EP2935637A1 - Method for synthesising a rare earth element by means of a redox reaction - Google Patents

Method for synthesising a rare earth element by means of a redox reaction

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EP2935637A1
EP2935637A1 EP14729358.3A EP14729358A EP2935637A1 EP 2935637 A1 EP2935637 A1 EP 2935637A1 EP 14729358 A EP14729358 A EP 14729358A EP 2935637 A1 EP2935637 A1 EP 2935637A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rare earth
reaction
hydrogen
earth element
redox reaction
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14729358.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Karl Bernhard Friedrich
Marc Hanebuth
Alexander Tremel
Hanno Vogel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP2935637A1 publication Critical patent/EP2935637A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B59/00Obtaining rare earth metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B5/00General methods of reducing to metals
    • C22B5/02Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B5/00General methods of reducing to metals
    • C22B5/02Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
    • C22B5/12Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by gases

Definitions

  • the invention relates to a process for the preparation of a rare earth element by a redox reaction according to claim 1.
  • Rare earth elements which are also called lanthanides in chemistry, are needed in many electronic devices and in the production of magnets.
  • the rare earth element neodymium is an important component of permanent magnets used in wind generators.
  • the treatment and separation of rare earth elements is basically chemically complex, since the rare earth elements in nature very finely distributed, socialized (especially with each other) and occur in low concentrations.
  • the rare earth elements are present in phosphatic compounds, in particular in the crystal structure of monazite or xenotime or as minor constituents in apatite, which in turn occur finely distributed in deposits which may also contain iron.
  • a partial step of this elaborate recovery process of rare earth elements in pure form is an electrolysis process in which preferably chlorides or fluorides of the rare earth element are used in molten form as the electrolyte.
  • the rare earth oxides dissolved in the electrolyte are converted to metal and C0 / C0 2 .
  • perfluorocarbons such as CF 4 or C 2 F 6 , which have a multiple of the greenhouse potential of C0 2 .
  • the highly toxic hydrofluoric acid can arise.
  • the object of the invention is to provide a method for the preparation of rare earth elements in elemental form, which is cheaper and more environmentally friendly compared to the melt electrolysis used in the prior art.
  • the object is achieved in a method for the preparation of a rare earth element by a redox reaction according to claim 1.
  • a rare earth compound wherein the rare earth element is present in this compound in a positive oxidation number.
  • hydrogen is present on the educt side of the redox reaction.
  • the invention is characterized in that the redox reaction proceeds in two stages, first a hydrogenation reaction between an elementary rare earth element and hydrogen to form a rare earth hydride, followed by a reaction between the rare earth compound in which the rare earth element present therein has a positive oxidation number and the rare earth hydride, wherein the product of this reaction is an elemental rare earth element and at the same time a hydrogen-containing compound.
  • This reaction is the overall reaction, and initially according to the invention, a reaction between hydrogen and the rare earth element is also to take place, whereby a rare earth hydride is formed according to the following equation:
  • Equation 1 is a so-called synproportionation in which a pure element is formed from 2 compounds containing this element, this once being oxidized and once reduced, such a synproportionation is a special case of a redox reaction.
  • the rare earth element has a negative oxidation number in Equation 1 in its hydride form, in its form as chloride (chloride being exemplified here) having a positive oxidation number (+ III).
  • the rare earth element in the hydride is thereby oxidized, in the chloride it is reduced, whereby finally after the reaction elemental rare earth metal is present.
  • the hydrogen partial pressure (especially at high reaction temperatures) must be sufficiently high for a hydride to form at all. Otherwise, the equilibrium according to Equation 2 would be completely on the side of the educts, which, however, would also prevent an overall reaction according to Equation 1 in addition to the formation of a hydride. Therefore, it is useful to form gaseous substances such as after Example of equation 1, to remove the hydrochloride by suitable measures quickly from the reaction.
  • rare earth elements in particular the so-called lanthanides, including lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, ytterbium and lutetium understood, but there are because of their chemical similarities in this case here also counted the yttrium and scandium.
  • Rare earths are in turn compounds of rare earth elements, in particular their oxides, which do not include rare earth phosphates.
  • Rare Earth elements in elemental form can be present in pure form or in mixtures or alloys of various rare earth elements
  • the chloride mentioned in equation 1 is purely exemplary of a compound of the rare earth elements in which the rare earth element has a positive oxidation number.
  • halides in particular chlorides, bromides, iodides or fluorides and oxides, may be suitable for this purpose.
  • the pressure prevailing in the reaction atmosphere is greater than 10 bar, in particular more than 40 bar. This is especially true at a reaction temperature of more than
  • the hydrogen-containing compound, according to the example of equation 1, the hydrochloride, on the product side of the redox reaction is gaseous and that the partial pressure of this hydrogen-containing compound is reduced as rapidly as possible, for example, by a rapid suction and subsequent cooling in a cold trap is feasible. It may be expedient to use a blower that removes the gaseous reactants of the redox reaction as quickly as possible from the reaction.
  • Figure 1 is a schematic chain of process steps for obtaining rare earth elements from an ore
  • Figure 2 is a schematic representation of a process with a Synproportionierung
  • Figure 3 is a schematic representation of a method of Figure 2 with hydrogen recovery.
  • Figure 1 shows schematically the recovery process of rare earth metals, as exemplified by the mineral
  • the mineral monazite is a phosphate in which the metal ions often occur in the form of rare earth metals, in particular cerium, neodymium, lanthanum or praseodymium.
  • the metal ions often occur in the form of rare earth metals, in particular cerium, neodymium, lanthanum or praseodymium.
  • it is not a homogeneous composition of rare earth metals, but in the crystal structure the lattice sites of the cations are occupied by different rare earth metals in different concentrations.
  • the starting raw materials containing the monazite mineral are first ground very finely and treated in a flotation plant 2 so that the monazite separates as well as possible from the other mineral constituents.
  • the monazite is dried and treated according to the prior art in an oven, such as a rotary kiln 4, after prior mixing with sulfuric acid.
  • the phosphates are converted into sulfates. This process in the rotary kiln is found Temperatures up to 650 ° C instead.
