氧化釔與鑭系稀土氧化物的火法分離特性.pdf

1、火法(化學(xué)氣相傳輸法)分離稀土元素是近年發(fā)展起來的一種稀土分離新方法,是基于混合稀土氧化物在較低溫度時(shí)的選擇性氯化,及稀土氯化物在高溫能夠與AlCl<,3>、堿金屬氯化物等形成易揮發(fā)的氣態(tài)配合物,配合物被載氣傳輸至低溫區(qū)又分解為原稀土氯化物和配體氯化物.因不同稀土元素氯化能力不同、配合物的熱力學(xué)特性不同,從而擴(kuò)大稀土元素間的差異,為實(shí)現(xiàn)稀土的火法分離提供可能性.影響稀土元素分離效率的因素很多,如選擇性氯化溫度、溫場(chǎng)的變化趨勢(shì)、配位體的種

2、類、數(shù)量以及稀土元素本身的離子結(jié)構(gòu)、離子半徑、電子組態(tài)以及氣態(tài)配合物的穩(wěn)定性等等.該課題采用分步選擇性氯化-化學(xué)氣相傳輸法(SC-CVT),是以稀土氧化物為原料與適量的還原劑(活性炭)和配位體(KCl)混合作為反應(yīng)物,將氯化和化學(xué)氣相傳輸兩者在不同條件下實(shí)現(xiàn).首先是低溫800 K、Cl<,2>選擇性氯化2h使之生成稀土氯化物,其次是高溫時(shí)惰性氣體Ar氣為載氣傳輸分離稀土氯化物6h.該課題的完成可為高純稀土的火法提取分離技術(shù)提供新的理論支

3、持和依據(jù),同時(shí)為稀土氣態(tài)配合物化學(xué)的研究提供一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).研究?jī)?nèi)容包括:二元混合氧化物Y<,2>O<,3>-Ln<,2>O<,3>(Ln=Sc,La,Nd,Sm),Ho<,2>O<,3>-Ln<,2>O<,3>(Ln=Sc,La,Nd,Sm)和Er<,2>O<,3>-Ln<,2>O<,3>(Ln=Sc,La,Nd,Sm)以及三元混合氧化物Y<,2>O<,3>-Er<,2>O<,3>-Ho<,2>O<,3>之間的分離.該項(xiàng)目通過比較研究位

4、于不同周期的鈧、釔、鑭氧化物的分離,得到了SF<,Y\Sc>=1100、SF<,Y/La>=157.7、SFN<,d/Y>=51.6、SF<,Y/Sm>=16.45,與文獻(xiàn)相比較高的分離效率,發(fā)現(xiàn)Sc、Y的CVT分離特性與La的CVT分離特性顯著不同,說明離子結(jié)構(gòu)和電子組態(tài)在分離中起關(guān)鍵作用.通過比較Y<,2>O<,3>-Ln<,2>O<,3>、Ho<,2>O<,3>-Ln<,2>O<,3>、Er<,2>O<,3>-Ln<,2>O<,3