RU2634820C2 - Method for preparing metal neodymium from its oxide - Google Patents

Method for preparing metal neodymium from its oxide Download PDF

Info

Publication number
RU2634820C2
RU2634820C2 RU2016110515A RU2016110515A RU2634820C2 RU 2634820 C2 RU2634820 C2 RU 2634820C2 RU 2016110515 A RU2016110515 A RU 2016110515A RU 2016110515 A RU2016110515 A RU 2016110515A RU 2634820 C2 RU2634820 C2 RU 2634820C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
vacuum
stage
neodymium
heating
Prior art date
Application number
RU2016110515A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016110515A (en
Inventor
Владимир Павлович Менушенков
Надежда Александровна Минаева
Антон Олегович Минков
Ирина Олеговна Минкова
Александр Григорьевич Савченко
Андрей Васильевич Свиридов
Артем Викторович Сухарев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ ВакЭТО" (ООО НПП ВакЭТО)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ ВакЭТО" (ООО НПП ВакЭТО) filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ ВакЭТО" (ООО НПП ВакЭТО)
Priority to RU2016110515A priority Critical patent/RU2634820C2/en
Publication of RU2016110515A publication Critical patent/RU2016110515A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2634820C2 publication Critical patent/RU2634820C2/en

Links

Classifications

    • 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

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: method involves mixing neodymium oxide with graphite powder followed by pressing the produced mixture into briquettes and heating the produced briquettes in vacuum or vacuum-hydrogen furnace for reduction of oxide. The reduction is carried out in four stages: the first stage briquettes are heated in vacuum of 1-10 Pa to a temperature of 1000°C. At the second stage heating is performed under argon atmosphere to temperature 1750-1900°C with holding at this temperature for 120-180 min; at the third stage heating is performed at 500…600°C for 120…420 min in hydrogen containing atmosphere. At the fourth stage heating is carried out in vacuum of 1-10 Pa to temperature from 900-1000°C with holding at this temperature for 60-180 min followed by cooling to room temperature. Each subsequent stage is carried out immediately after completion of the previous stage with appropriate heating or cooling.
EFFECT: preparation of neodymium from oxide without contamination with oxygen and carbon.
1 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к металлургии, в частности к получению металлического неодима из его оксидаThe invention relates to metallurgy, in particular to the production of metallic neodymium from its oxide

Известен карботермический способ получения редкоземельных металлов (РЗМ), в частности, неодима (Михайличенко A.M., Михлин Е.Б., Патрикеев Ю.Б. Редкоземельные металлы. М.: Металлургия, 1987. - 232 с., стр. 189), включающий следующие технологические операции:Known carbothermal method for producing rare earth metals (REM), in particular, neodymium (Mikhaylichenko AM, Mikhlin EB, Patrikeev Yu.B. Rare earth metals. M: Metallurgy, 1987. - 232 S., p. 189), including following technological operations:

- на первом этапе протекает реакция между оксидом РЗМ (R) и графитом:- at the first stage, a reaction proceeds between the rare-earth oxide (R) oxide and graphite:

Figure 00000001
Figure 00000001

- на втором этапе происходит диссоциация полученного карбида с испарением РЗМ:- at the second stage, the obtained carbide is dissociated with the evaporation of rare-earth metals:

Figure 00000002
Figure 00000002

Недостаток этого способа заключается в том, что диссоциация карбида неодима происходит крайне медленно. В справочнике (Термодинамика карбидов и нитридов. Справочное издание/ И.С. Куликов. - Челябинск: Металлургия, Челябинское отделение, 1988. - 320 с., с. 67, формула (5.105)) приведены формулы для расчета давления пара неодима при диссоциации карбида неодима и испарения неодима. Это позволяет рассчитать количество неодима, который испаряется после диссоциации карбида неодима и осаждается на охлаждаемый водой конденсатор, в зависимости от температуры (атомная единица массы принята равной 1,661*10-24 г, 1 атмосфера принята равной 750 мм рт. ст.). Данные расчета сведены в таблицу.The disadvantage of this method is that the dissociation of neodymium carbide occurs extremely slowly. The reference book (Thermodynamics of carbides and nitrides. Reference publication / I.S. Kulikov. - Chelyabinsk: Metallurgy, Chelyabinsk Branch, 1988. - 320 p., P. 67, formula (5.105)) formulas are given for calculating the pressure of neodymium vapor during dissociation neodymium carbide and neodymium evaporation. This allows us to calculate the amount of neodymium that evaporates after dissociation of neodymium carbide and precipitates on a water-cooled condenser, depending on temperature (the atomic mass unit is assumed to be 1.661 * 10 -24 g, 1 atmosphere is taken to be equal to 750 mm Hg). The calculation data are summarized in a table.

