ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Производство редких металлов из "Общая химическая технология Том 2" Достижения современной науки и новой техники, как, например, создание атомной энергетики, скоростной авиации, реактивных двигателей, радиотехнических приборов и электронных счетных машин, применение радиоактивных изотопов в научных исследованиях и медицине, в значительной мере обязаны прогрессу в области получения- и применения редких элементов за последние 15—20 лет. [c.186] В настоящее время промышленность редких металлов включает производство лития, рубидия, цезия, бериллия, стронция, циркония, гафния, ниобия, тантала, рения, бора, галлия, индия, германия. Освоено раздельное получение редкоземельных металлов лантана, церия, празеодима, неодима, прометия, самария, европия, гадолиния, тербия, диспрозия, гольмия, эрбия, тулия, иттербия, лютеция, скандия, иттрия. [c.186] Редкие металлы широко распространены в земной коре, но находятся в ней главным образом в рассеянном состоянии в виде незначительных примесей к различным полезным ископаемым. Геологические поиски редко выявляют самостоятельные месторождения этих металлов. Состояние изученных сырьевых источников, сложность процессов извлечения и экономические соображения являются причинами того, что рс дкие металлы пока производятся в сравнительно небольших количествах (в миллион и несколько миллионов раз меньше, чем железо, и в сотни тысяч раз меньше, чем медь, цинк, свинец и алюминий) и потому еще не являются доступными для массового потребления. [c.186] К группе редких металлов недавно относили титан, вольфр ам, молибден, кобальт, ванадий, уран и торий, но в связи с выявлением значительных промышленных месторождений и расширением производства этих металлов их уже не считают редкими. По этим же причинам, вероятно, скоро не будут относить к редким металлам литий, цирконий, бериллий и ниобий. Например, производство лития за последние 15. лет увеличилось в 50 раз и достигло 150 тыс. т концентрата в год, а выявленные в последнее время геологические запасы его только в США оцениваются в 65 млн. т. [c.186] Легки е—литий, рубидий, цезий, бериллий. [c.186] Тугоплавки е—титан, цирконий, гафний, ванадий, ниобий, тантал, молибден, вольфрам, рений. [c.186] Рассеянны е—галлий, индий, таллий, германий. [c.186] Редкоземельны е—скандий, иттрий, лантан и лантаноиды. [c.186] Радиоактивны е—полоний, радий, актиний и актиноиды. [c.186] Причинами все большего использования редких металлов являются обнаружение их особых физических и химических свойств в чистом состоянии и разработка промышленных способов их производства. Так, при содержании не более 1—2 атомов примесей на 100 млн. атомов германия последний приобретает выдающиеся электротехнические свойства, используемые для усиления и преобразования тока. Благодаря этим свойствам германий является ценнейшим материалом для изготовления портативных полупроводниковых приборов, широко применяемых вместо громоздких и дорогостоящих электровакуумных ламп в телевизионных установках, радиолокационных устройствах, электронных счетных машинах и в других областях радиотехники и электроники. Наряду с германием в качестве полупроводниковых материалов применяются индий, теллур, селен и др. [c.187] Чистые ниобий и титан обладают большой механической прочностью и химической стойкостью при высоких температурах и потому применяются в качестве жаропрочных материалов в авиационной, судостроительной и других отраслях промышенности. [c.187] В настоящее время трудно представить себе область науки и техники, где бы не применялись редкие элементы, причем выявляются все новые, еще более эффективные области их применения. Так, например, из природного тулия можно получить изотоп Ти , способный к гамма-излучению, подобному рентгеновским лучам. Благодаря этому свойству тулий используется в новых конструкциях рентгеновских аппаратов, более портативных, чем обычные, и не нуждающихся в электропитании, вследствие чего такие аппараты с успехом могут применяться в медицине и технике в условиях отсутствия электроэнергии (полевая хирургия, геологические экспедиции и т. п.). [c.187] Литий применяется как источник трития в термоядерных реакциях, для легирования алюминиевых сплавов, очистки меди от неметаллических включений, при изготовлении термически стойкой керамики, в качестве катализатора процессов органического синтеза. Цирконий, тантал, кадмий используются в конструкциях атомных реакторов и в устройствах для защиты от радиоактивных излучений. [c.187] Технология редких и рассеянных металлов отличается разнообразием, сложностью и тонкостью многих методов разложения руд, проводимого для превращения трудноизвлекаемого соединения редкого металла в легкоизвлекаемое. Эти особенности большинства производственных процессов обусловлены незначительным содержанием редких металлов и большим количеством примесей в сырье. Содержание редких металлов в рудах обычно не превышает десятых долей процента, а такие элементы, как, например, германий, таллий, индий, галлий, содержатся в сырье в количестве лишь тысячных долей процента. Исходным сырьем для получения редких металлов часто служат отходы переработки руд и углей (зола, пыль, шлаки и др.). [c.187] В производстве редких металлов широко применяются гидрометаллургические методы обработки руд, полупродуктов и различных отходов, совмещаемые с процессами гидролиза, соосаждения и комплексообра-зования. [c.187] В последнее время для выделения редких металлов из разбавленных растворов используют адсорбционные методы (с применением в качестве адсорбентов активированного угля или силикагеля), методы, основанные на ионном обмене (пропускание растворов через искусственные ионообменные смолы), а также извлечение металла из растворов различными органическими реагентами. [c.188] Зачастую редкие металлы должны удовлетворять весьма жестким требованиям в отнощении чистоты, например содержание примесей до 10- —10 - %. В этих случаях для очистки металлов многократно получают монокристаллы вытягиванием в вакууме или применяют зонную плавку (стр. 198). [c.188] Металлические изделия из тугоплавких редких металлов получаются спеканием спрессованных порошков. Эта отрасль металлургии называется металлокерамикой, или порошковой металлургией. Металлокерамические изделия широко используют в технике в химической промышленности из порошкообразной нержавеющей стали готовят фильтры для кислот и щелочей, (см. также стр. 108). [c.188] Для ознакомления с общими приемами и процессами химической технологии редких элементов ниже описаны некоторые промышленные схемы получения ванадия, титана, вольфрама, молибдена, германия и урана. [c.188] Вернуться к основной статье