  • the conversion of phosphate to sulfate is useful because the rare earth sulfates are significantly more soluble in water than the phosphates of the rare earth metals.
  • the sulfuric acid-containing solution of rare earth sulfates is neutralized after treatment in the rotary kiln 4 and a subsequent leaching step in a neutralizer 6, i. the pH is increased by the addition of a basic substance, whereby unwanted substances are precipitated and separated so that an aqueous rare earth sulphate solution is present in the remaining liquid.
  • This resulting solution of a rare earth compound (sulfate, nitrate, chloride or the like) is usually in so-called mixer-settler devices 8 of a liquid / liquid extraction, ie a separation subjected.
  • the solution is prepared by mixing an extraction medium dissolved in organic solvents such as kerosene, possibly with further additives, so that the rare earth cations, which have slightly different ion diameters for the same charge, reach different concentrations either in the aqueous part of the solution or in the organic solution Enrich part of the solution.
  • the organic phase and the aqueous phase of the mixture are alternately mixed and separated again in a multi-stage separation process, so that certain rare earth ions, depending on the extractant in the organic phase, increasingly concentrated until finally these ions are present in sufficient purity in one phase. This may require up to 200 separation steps per element.
  • the rare earth metals thus separated are subsequently precipitated in a precipitation device 10 by addition of a carbonate or oxalate, so that the corresponding rare earth carbonate or oxalate accumulates at the bottom of the precipitation device 10.
  • This is in turn in a calcination, for example in a continuous furnace 12, through which a hot air stream is passed, calcined.
  • a discrete rare earth oxide is present. This discrete rare earth oxide may optionally be converted into a lower melting salt, e.g.
  • FIGS. 2 and 3 schematically show an example of a device which is suitable for carrying out a method according to the invention.
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a reactor 24 which is fundamentally pressure-tight, which is illustrated by the seals 30. These seals 30 should be resistant to high temperatures, they may for example consist of graphite.
  • the pressure-tight sealed reactor 24 has a feed line 26, which can optionally be regulated by a valve 28. As a result, in particular hydrogen gas is introduced into the reactor 24.
  • a crucible 34 are the Mattersedukte 36 or after completion of the reaction, the reaction products.
  • the reactor is heated schematically by a heater 32, which is indicated here in the form of a heating coil.
  • a gas discharge 38 which is arranged as large as possible, bell-like above the crucible 34, so that the reaction gas according to equation 1, in this example Hydrochloride, as far as possible the reaction can be withdrawn, so that the respective present partial pressure of Hydrochloride is kept low.
  • This withdrawn reaction gas is cooled in a cold trap 40.
  • a cryogenic gene cold trap for example, shown with liquid nitrogen.
  • the partial pressure of the product ie of the hydrochloride or of a corresponding compound which is obtained in the redox reaction on the product side, adsorptive, for example by molecular sieves, or absorptively, with HCl formed, for example, by liquid ammonia or an aqueous ammonia solution to be lowered.
  • the device described in FIG. 2 is used, in particular, to allow one of the two reactions according to Equation 1 and Equation 2 to occur in situ as near as possible in real time for an external observer almost simultaneously, in which case no solid hydride is introduced for the reaction.
  • a remaining product gas, possibly also dissolved hydrogen can be removed from the solid or the melt.
  • the temperature can be raised to the boiling point of the chloride, which is preferably done with simultaneous lowering of the process pressure, so that the chlorides are distilled from the liquid metal phase.
  • FIG. 3 a schematic diagram of a device is provided which is suitable for implementing the method according to the invention, in particular an advantageous process gas guide for the inventive method will be exemplified.
  • the reactor 24, shown schematically as a box in FIG. 3, essentially corresponds to the reactor 24 in FIG. 2.
  • the gas mixture which consists of a mixture of HCl and hydrogen, is passed out of the reactor 24 as described above for example, a heat exchanger 44, in which this product gas mixture is cooled as HCl and H2.
  • reaction product hydrochloride or optionally another hydrogen compound, depending on the starting material used, should have the lowest possible partial pressure, so that the reaction proceeds as completely as possible according to Equation 1 and always lies on the right side of the reaction equation.
  • gas removal via the gas discharge 38 extracts this product gas as comprehensively as possible.
  • the hydrogen pressure is maintained by renewing new hydrogen introduced via the supply line 26.
  • the described heat exchangers allow effective heat and cold recovery, so that the overall process is very positive in terms of energy. Compared to the electrolytic melts used in the prior art, significantly less greenhouse gases are produced by the process described; furthermore, the recovered hydrochloride can be sold as a hydrochloric acid in a profitable manner.

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Abstract

The invention relates to a method for synthesising a rare earth element by means of a redox reaction, the educt side of the reaction comprising a rare earth compound, in which the rare earth element is present in a positive oxidation state, and hydrogen. The invention is characterised in that the redox reaction takes place in two stages, wherein first a hydration reaction takes place between an elementary rare earth element and hydrogen to form a rare earth hydride and then a reaction takes place between the rare earth compound and the rare earth hydride, an elementary rare earth element and at the same time a hydrogen-containing compound being produced as the product of the reaction.

Description

Beschreibung description
Verfahren zur Darstellung eines Seltenerdelementes durch eine Redoxreaktion Process for the preparation of a rare earth element by a redox reaction
Die Erfindung betrifft Verfahren zur Darstellung eines Seltenerdelementes durch eine Redoxreaktion nach Anspruch 1. The invention relates to a process for the preparation of a rare earth element by a redox reaction according to claim 1.