Figure 00000003
Figure 00000003

Таким образом, даже при нагреве на температуру 2227°С (2500 К) из тигля диаметром 500 мм, например, при выдержке 3 часа количество неодима, которое может быть осаждено на конденсаторе, не превышает 16,1 г. Thus, even when heated to a temperature of 2227 ° C (2500 K) from a crucible with a diameter of 500 mm, for example, when holding for 3 hours, the amount of neodymium that can be deposited on the condenser does not exceed 16.1 g.

Наиболее близким к заявляемому способу является плазменно-углеродный способ получения редкоземельных металлов и устройство для его осуществления, описанный в патенте РФ №2499848, МПК С22В 59/00, С22В 5/10, дата публикации патента 27.11.2013 г. Этот способ включает в себя смешивание порошкообразных оксидов редкоземельных металлов с углеродсодержащим компонентом, нагрев шихты без доступа воздуха до температуры более 2000°С с откачкой выделяющихся при восстановлении оксидов углерода и получением порошков чистых карбидов. Охлажденный карбид неодима извлекают из вакуумной термической установки, смешивают с порошками чистых тугоплавких металлов, например вольфрама, нагревают в вакууме до температуры не менее 1800°С и, при протекании обменной реакции с образованием карбидов тугоплавких металлов и металлического РЗМ, осуществляют испарение РЗМ с его осаждением на охлаждаемом конденсаторе.Closest to the claimed method is a plasma-carbon method for producing rare earth metals and a device for its implementation, described in RF patent No. 2499848, IPC C22B 59/00, C22B 5/10, patent publication date November 27, 2013. This method includes mixing powdered rare-earth metal oxides with a carbon-containing component, heating the mixture without air to a temperature of more than 2000 ° C with evacuation of carbon oxides released during reduction and obtaining pure carbides powders. Chilled neodymium carbide is removed from the vacuum thermal installation, mixed with powders of pure refractory metals, for example tungsten, heated in vacuum to a temperature of at least 1800 ° C and, during the course of the exchange reaction with the formation of carbides of refractory metals and metallic rare-earth metals, REM is evaporated with its deposition on a cooled condenser.

У указанного способа имеются следующие недостатки. Во-первых, в соответствии с данными по диаграммам состояния неодима с тугоплавкими металлами: Nd - W, Nd - Mo и Nd - Та (Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник в 3 т.: Т.3, Кн. 1/ Под общ ред. Н.П. Лякишева. - М.: Машиностроение, 2001. - 872 с.; стр. 612, 417, 600 соответственно) присутствует взаимная растворимость (хотя и ограниченная) между тугоплавким металлом и неодимом. Следовательно, существует опасность загрязнения карбида тугоплавкого металла, который авторы рассматриваемого способа предполагают использовать в твердом сплаве, неодимом, а также неодима - тугоплавким металлом.This method has the following disadvantages. Firstly, in accordance with the data on the state diagrams of neodymium with refractory metals: Nd - W, Nd - Mo and Nd - Ta (State diagrams of binary metal systems: Handbook in 3 volumes: T.3, Book 1 / Subtotal Edited by N.P. Lyakishev. - M .: Mashinostroenie, 2001. - 872 pp .; p. 612, 417, 600 respectively) there is mutual solubility (albeit limited) between the refractory metal and neodymium. Therefore, there is a risk of contamination of carbide of a refractory metal, which the authors of the method under consideration intend to use in a hard alloy, neodymium, and also neodymium, in a refractory metal.

Во-вторых, извлекаемый карбид неодима при перемешивании по рассматриваемому способу может взаимодействовать с находящимися в воздухе парами воды, в результате такой химической реакции образуется гидроксид неодима:Secondly, the recovered neodymium carbide with stirring according to the considered method can interact with water vapor in the air, as a result of such a chemical reaction, neodymium hydroxide is formed:

Figure 00000004
Figure 00000004

В-третьих, при смешивании на воздухе карбидов РЗМ с порошками тугоплавких металлов существует вероятность образования оксикарбидов (Михайличенко А.И., Михлин Е.Б., Патрикеев Ю.Б. Редкоземельные металлы. М.: Металлургия, 1987. - 232 с., стр. 190).Thirdly, when airborne rare-earth carbides are mixed with refractory metal powders, there is a possibility of the formation of oxycarbides (Mikhaylichenko A.I., Mikhlin E.B., Patrikeev Yu.B. Rare-earth metals. M: Metallurgy, 1987. - 232 p. , p. 190).

