Metais de terras raras puros industriais são amplamente utilizados na indústria, e metais de terras raras de maior pureza são usados principalmente para determinar propriedades físicas e químicas. Existem quatro métodos principais de purificação utilizados no laboratório, nomeadamente fusão a vácuo, destilação ou sublimação a vácuo, eletromigração e fusão por zona.
Método de fusão a vácuo
Metais de terras raras com baixa pressão de vapor, como escândio, ítrio, lantânio, cério, praseodímio, neodímio, gadolínio, térbio e lutécio, são fundidos e purificados em um grau de vácuo superior a 10-6 Torr a uma temperatura {{ 1}} grau superior ao ponto de fusão do metal. Neste caso, impurezas com alta pressão de vapor, como metais alcalinos, metais alcalino-terrosos, fluoretos e óxidos de baixa valência (RO), podem ser destiladas, mas o efeito de remoção em impurezas de alto ponto de ebulição, como tântalo, ferro, vanádio e o cromo é pobre.
Método de destilação a vácuo
Também conhecido como método de sublimação a vácuo. A purificação por destilação de ítrio, gadolínio, térbio e lutécio é realizada em um grau de vácuo de 10-6-10-9 graus C e uma temperatura de 1600-1725 graus C, enquanto a purificação por sublimação de escândio, disprósio, hólmio, érbio, túlio, samário, európio e itérbio são realizados a 1550-1650 graus C. Nessas condições, impurezas metálicas com baixa pressão de vapor, como como tântalo e tungstênio, bem como compostos contendo carbono, nitrogênio e oxigênio, permanecerão no cadinho. Este método é frequentemente usado em conjunto com a fusão a vácuo.
Método de eletromigração
Aplique corrente contínua à haste de metal de terras raras em ultra-alto vácuo ou atmosfera inerte e mantenha-a 100-200 grau abaixo do ponto de fusão do metal por 1-3 semanas. Sob a influência de alta temperatura e campo elétrico de corrente contínua, vários elementos de impureza se acumulam ao longo da haste de teste em ambas as extremidades devido a diferenças na carga efetiva, coeficiente de difusão e mobilidade. Corte ambas as extremidades da haste de teste e realize a purificação por eletromigração novamente na seção intermediária. A purificação de lantânio, cério, praseodímio, neodímio, gadolínio, térbio, ítrio e lutécio usando o método de eletromigração em laboratório tem um efeito significativo na remoção de impurezas como carbono, oxigênio e nitrogênio.
Método de fusão regional
Varetas de metais de terras raras são fundidas várias vezes em um forno de fusão por zona a uma velocidade muito lenta (como 0,4 mm/min para purificação de ítrio), o que tem um efeito significativo na remoção de impurezas metálicas, como ferro, alumínio , magnésio, cobre e níquel, mas é ineficaz para oxigênio, nitrogênio, carbono e hidrogênio. Além disso, o método combinado de refino eletrolítico e migração elétrica por fusão por zona também tem certos efeitos na purificação de terras raras.