Seltenerdelemente, die in der Chemie auch als Lanthanoide be- zeichnet werden, werden in vielen elektronischen Bauelementen und bei der Herstellung von Magneten benötigt. So ist zum Beispiel das Seltenerdelement Neodym ein wichtiger Bestandteil von Dauermagneten, die in Windgeneratoren eingesetzt werden. Die Aufbereitung und Trennung von Seltenerdelementen ist grundsätzlich chemisch aufwendig, da die Seltenerdelemente in der Natur sehr fein verteilt, vergesellschaftet (v.a. miteinander) und in geringen Konzentrationen vorkommen. Häufig liegen die Seltenerdelemente in phosphatischen Verbindungen, insbesondere in der Kristallstruktur des Monazits oder Xenotims oder als Nebenbestandteile im Apatit vor, die wiederum fein verteilt in Lagerstätten auftreten, die auch Eisen enthalten können. Ein Teilschritt dieses aufwendigen Gewinnungsprozesses von Seltenerdelementen in Reinform ist ein Elektrolyseprozess , in dem bevorzugt Chloride oder Fluoride des Seltenerdelementes in geschmolzener Form als Elektrolyt eingesetzt werden. Durch Anlegen einer Spannung zwischen eingetauchter Graphitanode und inerter Wolframkathode werden die im Elektrolyten gelösten Seltenerdoxide zu Metall und C0/C02 umgesetzt. An der Kohlenstoffanode entstehen aber auch Perfluorcarbone, wie das CF4 oder das C2F6, die ein Vielfaches des Treibhauspotentials des C02 aufweisen. Ferner kann in Anwesenheit von Wasser die hoch giftige Flusssäure entstehen. All diese unerwünschten Produkte die bei der Elektrolyse anfallen, müssen durch aufwendige Reinigungs- und Neutralisie- rungsprozesse wieder beseitigt werden, was die Prozessgesamt- kosten erheblich erhöht. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Darstellung von Seltenerdelementen in elementarer Form bereitzustellen, das gegenüber der im Stand der Technik angewandten Schmelzflusselektrolyse kostengünstiger und umwelt- schonender ist. Rare earth elements, which are also called lanthanides in chemistry, are needed in many electronic devices and in the production of magnets. For example, the rare earth element neodymium is an important component of permanent magnets used in wind generators. The treatment and separation of rare earth elements is basically chemically complex, since the rare earth elements in nature very finely distributed, socialized (especially with each other) and occur in low concentrations. Frequently, the rare earth elements are present in phosphatic compounds, in particular in the crystal structure of monazite or xenotime or as minor constituents in apatite, which in turn occur finely distributed in deposits which may also contain iron. A partial step of this elaborate recovery process of rare earth elements in pure form is an electrolysis process in which preferably chlorides or fluorides of the rare earth element are used in molten form as the electrolyte. By applying a voltage between immersed graphite anode and inert tungsten cathode, the rare earth oxides dissolved in the electrolyte are converted to metal and C0 / C0 2 . At the carbon anode but also arise perfluorocarbons, such as CF 4 or C 2 F 6 , which have a multiple of the greenhouse potential of C0 2 . Furthermore, in the presence of water, the highly toxic hydrofluoric acid can arise. All of these unwanted products that are produced during the electrolysis must be removed again by complex cleaning and neutralization processes, which considerably increases the overall process costs. The object of the invention is to provide a method for the preparation of rare earth elements in elemental form, which is cheaper and more environmentally friendly compared to the melt electrolysis used in the prior art.
Die Lösung der Aufgabe besteht in einem Verfahren zur Darstellung eines Seltenerdelementes durch eine Redoxreaktion nach Patentanspruch 1. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren befindet sich auf der Eduktseite der Reaktion eine Seltenerdverbindung, wobei das Seltenerdelement in dieser Verbindung in einer positiven Oxidationszahl vorliegt. Ferner liegt auf der Eduktseite der Redoxreaktion Wasserstoff vor. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Redoxreaktion zwei- stufig verläuft, wobei zunächst eine Hydrierungsreaktion zwischen einem elementaren Seltenerdelement und Wasserstoff zu einem Seltenerdhydrid erfolgt, und anschließend eine Reaktion zwischen der Seltenerdverbindung, bei der das darin vorliegende Seltenerdelemention eine positive Oxidationszahl auf- weist und dem Seltenerdhydrid stattfindet, wobei das Produkt dieser Reaktion ein elementares Seltenerdelement und gleichzeitig eine Wasserstoffhaltige Verbindung ist. The object is achieved in a method for the preparation of a rare earth element by a redox reaction according to claim 1. In the inventive method is located on the reactant side of the reaction, a rare earth compound, wherein the rare earth element is present in this compound in a positive oxidation number. Furthermore, hydrogen is present on the educt side of the redox reaction. The invention is characterized in that the redox reaction proceeds in two stages, first a hydrogenation reaction between an elementary rare earth element and hydrogen to form a rare earth hydride, followed by a reaction between the rare earth compound in which the rare earth element present therein has a positive oxidation number and the rare earth hydride, wherein the product of this reaction is an elemental rare earth element and at the same time a hydrogen-containing compound.
Grundsätzlich ist es dabei zweckmäßig, dass das Seltenerdele- ment in der Seltenerdverbindung mit einem Halogenid oder einem Oxid gebunden ist. Hierbei finden schematisch folgende Reaktionsgleichungen statt: In principle, it is expedient for the rare earth element in the rare earth compound to be bonded to a halide or an oxide. The following reaction equations occur schematically:
3 SEH2 + 2 SEC13 - 5 SE + 6 HCl (Gl. 1) 3 SEH 2 + 2 SEC1 3 - 5 SE + 6 HCl (equation 1)
Bei dieser Reaktion handelt es sich um die Gesamtreaktion, wobei zunächst erfindungsgemäß auch eine Reaktion zwischen Wasserstoff und dem Seltenerdelement stattfinden soll, wodurch ein Seltenerdhydrid gemäß der folgenden Gleichung ent- steht: This reaction is the overall reaction, and initially according to the invention, a reaction between hydrogen and the rare earth element is also to take place, whereby a rare earth hydride is formed according to the following equation:
2 SE + x H2 2 SEH: (Gl. 2) Bei der Gleichung 1 handelt es sich um eine sogenannte Synproportionierung, wobei ein reines Element aus 2 dieses Element enthaltene Verbindung entsteht, wobei dieses dabei einmal aufoxidiert und einmal reduziert wird, eine derartige Synproportionierung ist ein Spezialfall einer Redoxreaktion. Das Seltenerdelement weist in Gleichung 1 in seiner hydridischen Form eine negative Oxidationszahl auf, in seiner Form als Chlorid (wobei Chlorid hier als Beispiel genannt ist) weist es eine positive Oxidationszahl (+III) auf. Das Selten- erdelement im Hydrid wird dabei aufoxidiert, im Chlorid wird es reduziert wobei schlussendlich nach Ablauf der Reaktion elementares Seltenerdmetall vorliegt. 2 SE + x H 2 2 SEH : (equation 2) Equation 1 is a so-called synproportionation in which a pure element is formed from 2 compounds containing this element, this once being oxidized and once reduced, such a synproportionation is a special case of a redox reaction. The rare earth element has a negative oxidation number in Equation 1 in its hydride form, in its form as chloride (chloride being exemplified here) having a positive oxidation number (+ III). The rare earth element in the hydride is thereby oxidized, in the chloride it is reduced, whereby finally after the reaction elemental rare earth metal is present.