Задача настоящего изобретения состоит в разработке способа получения металлического неодима из его оксида.The objective of the present invention is to develop a method for producing metallic neodymium from its oxide.

Поставленная задача решается тем, что для осуществления заявляемого технического решения смешивают порошок оксида неодима с графитовым порошком, прессуют полученную смесь в брикеты и нагревают полученные брикеты в вакуумной или вакуумно-водородной печи; восстановление при этом проводят в четыре этапа. На первом - брикеты нагревают в вакууме; на втором - в атмосфере инертного газа; на третьем - в атмосфере, содержащей водород; на четвертом - в вакууме с последующим охлаждением в той же среде. На первом этапе восстановления, которое ведут при нагреве до температуры 900…1000°С с выдержкой при этой температуре в течение 30…60 мин., происходит деструкция Nd(OH)3, имеющегося в оксиде неодима, с образованием Nd2О3 и паров воды, которые откачиваются вакуумным насосом. На втором этапе нагрев до температуры 1700…1900°С и выдержку при этой температуре в течение 120…360 мин проводят в атмосфере инертного газа (например, аргона) давлением 30…70 кПа. Это позволяет уменьшить потери Nd2О3, связанные с сублимацией этого оксида, по сравнению с нагревом, проводимом в вакууме. Третий этап включает в себя проведение нагрева при температуре 500…600°С с последующей выдержкой в среде, содержащей водород. На этом этапе протекает реакция взаимодействия карбида неодима с водородом с образованием гидридов неодима и углеводородов. Четвертый этап - нагрев в вакууме 1…10 Па до температуры 900…1000°С. При этой температуре происходит дегидрирование гидридов неодима с откачкой выделяющегося водорода и образованием металлического неодима. После завершения дегидрирования охлаждение до комнатной температуры ведут в вакууме 1…10 Па.The problem is solved in that to implement the claimed technical solution, neodymium oxide powder is mixed with graphite powder, the resulting mixture is pressed into briquettes and the resulting briquettes are heated in a vacuum or vacuum-hydrogen furnace; recovery is carried out in four stages. On the first - briquettes are heated in a vacuum; on the second - in an inert gas atmosphere; in the third, in an atmosphere containing hydrogen; in the fourth, in vacuum, followed by cooling in the same medium. At the first stage of reduction, which is carried out by heating to a temperature of 900 ... 1000 ° С with holding at this temperature for 30 ... 60 minutes, the destruction of Nd (OH) 3 present in neodymium oxide occurs with the formation of Nd 2 О 3 and vapors water that is pumped out by a vacuum pump. At the second stage, heating to a temperature of 1700 ... 1900 ° C and holding at this temperature for 120 ... 360 minutes is carried out in an atmosphere of inert gas (for example, argon) with a pressure of 30 ... 70 kPa. This allows you to reduce the loss of Nd 2 About 3 associated with the sublimation of this oxide, in comparison with heating carried out in vacuum. The third stage includes heating at a temperature of 500 ... 600 ° C, followed by exposure to a medium containing hydrogen. At this stage, the reaction of interaction of neodymium carbide with hydrogen proceeds with the formation of neodymium hydrides and hydrocarbons. The fourth stage is heating in a vacuum of 1 ... 10 Pa to a temperature of 900 ... 1000 ° C. At this temperature, dehydrogenation of neodymium hydrides occurs with the evacuation of hydrogen and the formation of metallic neodymium. After completion of dehydrogenation, cooling to room temperature is carried out in a vacuum of 1 ... 10 Pa.

Выбранные диапазоны параметров настоящего изобретения обусловлены следующими соображениями.The selected ranges of the parameters of the present invention are due to the following considerations.

Взаимодействие оксида неодима с порошком графита является твердофазной реакций, для протекания которой необходимо обеспечить достаточную площадь межфазной границы. Усилие в 20…25 МПа позволяет получить брикет, сохраняющий заданную форму, а также обеспечивает возможность протекания реакции:The interaction of neodymium oxide with graphite powder is a solid-phase reaction, for the course of which it is necessary to ensure a sufficient interface area. A force of 20 ... 25 MPa allows you to get a briquette that retains a given shape, and also provides the possibility of a reaction:

Figure 00000005
Figure 00000005

Брикеты загружают в графитовый тигель. Из брикетов в тигле формируется загрузка печи.Briquettes are loaded into a graphite crucible. From briquettes in the crucible, the furnace loading is formed.

