Мишметалл - Mischmetal

Горсть пеллет из мишметалла

Mischmetal (от немецкого : мишметалла - «смешанный металл») представляет собой сплав из редкоземельных элементов . Его также называют мишметаллом церия или редкоземельным металлом . Типичный состав включает приблизительно 55% церия , 25% лантана и 15-18% неодима с другими редкоземельными металлами. Он содержит 95% лантаноидов и 5% железа. Чаще всего он используется в пирофорном ферроцериевом "кремневом" устройстве зажигания многих зажигалок.и факелы, хотя сплав только редкоземельных элементов был бы слишком мягким, чтобы давать хорошие искры. Для этой цели он смешивается с оксидом железа и оксида магния с образованием более твердый материал известен как ферроцерия . В химических формулах он обычно обозначается аббревиатурой Mm, например MmNi 5 .

История

Карл Ауэр фон Вельсбах

Карл Ауэр фон Вельсбах был первооткрывателем неодима и празеодима и одним из первооткрывателей лютеция . Он также был изобретателем газовой мантии (с использованием тория ) и индустрии редкоземельных металлов . После извлечения тория из монацитового песка осталось много лантаноидов , которые не нашли коммерческого использования. Он искал применения редкоземельных элементов. Среди его первых открытий / изобретений был мишметалл.

Подготовка

Исторически мишметалл получали из монацита , безводного фосфата легких лантаноидов и тория. Руда подвергалась крекингу путем реакции при высокой температуре либо с концентрированной серной кислотой, либо с гидроксидом натрия . Торий удаляли, используя его более слабую основность по сравнению с трехвалентными лантаноидами, его дочерний радий осаждали с использованием уноса сульфатом бария , а оставшиеся лантаноиды превращали в их хлориды . Полученный в результате «хлорид редкоземельного металла» ( гексагидрат ), иногда известный как «хлорид лантаноида», был основным химическим продуктом промышленности редкоземельных элементов. Путем осторожного нагревания, предпочтительно с хлоридом аммония или в атмосфере хлористого водорода , гексагидрат может быть дегидратирован с образованием безводного хлорида . Электролиз расплавленного безводного хлорида (смешанного с другим безводным галогенидом для улучшения поведения расплава) привел к образованию расплавленного мишметалла, который затем был отлит в слитки . Любое содержание самария в руде, как правило, не сводилось к металлу, а накапливалось в расплавленном галогениде, от которого его впоследствии можно было выгодно выделить. Мишметалл, полученный из монацита, обычно содержал около 48% церия, 25% лантана, 17% неодима и 5% празеодима, а остальную часть составляли другие лантаноиды. Когда примерно в 1965 году бастнезит начали перерабатывать для получения редкоземельных элементов, он также был преобразован в разновидность хлорида редкоземельных элементов, а затем в мишметалл. Эта версия содержала больше лантана и меньше неодима.

По состоянию на 2007 год высокий спрос на неодим сделал выгодным удаление всех более тяжелых лантаноидов и неодима (а иногда и всего празеодима) из смеси лантаноидов природного происхождения для отдельной продажи и включение только La-Ce- Pr или La-Ce в наиболее экономичных формах мишметалла. Легкие лантаноиды настолько похожи по своим металлургическим свойствам, что эти усеченные смеси одинаково хорошо подходят для любого применения, для которого подходил бы исходный состав. Традиционный «хлорид редкоземельных элементов», как товарный химикат, также использовался для извлечения отдельных редкоземельных элементов компаниями, которые не хотели перерабатывать руды напрямую. По состоянию на 2007 год мишметалл обычно стоил менее 10 долларов США за килограмм, а базовые смеси хлоридов редкоземельных элементов обычно менее 5 долларов США за килограмм.

Использовать

Мишметалл используется для получения практически всех редкоземельных элементов. Это связано с тем, что такие элементы почти идентичны в большинстве химических процессов, а это означает, что обычные процессы экстракции не различают их. Узкоспециализированные процессы, такие как разработанные Карлом Ауэром фон Вельсбахом , используют тонкие различия в растворимости для разделения мишметалла на составляющие элементы, причем каждый этап приводит только к постепенному изменению состава. Такие процессы позже подсказали Марии Кюри в ее поисках новых элементов.

Цинк-алюминиевое цинкование

Следы мишметалла церия и лантана иногда добавляются в процесс цинкования стальной проволоки по Гальфану . Это покрытие из цинка и алюминия 5-10% со следами мишметалла.

использованная литература

  • Р. Дж. Кэллоу, "Промышленная химия лантанонов, иттрия, тория и урана", Pergamon Press, 1967.
  • Гупта, СК; Кришнамурти, Н. (2005). Добывающая металлургия редкоземельных элементов . Бока-Ратон: CRC Press. ISBN 978-0-415-33340-5.
  • Ф. Х. Спеддинг и А. Х. Даан, редакторы, "Редкие земли", John Wiley & Sons, 1961.

внешние ссылки