Beide Gleichungen laufen im Allgemeinen getrennt ab, wobei dies quasi in situ von statten gehen kann, im Extremfall kann es sogar sein, dass kein Hydrid in fester Form in der Reaktionsmischung vorliegt, sondern dass Hydrid in situ in der Reaktionsmischung gebildet wird. Dies ist dann der Fall wenn die Wasserstoffaktivität in der Gasphase entsprechend ausrei- chend hoch ist. Der Begriff in situ kann somit zweierlei Bedeutung haben, entweder handelt es sich um eine strikte se- quenzielle Reaktion, wobei zunächst die Reaktion nach Gleichung 2 stattfindet und somit zunächst das Hydrid gebildet wird, welches daraufhin als Reduktionsmittel nach Gleichung 1 mit dem Chlorid umgesetzt wird. Andererseits kann in situ auch bedeuten, dass es sich bei dem Hydrid auch um ein kurzlebiges Intermediat handelt, welches quasi unverzüglich weiterreagiert und gemäß Gleichung 1 umgesetzt wird. Unabhängig davon, welche Variante gewählt wird, muss der Wasserstoffpartialdruck (insbesondere bei hohen Reaktionstemperaturen) hinreichend hoch sein, damit sich überhaupt ein Hydrid bilden kann. Anderenfalls würde das Gleichgewicht nach Gleichung 2 vollständig auf der Seite der Edukte liegen, was jedoch neben der Bildung eines Hydrids gleichzeitig auch eine Gesamtreaktion nach Gleichung 1 verhindern würde. Daher ist es zweckmäßig, gebildete gasförmige Substanzen, wie nach dem Beispiel von Gleichung 1, das Hydrochlorid durch geeignete Maßnahmen schnell vom Reaktionsherd zu entfernen. Both equations generally run separately, which can be done in situ, or in extreme cases, it may even be that no hydride is present in solid form in the reaction mixture, but that hydride is formed in situ in the reaction mixture. This is the case if the hydrogen activity in the gas phase is correspondingly high enough. The term in situ can thus have two different meanings, either a strict sequential reaction, in which case the reaction according to equation 2 first takes place and thus the hydride is first formed, which is then reacted with the chloride as reducing agent according to equation 1 , On the other hand, in situ it can also mean that the hydride is also a short-lived intermediate, which reacts quasi immediately and is reacted according to equation 1. Regardless of which variant is chosen, the hydrogen partial pressure (especially at high reaction temperatures) must be sufficiently high for a hydride to form at all. Otherwise, the equilibrium according to Equation 2 would be completely on the side of the educts, which, however, would also prevent an overall reaction according to Equation 1 in addition to the formation of a hydride. Therefore, it is useful to form gaseous substances such as after Example of equation 1, to remove the hydrochloride by suitable measures quickly from the reaction.
Unter dem Begriff Seltenerdelemente werden insbesondere die sogenannten Lanthanoiden, unter anderem Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Ytterbium und Lutetium verstanden, es werden jedoch wegen ihrer chemischen Ähnlichkeiten in diesem Fall hier auch das Yttrium und das Scandium dazu gezählt. Seltene Erden sind wiederum Verbindungen von Seltenerdelementen insbesondere deren Oxide, wobei hierunter keine Seltenerdphosphate fallen. Seltenerdelemente in elementarer Form können in Reinform oder in Mischungen bzw. Legierungen von verschiedenen Seltenerdelementen vorliegen The term rare earth elements in particular the so-called lanthanides, including lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, ytterbium and lutetium understood, but there are because of their chemical similarities in this case here also counted the yttrium and scandium. Rare earths are in turn compounds of rare earth elements, in particular their oxides, which do not include rare earth phosphates. Rare Earth elements in elemental form can be present in pure form or in mixtures or alloys of various rare earth elements
Wie bereits erwähnt steht das in Gleichung 1 genannte Chlorid rein exemplarisch für eine Verbindung der Seltenerdelemente, in dem das Seltenerdelement eine positive Oxidationszahl aufweist. Grundsätzlich können hierfür Halogenide, insbesondere Chloride, Bromide, Iodide oder Fluoride sowie Oxide zweckmäßig sein. Für die Hydrierungsreaktion ist es zweckmäßig, dass der Druck, der in der Reaktionsatmosphäre vorherrscht, größer als 10 bar, insbesondere mehr als 40 bar ist. Dies findet insbesondere bei einer Reaktionstemperatur von mehr als As already mentioned, the chloride mentioned in equation 1 is purely exemplary of a compound of the rare earth elements in which the rare earth element has a positive oxidation number. In principle, halides, in particular chlorides, bromides, iodides or fluorides and oxides, may be suitable for this purpose. For the hydrogenation reaction, it is expedient that the pressure prevailing in the reaction atmosphere is greater than 10 bar, in particular more than 40 bar. This is especially true at a reaction temperature of more than
800 °C, ganz besonders bevorzugt bei mehr als 1000 °C statt. 800 ° C, most preferably at more than 1000 ° C instead.