На этапе 1 нагрев в вакууме до температуры 900…1000°С приводит к разложению имеющегося в оксиде неодима гидроксида (с учетом невысокой теплопроводности загрузки процесс ведут до снижения величины остаточного давления до постоянной величины). Снижение температуры неоправданно увеличивает время изотермической выдержки. Повышение температуры приводит к интенсификации взаимодействия графита с парами вода и удалению углерода в виде газообразных оксидов из реакционной зоны.At stage 1, heating in vacuum to a temperature of 900 ... 1000 ° C leads to decomposition of the hydroxide in neodymium oxide (taking into account the low thermal conductivity of the load, the process is carried out until the residual pressure decreases to a constant value). Lowering the temperature unnecessarily increases the time of isothermal exposure. An increase in temperature leads to an intensification of the interaction of graphite with water vapor and the removal of carbon in the form of gaseous oxides from the reaction zone.

Проведение нагрева на втором этапе для осуществления реакции (2) проводят в атмосфере инертного газа (например, аргона) для уменьшения (или исключения) потерь оксида неодима, вызванных его сублимацией. Достаточной величиной остаточного давления являются значения 30…70 кПа. Наличие спрессованных брикетов (а не смеси порошков) позволяет снизить температуру протекания реакции (2) до 1700…1900°С (по данным прототипа - патент РФ №2499848, МПК С22В 59/00, С22В 5/10 температура протекания этой реакции не менее 2000°С.) В зависимости от массы загрузки и ее расположения в графитовом тигле время протекания реакции составляет 180…360 мин.Carrying out the heating in the second stage to carry out reaction (2) is carried out in an inert gas atmosphere (for example, argon) to reduce (or eliminate) losses of neodymium oxide caused by its sublimation. A sufficient value of the residual pressure are values of 30 ... 70 kPa. The presence of compressed briquettes (rather than a mixture of powders) allows to reduce the temperature of the reaction (2) to 1700 ... 1900 ° C (according to the prototype - RF patent No. 2499848, IPC С22В 59/00, С22В 5/10, the temperature of this reaction is not less than 2000 ° C.) Depending on the mass of the load and its location in the graphite crucible, the reaction time is 180 ... 360 minutes.

Получаемый в результате реакции (2) карбид неодима при взаимодействии с водородом (водород - на проток или разовым напуском в печь) на третьем этапе "переходит" в гидриды неодима с образованием углеводородов. Например, при образовании метана реакции выглядят следующим образом:In the course of reaction (2), neodymium carbide reacts with hydrogen (hydrogen into the duct or with a single inlet into the furnace) at the third stage, and converts to neodymium hydrides with the formation of hydrocarbons. For example, when methane is formed, the reactions are as follows:

Figure 00000006
Figure 00000006

Реакции (3)-(6) - экзотермические. Поскольку углеводороды при температуре 700…800°С, как это следует из термодинамических расчетов, распадаются с образованием углерода и водорода, то на этапе 3 температура должна составлять 500…600°С.Reactions (3) - (6) are exothermic. Since hydrocarbons at a temperature of 700 ... 800 ° С, as follows from thermodynamic calculations, decompose with the formation of carbon and hydrogen, then at stage 3 the temperature should be 500 ... 600 ° С.

После завершения образования гидридов неодима на четвертом этапе проводят операцию дегидрирования с откачкой выделяющегося водорода. С учетом температуры плавления неодима, равной ориентировочно 1020°С, в зависимости от возможности регулятора подачи мощности в печь и ее конструктивных особенностей, температура проведения дегидрирования составит 900…1000°С.After completion of the formation of neodymium hydrides, in the fourth stage, a dehydrogenation operation is carried out with evacuation of the generated hydrogen. Taking into account the melting temperature of neodymium, which is approximately equal to 1020 ° C, depending on the ability of the regulator to supply power to the furnace and its design features, the dehydrogenation temperature will be 900 ... 1000 ° C.

