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根據(jù)中國(guó)稀土行業(yè)協(xié)會(huì)的最新數(shù)據(jù)，春節(jié)以來(lái)，我國(guó)稀土市場(chǎng)受疫情影響十分明顯。2月上旬，絕大部分稀土企業(yè)停工停產(chǎn)，到了2月中旬，慢慢活躍，下旬復(fù)工范圍才逐漸擴(kuò)大。到了3月下旬，全球新冠肺炎疫情日益嚴(yán)重，稀土產(chǎn)品市場(chǎng)終端需求疲軟，在缺乏需求支撐的大背景下，稀土市場(chǎng)成交冷清，雖然供應(yīng)商挺價(jià)，但全系稀土產(chǎn)品的價(jià)格依然穩(wěn)重有降。

稀土金屬提純中用到的真空技術(shù)

眾所周知，稀土對(duì)世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)有舉足輕重的貢獻(xiàn)，它們有許多特殊功能，是稀土永磁材料、磁致冷材料、稀土發(fā)光材料等新功能材料的基礎(chǔ)原料，除了冶金、石油化工等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之外，稀土也廣泛應(yīng)用于磁性、光纖通訊、超導(dǎo)等材料領(lǐng)域，并且占據(jù)重要地位，促進(jìn)了新興高技術(shù)產(chǎn)業(yè)和現(xiàn)代軍事技術(shù)的發(fā)展。

提純難度大

稀土金屬共有17種化學(xué)元素，由鑭系元素和同族鈧、釔元素組成，由于元素間性質(zhì)接近，所以分離提純工藝復(fù)雜，單一稀土產(chǎn)品的獲取不易實(shí)現(xiàn)。

在稀土制備的過(guò)程中，真空環(huán)境是不可或缺的。隨著稀土金屬研究的不斷深入，對(duì)其純度的要求也越來(lái)越高。目前，提純稀土金屬的方法主要有電解精煉、真空重熔、真空蒸餾、區(qū)域熔煉、熔鹽萃取、固態(tài)電遷移等。下面，讓我們一起來(lái)了解一下其中涉及的真空技術(shù)吧。

真空蒸餾技術(shù)

真空蒸餾技術(shù)的本質(zhì)就是蒸餾-升華，利用各元素蒸汽壓的差異，在真空條件下提純稀土金屬。

這種方法對(duì)提純金屬的要求是要有較大的蒸汽壓，以利于獲得實(shí)際應(yīng)用的蒸餾或升華速率，并且要在低于其氧化物共蒸餾或升華的溫度下進(jìn)行，主要用于重稀土金屬的提純。

在生產(chǎn)中，蒸餾溫度升高，蒸餾速度隨之提高。此外，金屬蒸汽的冷凝速度是稀土金屬提純的另一個(gè)因素，如果冷凝速度比蒸餾速度大，就會(huì)產(chǎn)生回流現(xiàn)象，而冷凝速度與冷凝器的溫度、面積有關(guān)，且在冷凝速度一定的情況下，冷凝器溫度與表面積成反比關(guān)系。

該方法成本低、有較高的效率，再加上我國(guó)對(duì)稀土材料的需求不斷增長(zhǎng)，所以真空蒸餾技術(shù)是目前廣泛應(yīng)用并且具有規(guī)模生產(chǎn)能力的稀土提純處理方法之一。

真空蒸餾主要分為（1）還原-蒸餾技術(shù)，影響還原-蒸餾的主要因素有蒸餾溫度、保溫時(shí)間、壓錠密度、真空度、還原劑過(guò)量洗漱等；（2）真空蒸餾提純技術(shù)，利用稀土金屬與雜質(zhì)在某一溫度下蒸汽壓的差別，在高溫高真空下加熱處理，使稀土金屬與雜質(zhì)分離，從而得到高純稀土金屬。

真空蒸餾生產(chǎn)設(shè)備可以是真空感應(yīng)爐、真空電阻爐。其中，真空感應(yīng)爐具有升溫、降溫速率快的優(yōu)點(diǎn)，但其對(duì)溫度控制精度不及真空電阻爐。所以，真空感應(yīng)爐適用于對(duì)溫度控制要求較低的大規(guī)模生產(chǎn)，而真空電阻爐的升溫、降溫速率慢，溫度控制精度高，因此，便于控制還原-蒸餾區(qū)和冷凝區(qū)的溫度，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。

真空重熔

真空重熔對(duì)大多數(shù)稀土金屬去除蒸汽壓高的雜質(zhì)（F、Ca、Mg等）均是有效的。一般在真空條件下采用電弧或電子束、感應(yīng)爐加熱重熔。

對(duì)于蒸汽壓低的稀土金屬，真空重熔作為其進(jìn)一步提純的方法，是目前普遍應(yīng)用且規(guī)模較大的提純稀土金屬的方法，真空重熔后的稀土金屬純度通常可以提高2%~3%，達(dá)到99%~99.5%。

影響真空重熔效果的主要因素有重熔溫度、真空度、雜質(zhì)性質(zhì)等。

結(jié)語(yǔ)

由于稀土金屬的制備往往是在高溫、高真空條件下進(jìn)行的，而稀土元素高溫化學(xué)活性很強(qiáng)，極易與C、N等多種元素生成化合物。所以，盡管真空技術(shù)在稀土金屬的提純中至關(guān)重要，但任何單一技術(shù)的效果都不是太理想。

應(yīng)該在綜合考慮雜質(zhì)的種類、純度要求和對(duì)雜質(zhì)的去除效果等因素后，統(tǒng)籌考慮采用哪幾種工業(yè)提純方法相互補(bǔ)充，互相結(jié)合來(lái)去除雜質(zhì)。比如真空蒸餾-高真空熔煉配合，可使稀土產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定，并可進(jìn)一步提高稀土金屬純度；鈣熱還原-電弧爐重熔制備低C、N、O的高純稀土金屬，等等。