Grundsätzlich ist es zweckmäßig, dass die Wasserstoffhaltige Verbindung, nach dem Beispiel von Gleichung 1 das Hydrochlorid, auf der Produktseite der Redoxreaktion gasförmig ist und dass der Partialdruck dieser Wasserstoffhaltigen Verbindung möglichst zügig erniedrigt wird, was beispielsweise durch eine schnelle Absaugung und anschließende Abkühlung in einer Kühlfalle realisierbar ist. Hierbei kann es zweckmäßig sein, ein Gebläse einzusetzen, das den gasförmigen Reaktanden der Redoxreaktion möglichst zügig von der Reaktion entfernt. In principle, it is expedient that the hydrogen-containing compound, according to the example of equation 1, the hydrochloride, on the product side of the redox reaction is gaseous and that the partial pressure of this hydrogen-containing compound is reduced as rapidly as possible, for example, by a rapid suction and subsequent cooling in a cold trap is feasible. It may be expedient to use a blower that removes the gaseous reactants of the redox reaction as quickly as possible from the reaction.
Hierdurch wird der Gesamtbedarf an Wasserstoff, der während der Reaktion benötigt wird, reduziert. Weitere Ausgestaltungsformen sowie weitere Merkmale der Erfindung werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Merkmale mit derselben Bezeichnung in unterschiedlichen Ausgestaltungsformen werden dabei mit demselben Bezugszeichen versehen. Hierbei handelt es sich um rein exemplarische Darstellungen, die keine Einschränkung des Schutzbereiches für sich genommen darstellen. Dabei zeigen: This reduces the total amount of hydrogen needed during the reaction. Further embodiments and further features of the invention will be explained in more detail with reference to the following figures. Features with the same name in different embodiments are provided with the same reference numerals. These are purely exemplary representations, which do not represent a restriction of the scope of protection per se. Showing:
Figur 1 eine schematische Kette von Verfahrensschritten zur Gewinnung von Seltenerdelementen aus einem Erz ; Figure 1 is a schematic chain of process steps for obtaining rare earth elements from an ore;
Figur 2 eine schematische Darstellung eines Verfahrens mit einer Synproportionierung ; Figure 2 is a schematic representation of a process with a Synproportionierung;
Figur 3 eine schematische Darstellung eines Verfahrens nach Figur 2 mit Wasserstoffrückgewinnung . Figure 3 is a schematic representation of a method of Figure 2 with hydrogen recovery.
Zunächst soll an Figur 1 schematisch der Gewinnungsprozess von Seltenerdmetallen, wie er beispielhaft für das MineralFirst, Figure 1 shows schematically the recovery process of rare earth metals, as exemplified by the mineral
Monazit üblich ist, ohne Anspruch auf Vollständigkeit, erläutert werden. Das Mineral Monazit ist ein Phosphat, bei dem die Metallionen häufig in Form von Seltenerdmetallen, insbesondere Cer, Neodym, Lanthan oder Praseodym auftreten. Hier- bei handelt es sich auch innerhalb eines Partikels nicht um eine homogene Zusammensetzung an Seltenerdmetallen, vielmehr sind in der Kristallstruktur die Gitterplätze der Kationen durch verschiedene Seltenerdmetalle in unterschiedlichen Konzentrationen besetzt. Monazit is common, without being exhaustive, explained. The mineral monazite is a phosphate in which the metal ions often occur in the form of rare earth metals, in particular cerium, neodymium, lanthanum or praseodymium. Here, within a particle, it is not a homogeneous composition of rare earth metals, but in the crystal structure the lattice sites of the cations are occupied by different rare earth metals in different concentrations.
Die Ausgangsrohstoffe, die das Monazitmineral enthalten, werden zunächst sehr fein gemahlen und in einer Flotationsanlage 2 so behandelt, dass sich das Monazit von den übrigen mineralischen Bestandteilen möglichst gut trennt. Das Monazit wird getrocknet und nach dem Stand der Technik in einem Ofen, beispielsweise einem Drehrohrofen 4, nach vorheriger Mischung mit Schwefelsäure, versetzt. Hierbei werden die Phosphate in Sulfate überführt. Dieser Prozess im Drehrohrofen findet bei Temperaturen bis 650°C statt. Die Umwandlung von Phosphat in Sulfat ist zweckmäßig, da die Seltenerdsulfate deutlich besser in Wasser löslich sind als die Phosphate der Seltenerdmetalle . The starting raw materials containing the monazite mineral are first ground very finely and treated in a flotation plant 2 so that the monazite separates as well as possible from the other mineral constituents. The monazite is dried and treated according to the prior art in an oven, such as a rotary kiln 4, after prior mixing with sulfuric acid. Here, the phosphates are converted into sulfates. This process in the rotary kiln is found Temperatures up to 650 ° C instead. The conversion of phosphate to sulfate is useful because the rare earth sulfates are significantly more soluble in water than the phosphates of the rare earth metals.
Die Schwefelsäure enthaltende Lösung von Seltenerdsulfaten wird nach der Behandlung im Drehrohrofen 4 und einem darauf folgenden Laugungsschritt in einer Neutralisationsvorrichtung 6 neutralisiert, d.h. der pH-Wert wird durch Zugabe einer ba- sischen Substanz erhöht, wobei unerwünschte Substanzen ausgefällt und abgetrennt werden, sodass in der verbleibenden Flüssigkeit eine wässrige Seltenerdsulfatlösung vorliegt. The sulfuric acid-containing solution of rare earth sulfates is neutralized after treatment in the rotary kiln 4 and a subsequent leaching step in a neutralizer 6, i. the pH is increased by the addition of a basic substance, whereby unwanted substances are precipitated and separated so that an aqueous rare earth sulphate solution is present in the remaining liquid.
