a sefydlogrwydd uchel. Felly, y deunyddiau crai cyffredin heddiw ar gyfer cynhyrchu metelau pridd prin yw eu clorid a'u fflworideiddio.
Electrolysis Halen Molten
Yn gyffredinol, mae cynhyrchu màs diwydiannol o fetelau pridd prin cymysg yn defnyddio electrolysis halen molten. Y dull hwn yw cynhesu a toddi cyfansoddion pridd prin fel pridd prin clorid, ac yna perfformio electrolysis i achosi metelau pridd prin ar y cathod. Mae dau ddull o electrolysis: electrolysis clorid ac electrolysis ocsid. Mae dulliau paratoi metelau pridd prin sengl yn amrywio o elfen i elfen. Nid yw Samariwm, europiwm, ytterbium, a thulium yn addas ar gyfer paratoi electrolytig oherwydd eu pwysau vapor uchel, a defnyddir distyllu lleihau yn lle hynny. Gellir paratoi elfennau eraill drwy electrolysis neu ostyngiad metallothermig.
Electrolysis clorid yw'r dull mwyaf cyffredin ar gyfer cynhyrchu metelau, yn enwedig ar gyfer metelau pridd prin cymysg gyda phroses syml, cost isel a buddsoddiad bach, ond yr anfantais fwyaf yw rhyddhau nwy clorin, sy'n llygru'r amgylchedd.
Nid yw electrolysis ocsid yn gollwng nwyon niweidiol, ond mae'r gost ychydig yn uwch. Yn gyffredinol, mae priddoedd prin sengl gyda phrisiau cynhyrchu uwch, megis neodymiwm a praseodymiwm, yn cael eu electrolysu gan ocsidiau.
Lleihau gwactod
Dim ond metelau pridd prin o radd ddiwydiannol gyffredinol y gall y dull electrolysis eu paratoi. Os ydych chi am baratoi metelau gydag amhureddau isel a phurdeb uchel, defnyddir lleihau thermol gwactod yn gyffredinol i'w paratoi. Yn gyffredinol, mae ocsidiau pridd prin yn cael eu gwneud yn gyntaf i fflworideiddio pridd prin, sy'n cael eu lleihau gyda chalsiwm metel mewn ffwrnais sefydlu gwactod i gael metelau crai, ac yna'n cael eu hailmeleiddio a'u distyllu i gael metelau purach. Gall y dull hwn gynhyrchu pob metel pridd prin, ond ni ellir defnyddio samariwm, ewropiwm, ytterbium, a bawd fel hyn. Mae potensial ailddox samariwm, ewropiwm, ytterbium, thulium a chalsiwm ond yn lleihau fflworideiddio pridd prin yn rhannol. Yn gyffredinol, mae'r metelau hyn yn cael eu paratoi drwy ddefnyddio'r egwyddor o bwysau claddu uchel o'r metelau hyn a phwysau claddu isel metel lanthanum. Mae ocsidiau'r pedair pridd prin hyn yn gymysg â sgrapiau metel lanthanum, ac yna'n cael eu lleihau mewn ffwrnais gwactod. Mae cymharu lanthanum Active, samariwm, ewropiwm, ytterbium, bawd yn cael ei leihau i fetel gan lanthanum a'i gasglu ar y cyddwysiad, sy'n hawdd ei wahanu oddi wrth y slag.