Смешанный металл

Мишметалл (от — « немецкого Mischmetall смешанный металл») — сплав редкоземельных элементов . Его еще называют церий-мишметалл или редкоземельный мишметалл . Типичный состав включает примерно 55% церия , 25% лантана и 15–18% неодима со следами других редкоземельных металлов; он содержит 95% лантаноидов и 5% железа. Чаще всего он используется в пирофорном ферроцериевом «кремневом» устройстве зажигания многих зажигалок и факелов, хотя сплав, состоящий только из редкоземельных элементов, был бы слишком мягким, чтобы давать хорошую искру. Для этой цели его смешивают с оксидами железа и оксидами магния с образованием более твердого материала, известного как ферроцерий. В химических формулах его обычно обозначают сокращенно Mm, например MmNi ₅ . ^[1]

История

Карл Ауэр фон Вельсбах был первооткрывателем неодима и празеодима и соавтором лютеция . Он также был изобретателем газовой мантии (с использованием тория ) и редкоземельной промышленности . После извлечения тория из монацитового песка осталось множество лантаноидов , не находивших коммерческого применения. Он искал применение редкоземельным элементам. Среди его первых открытий/изобретений был мишметал.

Подготовка

Исторически мишметалл получали из монацита , безводного фосфата легких лантаноидов и тория. Руду расщепляли путем реакции при высокой температуре либо с концентрированной серной кислотой , либо с гидроксидом натрия . Торий был удален, воспользовавшись его более слабой основностью по сравнению с трехвалентными лантанидами, его дочерний радий был осажден с помощью уноса сульфатом бария , а оставшиеся лантаноиды были преобразованы в их хлориды . Полученный в результате «хлорид редкоземельных элементов» ( гексагидрат ), иногда известный как «хлорид лантаноидов», был основным химическим продуктом редкоземельной промышленности. Путем осторожного нагревания, предпочтительно с хлоридом аммония или в атмосфере хлористого водорода , гексагидрат можно обезвоживать с образованием безводного хлорида . Электролиз расплавленного безводного хлорида (смешанного с другими безводными галогенидами для улучшения поведения расплава) привел к образованию расплавленного мишметалла, который затем отливали в слитки . Любой самарий содержание руды имело тенденцию не восстанавливаться до металла, а накапливаться в расплавленном галогениде, от которого его позже можно было с выгодой изолировать. Мишметалл, полученный из монацита, обычно содержал около 48% церия, 25% лантана, 17% неодима и 5% празеодима, а остальное составляли другие лантаноиды. Когда примерно в 1965 году бастнесит начали перерабатывать на содержание редкоземельных элементов, его тоже превратили в разновидность хлорида редкоземельных элементов, а затем в мишметалл. В этой версии было больше лантана и меньше неодима.

По состоянию на 2007 год ^[update], the high demand for neodymium has made it profitable to remove all of the heavier lanthanides and neodymium (and sometimes all of the praseodymium as well) from the natural-abundance lanthanide mixture for separate sale and to include only La-Ce-Pr or La-Ce in the most economical forms of mischmetal. The light lanthanides are so similar in their metallurgical properties, that any application for which the original composition would have been suitable, would be equally well served by these truncated mixtures. The traditional "rare-earth chloride", as a commodity chemical, was also used to extract the individual rare earths by companies that did not wish to process the ores directly. As of 2007^[update]Цена мишметалла обычно составляет менее 10 долларов США за килограмм, а стоимость базовых смесей хлоридов редкоземельных элементов обычно составляет менее 5 долларов США за кг.

Использовать

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

Цинк-алюминиевое цинкование

Следы мишметалла церия и лантана иногда добавляются в процесс гальфанского цинкования стальной проволоки. Это покрытие цинком и 5-10% алюминия, со следами мишметалла. ^[2]

Ссылки

^ Юрчик, М.; Раевский, В.; Майхжицкий, В.; Войчик, Г. (30 августа 1999 г.). «Механически легированные материалы типа MmNi ₅ для металлогидридных электродов». Журнал сплавов и соединений . 290 (1–2): 262–266. дои : 10.1016/S0925-8388(99)00202-9 .
^ «Мишметал» . МБР Металлы .

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

Внешние ссылки

Деревянный стол Менделеева - Mischmetal
Миш-метал // Британская энциклопедия
Райан Войес, Что такое Мишметал? Рождение индустрии редкоземельных металлов. Архивировано 17 ноября 2015 г. в Wayback Machine // About.com.
Мишметалл // Переведённая статья

[1] Юрчик, М.; Раевский, В.; Майхжицкий, В.; Войчик, Г. (30 августа 1999 г.). «Механически легированные материалы типа MmNi ₅ для металлогидридных электродов». Журнал сплавов и соединений . 290 (1–2): 262–266. дои : 10.1016/S0925-8388(99)00202-9 .

[2] «Мишметал» . МБР Металлы .

[1]

[2]