Diese so erhaltene Lösung aus einer Seltenerdverbindung (Sul- fat, Nitrat, Chlorid oder ähnliches) wird meist in sogenannten Mixer-Settler-Vorrichtungen 8 einer Flüssig/Flüssig- Extraktion, also einer Separation, unterzogen. Hierbei wird die Lösung durch Vermischung eines in organischen Lösungsmitteln wie beispielsweise Kerosin aufgelösten Extraktionsmit- tels inklusiv eventuell weiteren Zusätzen so aufbereitet, dass sich die Seltenerdkationen, die bei gleicher Ladung geringfügig unterschiedliche Ionendurchmesser aufweisen, zu unterschiedlichen Konzentrationen entweder im wässrigen Teil der Lösung oder im organischen Teil der Lösung anreichern. Hierbei werden die organische Phase sowie die wässrige Phase der Mischung in einem vielstufigen Trennprozess abwechselnd gemischt und wieder separiert, sodass sich bestimmte Seltenerdionen je nach Extraktionsmittel in der organischen Phase, immer stärker aufkonzentrieren, bis schließlich diese Ionen in ausreichender Reinheit in einer Phase vorliegen. Hierbei können bis zu 200 Separationsschritte pro Element nötig sein. This resulting solution of a rare earth compound (sulfate, nitrate, chloride or the like) is usually in so-called mixer-settler devices 8 of a liquid / liquid extraction, ie a separation subjected. In this case, the solution is prepared by mixing an extraction medium dissolved in organic solvents such as kerosene, possibly with further additives, so that the rare earth cations, which have slightly different ion diameters for the same charge, reach different concentrations either in the aqueous part of the solution or in the organic solution Enrich part of the solution. Here, the organic phase and the aqueous phase of the mixture are alternately mixed and separated again in a multi-stage separation process, so that certain rare earth ions, depending on the extractant in the organic phase, increasingly concentrated until finally these ions are present in sufficient purity in one phase. This may require up to 200 separation steps per element.
Die so separierten Seltenerdmetalle werden anschließend in einem Prozessschritt, in einer Ausfällvorrichtung 10 durch Zugabe eines Carbonats oder Oxalats ausgefällt, sodass sich am Boden der Ausfällvorrichtung 10 das entsprechende Selten- erdcarbonat oder -Oxalat anhäuft. Dieses wird wiederum in einer Kalziniervorrichtung, beispielsweise in einem Durchlauf- ofen 12, durch den ein heißer Luftstrom geleitet wird, kalziniert. Somit liegt nach diesem Verfahrensschritt ein diskretes Seltenerdoxid vor. Dieses diskrete Seltenerdoxid kann gegebenenfalls in ein niedriger schmelzendes Salz, z. B. in ein Iodid, ein Chlorid oder Fluorid umgewandelt werden und wiederum in geschmolzener Form einem Elektrolyseprozess zugeführt werden, wobei sich elementares Seltenerdmetall an einer Kathode der Elektrolyse- Vorrichtung abscheidet. Dieser Verfahrensschritt ist jedoch technisch sehr aufwendig und ebenso energieintensiv. Aus diesem Grund wird hier ein alternatives Verfahren zur Darstellung von elementaren Seltenerdelementen unter Einbeziehung von Wasserstoff vorgeschlagen. The rare earth metals thus separated are subsequently precipitated in a precipitation device 10 by addition of a carbonate or oxalate, so that the corresponding rare earth carbonate or oxalate accumulates at the bottom of the precipitation device 10. This is in turn in a calcination, for example in a continuous furnace 12, through which a hot air stream is passed, calcined. Thus, after this process step, a discrete rare earth oxide is present. This discrete rare earth oxide may optionally be converted into a lower melting salt, e.g. For example, be converted into an iodide, a chloride or fluoride and in turn be supplied in molten form an electrolysis process, wherein elemental rare earth metal is deposited on a cathode of the electrolysis device. However, this process step is technically very complicated and also energy-intensive. For this reason, an alternative method for representing elemental rare earth elements including hydrogen is proposed here.
In den Figuren 2 und 3 wird schematisch ein Beispiel für eine Vorrichtung gegeben, die zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. In Figur 2 ist eine schematische Abbildung eines Reaktors 24 gegeben, der grundsätzlich druckdicht ausgestaltet ist, was durch die Dichtungen 30 veranschaulicht ist. Diese Dichtungen 30 sollten hochtemperaturbeständig sein, sie können beispielsweise aus Graphit bestehen. Der druckdicht verschlossene Reaktor 24 weist eine Zuleitung 26 auf, die gegebenenfalls durch ein Ventil 28 regu- liert werden kann. Hierdurch wird insbesondere Wasserstoffgas in den Reaktor 24 eingeleitet. In einem Tiegel 34 befinden sich die Reaktionsedukte 36 beziehungsweise nach abgeschlossener Reaktion die Reaktionsprodukte. Beheizt wird der Reaktor schematisch durch eine Heizvorrichtung 32, die hier in Form einer Heizwendel angedeutet ist. Oberhalb des Tiegels 34 befindet sich eine Gasabfuhr 38, die möglichst großflächig, glockenähnlich über dem Tiegel 34 angeordnet ist, sodass das Reaktionsgas nach Gleichung 1, in diesem Beispiel Hydrochlo- rid, möglichst flächendeckend der Reaktion entzogen werden kann, sodass der jeweilig vorliegende Partialdruck des Hydro- chlorids gering gehalten wird. Dieses abgezogene Reaktionsgas wird in einer Kühlfalle 40 abgekühlt. Dies ist hier ebenfalls schematisch dargestellt, hierbei ist insbesondere eine kryo- gene Kühlfalle, beispielsweise mit flüssigem Stickstoff gezeigt. Grundsätzlich kann der Partialdruck des Produktes, also des Hydrochlorides beziehungsweise einer entsprechenden Verbindung, die bei der Redoxreaktion auf der Produktseite anfällt, adsorptiv, zum Beispiel durch Molsiebe, oder absorp- tiv, bei gebildetem HCl zum Beispiel durch flüssiges Ammoniak oder eine wässrige Ammoniak-Lösung, abgesenkt werden. FIGS. 2 and 3 schematically show an example of a device which is suitable for carrying out a method according to the invention. FIG. 2 shows a schematic illustration of a reactor 24 which is fundamentally pressure-tight, which is illustrated by the seals 30. These seals 30 should be resistant to high temperatures, they may for example consist of graphite. The pressure-tight sealed reactor 24 has a feed line 26, which can optionally be regulated by a valve 28. As a result, in particular hydrogen gas is introduced into the reactor 24. In a crucible 34 are the Reaktionsedukte 36 or after completion of the reaction, the reaction products. The reactor is heated schematically by a heater 32, which is indicated here in the form of a heating coil. Above the crucible 34 is a gas discharge 38 which is arranged as large as possible, bell-like above the crucible 34, so that the reaction gas according to equation 1, in this example Hydrochloride, as far as possible the reaction can be withdrawn, so that the respective present partial pressure of Hydrochloride is kept low. This withdrawn reaction gas is cooled in a cold trap 40. This is also shown schematically here, in particular a cryogenic gene cold trap, for example, shown with liquid nitrogen. In principle, the partial pressure of the product, ie of the hydrochloride or of a corresponding compound which is obtained in the redox reaction on the product side, adsorptive, for example by molecular sieves, or absorptively, with HCl formed, for example, by liquid ammonia or an aqueous ammonia solution to be lowered.
