答:用金屬還原劑還原稀土化合物,只有當反應的自由能變化△G為負值時,還原反應方可進行。金屬鎂與稀土鹵化物和氧化物反應的△G具有正值或較小的負值,而鈣、鋰與稀土鹵化物反應的△G均為負值。因此,鈣、鋰可作為還原劑將稀土鹵化物還原成稀土金屬。鑭和鈰能將其他稀土氧化物還原成金屬。
采用金屬熱還原法制取稀土金屬的前提條件是:被還原的稀土化合物易于制備,純度高;反應物中非稀土雜質含量少,還原劑純度在99.9%以上;反應容器與稀土金屬及反應物作用小;還原反應須在惰性氣體保護下進行(制備釤等在真空下進行)。
熱還原法制取稀土金屬典型工藝是什么?
答:熱還原法制取稀土金屬典型工藝主要有稀土氟化物鈣熱還原法、稀土氯化物鈣熱還原法、稀土氯化物鋰熱還原法和稀土氧化物鑭、鈰熱還原法。用還原劑金屬鈣將稀土氟化物還原金屬的過程主要用于制取釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、镥、釔等稀土金屬。稀土氯化物鈣熱還原法用金屬鈣將稀土氯化物還原成金屬,可用于制取鑭、鈰、鐠、釹等輕稀土金屬。
稀土金屬的提純特點是什么?
答:稀土金屬性質活潑,容易與金屬和非金屬雜質發(fā)生作用,因此提純應在氬氣或真空中進行,同時要選擇適宜的坩堝和冷凝器,避免對稀土金屬造成污染;由于提純方法對去除稀土金屬中的稀土雜質的效果較差,應選擇稀土雜質盡量低的稀土金屬作為提純的原料。