Die in Figur 2 beschriebene Vorrichtung dient insbesondere dazu, eine der beiden Reaktionen nach Gleichung 1 und Gleichung 2 in situ möglichst zeitnah hintereinander für einen äußeren Beobachter nahezu zeitgleich ablaufen zu lassen, in diesem Fall wird kein festes Hydrid für die Reaktion vorgelegt. Es ist dabei unter anderem vorteilhaft, den Druck nach einer gewissen Zeitspanne und nachdem ein Großteil des Umsatzes gemäß Reaktionsgleichung 1 erzielt wurde, abzusenken und eventuell sogar ein Vakuum anzulegen. Hierbei kann ein verbleibendes Produktgas, eventuell auch gelöster Wasserstoff, aus dem Feststoff beziehungsweise der Schmelze entfernt wer- den. The device described in FIG. 2 is used, in particular, to allow one of the two reactions according to Equation 1 and Equation 2 to occur in situ as near as possible in real time for an external observer almost simultaneously, in which case no solid hydride is introduced for the reaction. Among other things, it is advantageous to lower the pressure after a certain period of time and after a large part of the conversion has been achieved in accordance with reaction equation 1, and possibly even apply a vacuum. In this case, a remaining product gas, possibly also dissolved hydrogen, can be removed from the solid or the melt.
Die Umsetzung des SECI3 gemäß Gleichung 1 zum Seltenerdmetall sollte möglichst vollständig gemäß der beschriebenen Gleichung ablaufen um ein reines Produkt zu erzeugen. In der praktischen Umsetzung ist es jedoch unter gegebenen Umständen öfter der Fall, dass die Reaktionsgleichungen nicht immer vollständig auf der rechten Seite liegen, sodass gegebenenfalls reduziertes Metall noch von Chloriden und Hydriden gereinigt werden muss. Durch Erniedrigung des Drucks im Reaktor und erhöhter Temperatur zersetzen sich die Hydride und Wasserstoff kann, wie bereits beschrieben, abgezogen werden. Die verbleibenden Chloride sind aufwendiger zu entfernen. Durch den relativ geringen Schmelz- und Siedepunkt der Seltenerdchloride ist eine Abtrennung aber ebenfalls durch hohe Tempe- raturen möglich. Dabei wird die Temperatur soweit erhöht, dass die Chloride verflüssigen, das Metall jedoch fest bleibt und so beide Phasen getrennt werden können. Alternativ kann die Temperatur bis zum Siedepunkt des Chlorids erhöht werden, was bevorzugt bei gleichzeitiger Absenkung des Prozessdrucks erfolgt, sodass die Chloride aus der flüssigen Metallphase destilliert werden. Anhand von Figur 3, in der ein schematisches Schaubild einer Vorrichtung gegeben ist, die zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, soll insbesondere eine vorteilhafte Prozessgasführung für das erfindungsgemäße Verfahren beispielhaft erläutert werden. Der Reaktor 24, schema- tisch in Figur 3 als Kästchen dargestellt, entspricht im Wesentlichen dem Reaktor 24 in Figur 2. Das Gasgemisch, das aus einer Mischung von HCl und Wasserstoff besteht, wird aus dem Reaktor 24, wie bereits beschrieben geleitet, es folgt beispielhaft ein Wärmetauscher 44, in dem dieses Produktgasge- misch als HCl und H2 abgekühlt wird. Es erfolgen noch zwei weitere Wärmetauschprozesse 45 und 46, bis das Produktgas HCl in Mischung mit H2 in die bereits beschriebene Kühlfalle 40 geleitet wird. In der Kühlfalle 40 fällt das bei Reaktionstemperatur gasförmige Hydrochlorid aus, und es bleibt in der Leitung der Wasserstoff beziehungsweise ein anderes Trägergas übrig. Das ausgefallene Hydrochlorid wird hier nicht dargestellt, da es aus der Kühlfalle 40 abgeleitet wird. Der nun separierte Wasserstoff beziehungsweise ein anderes Trägergas, gegebenenfalls auch ein Inertgas wie Argon, wird nun über Wärmetauscher 46 und 44 angetrieben durch ein Gebläse 42 vorgewärmt und dem Reaktor 24 wieder zugeführt. Im Reaktor 24 herrscht während der beschriebenen Reaktion gemäß den Gleichungen 1 und 2 ein deutlich erhöhter Wasserstoffpartial - druck, der dadurch aufrecht erhalten wird, dass Wasserstoff durch die Zuleitung 26 stets dem Reaktor zugeführt wird. Das Reaktionsprodukt Hydrochlorid, oder gegebenenfalls eine andere WasserstoffVerbindung je nach verwendetem Ausgangsmaterial, sollte jedoch einen möglichst geringen Partialdruck aufweisen, sodass die Reaktion gemäß Gleichung 1 möglichst voll- ständig abläuft und stets auf der rechten Seite der Reaktionsgleichung liegt. Aus diesem Grund wird, wie bereits beschrieben, der über die Gasabfuhr 38 dieses Produktgas möglichst umfassend abgesaugt. Dabei werden selbstverständlich auch das Trägergas und der Wasserstoff ebenfalls mit abgesaugt. Der Wasserstoff artialdruck wird aufrecht erhalten, indem wieder neuer Wasserstoff über die Zuleitung 26 eingebracht wird. The conversion of the SECI3 according to equation 1 to the rare earth metal should proceed as completely as possible according to the equation described in order to produce a pure product. In actual practice, however, it is often the case under given circumstances that the reaction equations are not always completely on the right side, so that possibly reduced metal has yet to be purified by chlorides and hydrides. By lowering the pressure in the reactor and elevated temperature, the hydrides decompose and hydrogen can, as already described, be removed. The remaining chlorides are more expensive to remove. Due to the relatively low melting and boiling point of the rare earth chlorides, separation is also possible by high temperatures. The temperature is increased so much that the chlorides liquefy, but the metal remains solid and so both phases can be separated. Alternatively, the temperature can be raised to the boiling point of the chloride, which is preferably done with simultaneous lowering of the process pressure, so that the chlorides are distilled from the liquid metal phase. On the basis of Figure 3, in which a schematic diagram of a device is provided which is suitable for implementing the method according to the invention, in particular an advantageous process gas guide for the inventive method will be exemplified. The reactor 24, shown schematically as a box in FIG. 3, essentially corresponds to the reactor 24 in FIG. 2. The gas mixture, which consists of a mixture of HCl and hydrogen, is passed out of the reactor 24 as described above for example, a heat exchanger 44, in which this product gas mixture is cooled as HCl and H2. There are still two more heat exchange processes 45 and 46 until the product gas HCl is passed in mixture with H2 in the already described cold trap 40. In the cold trap 40, the gaseous hydrochloride precipitates at the reaction temperature, leaving the hydrogen or another carrier gas in the line. The precipitated hydrochloride is not shown here, as it is derived from the cold trap 40. The now separated hydrogen or another carrier gas, optionally also an inert gas such as argon, is now preheated by heat exchangers 46 and 44 through a blower 42 and fed back to the reactor 24. In the reactor 24, during the reaction described in accordance with Equations 1 and 2, a significantly increased hydrogen partial pressure prevails, which is maintained by the fact that hydrogen is always supplied to the reactor through the feed line 26. However, the reaction product hydrochloride, or optionally another hydrogen compound, depending on the starting material used, should have the lowest possible partial pressure, so that the reaction proceeds as completely as possible according to Equation 1 and always lies on the right side of the reaction equation. For this reason, as already described, the gas removal via the gas discharge 38 extracts this product gas as comprehensively as possible. It goes without saying also the carrier gas and the hydrogen also sucked with. The hydrogen pressure is maintained by renewing new hydrogen introduced via the supply line 26.
Durch das Kondensieren des Hydrochlorids in der Kühlfalle 40 und das Wiedereinführen des Wasserstoffs in den Reaktor 24 kann ein unverhältnismäßig hoher Verbrauch an Wasserstoff vermieden werden. Zudem kann durch die beschriebenen Wärme- tauscher eine effektive Wärme- und Kälterückgewinnung erfolgen, sodass der Gesamtprozess energetisch gesehen sehr positiv abläuft. Gegenüber den im Stand der Technik verwendeten Elektrolytschmelzen werden durch das beschriebene Verfahren deutlich weniger Treibhausgase erzeugt, ferner kann das rück- gewonnene Hydrochlorid als Salzsäure gewinnbringend verkauft werden . By condensing the hydrochloride in the cold trap 40 and reintroducing the hydrogen into the reactor 24, a disproportionate consumption of hydrogen can be avoided. In addition, the described heat exchangers allow effective heat and cold recovery, so that the overall process is very positive in terms of energy. Compared to the electrolytic melts used in the prior art, significantly less greenhouse gases are produced by the process described; furthermore, the recovered hydrochloride can be sold as a hydrochloric acid in a profitable manner.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Darstellung eines elementares Seltenerdelementes durch eine Redoxreaktion, wobei die Eduktseite der Re- aktion eine Seltenerdverbindung umfasst, in der das Seltenerdelement in einer positiven Oxidationszahl vorliegt und Wasserstoff umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Redoxreaktion zweistufig verläuft, wobei zunächst eine Hydrierungsreaktion zwischen einem elementaren Seltenerdelement und Wasserstoff zu einem Seltenerdhydrid erfolgt und anschließend eine Reaktion zwischen der Seltenerdverbindung mit positiver Oxidationszahl und dem Seltenerdhydrid erfolgt, wobei als Produkt der Reaktion ein elementares Seltenerdelement und gleichzeitig eine Wasserstoffhaltige Verbindung erzeugt wird. 1. A process for the preparation of an elementary rare earth element by a redox reaction, wherein the reactant side of the reaction comprises a rare earth compound in which the rare earth element is present in a positive oxidation number and hydrogen, characterized in that the redox reaction proceeds in two stages, wherein initially a hydrogenation reaction between an elemental rare earth element and hydrogen is added to a rare earth hydride and then a reaction between the rare earth compound having a positive oxidation number and the rare earth hydride, wherein the product of the reaction, an elemental rare earth element and simultaneously a hydrogen-containing compound is generated.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seltenerdverbindung, in der das Seltenerdelement eine positive Oxidationszahl aufweist, ein Halogenid oder ein Oxid ist . 2. The method according to claim 1, characterized in that the rare earth compound in which the rare earth element has a positive oxidation number, a halide or an oxide.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Hydrierungsreaktion bei einem Druck von mehr als 10 bar, insbesondere von mehr als 40 bar stattfindet . 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that at least the hydrogenation reaction takes place at a pressure of more than 10 bar, in particular more than 40 bar.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Redoxreaktion bei einer Temperatur von mehr als 800° C, insbesondere bei mehr als 1000° C stattfindet . 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the redox reaction takes place at a temperature of more than 800 ° C, in particular at more than 1000 ° C.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserstoffhaltige Verbindung auf der Produktseite der Redoxreaktion gasförmig ist und der Par- tialdruck dieser Wasserstoffhaltigen Verbindung erniedrigt wird. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the hydrogen-containing compound on the product side of the redox reaction is gaseous and the partial pressure of this hydrogen-containing compound is lowered.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserstoffhaltige Verbindung durch ein Gebläse aus einem Reaktor abgeführt wird. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the hydrogen-containing compound is removed by a blower from a reactor.
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