Пример 1Example 1

После проведения очистки в вакууме графитовый порошок (20,435 г) и порошок оксида неодима(90,950 г) состава (массовая доля, %): Nd-77%, Pr-0,2%, Ва-0,1%, Cd-0,1%, Сl - 0,1% смешивали в смесителе турбулентном С 2.0 с частотой вращения 40 об/мин. в течение 60 мин. Полученную смесь прессовали на лабораторном гидравлическом прессе "400 kN"; давление прессования 20 МПа. Полученные брикеты помещали в графитовый тигель, предварительно отожженный в вакууме. Проводили взвешивание тигля, тигля с брикетами и тигля с брикетами, помещенными в специализированный контейнер, на лабораторных электронных весах AJH-620 СЕ.After vacuum cleaning, graphite powder (20.435 g) and neodymium oxide powder (90.950 g) of the composition (mass fraction,%): Nd-77%, Pr-0.2%, Ba-0.1%, Cd-0, 1%, Сl - 0.1% was mixed in a turbulent С 2.0 mixer with a rotation speed of 40 rpm. within 60 minutes The resulting mixture was pressed on a 400 kN laboratory hydraulic press; pressing pressure of 20 MPa. The resulting briquettes were placed in a graphite crucible previously annealed in vacuum. The crucible, crucible with briquettes and crucible with briquettes placed in a specialized container were weighed on an AJH-620 CE laboratory electronic balance.

После взвешивания тигель устанавливали в рабочее пространство вакуумной электропечи; откачивали до достижения величины остаточного давления 1...10 Па и включали нагрев до температуры 1000°С. Осуществляли выдержку при этой температуре в течение 30 мин. Выключали нагрев. После охлаждения до комнатной температуры напускали в печь аргон, перегружали тигель в специализированный контейнер и проводили взвешивание контейнера с тиглем, внутри которого были помещены брикеты. Потеря массы брикетов составила 7,3%.After weighing, the crucible was installed in the working space of a vacuum electric furnace; pumped out until a residual pressure of 1 ... 10 Pa was reached and heating was turned on to a temperature of 1000 ° C. Exposure was carried out at this temperature for 30 minutes. Turned off the heat. After cooling to room temperature, argon was introduced into the furnace, the crucible was loaded into a specialized container, and the container with the crucible was weighed, inside which briquettes were placed. The mass loss of briquettes amounted to 7.3%.

Повторно загрузили эти же брикеты в вакуумную печь. Откачали до давления 1…10 Па, напустили аргон до давления 30 кПа, включили нагрев. Довели температуру до 1750°С, выдержка при этой температуре составила 120 мин. Выключили нагрев, охладили печь до комнатной температуры, напустили в рабочий объем печи аргон до атмосферного давления, извлекли брикеты, один из которых поместили их в специализированный контейнер (в контейнере - аргон).Re-loaded the same briquettes in a vacuum oven. We pumped it to a pressure of 1 ... 10 Pa, filled argon to a pressure of 30 kPa, turned on the heating. The temperature was brought up to 1750 ° C; the exposure at this temperature was 120 minutes. The heating was turned off, the furnace was cooled to room temperature, the argon was blown into the working volume of the furnace to atmospheric pressure, briquettes were removed, one of which was placed in a specialized container (argon in the container).

С помощью рентгеновского дифрактометра (здесь и далее рентгеновские исследования проведены на дифрактометре ДРОН-4 в СоКα - излучении) определяли фазовый состав (метод порошка). Идентифицирована фаза NdС2.Using an X-ray diffractometer (hereinafter, X-ray studies were carried out on a DRON-4 diffractometer in Co radiation), the phase composition (powder method) was determined. The NdC 2 phase has been identified.

Оставшиеся брикеты загрузили в вакуумную печь, откачали до остаточного давления 1…10 Па, провели напуск водорода и нагрели до температуры 550°С. Осуществили выдержку при этой температуре в течение 120 мин (время выдержки определяется, в частности, расходом водорода). Выключили нагрев, заменили водородную атмосферу в печи на атмосферу аргона давлением 101 кПа, после охлаждения печи до комнатной температуры извлекли брикеты, поместив один из них в специализированный контейнер (в контейнере - аргон).The remaining briquettes were loaded into a vacuum furnace, pumped out to a residual pressure of 1 ... 10 Pa, hydrogen was inlet and heated to a temperature of 550 ° C. Exposure was carried out at this temperature for 120 minutes (the exposure time is determined, in particular, by the consumption of hydrogen). The heating was turned off, the hydrogen atmosphere in the furnace was replaced with an argon atmosphere with a pressure of 101 kPa, after the furnace was cooled to room temperature, the briquettes were removed by placing one of them in a specialized container (argon in the container).

С помощью рентгеновского дифрактометра определяли фазовый состав (метод порошка). Идентифицированы фазы NdH2 и NdH3.An X-ray diffractometer determined the phase composition (powder method). The phases NdH 2 and NdH 3 were identified.

Оставшиеся брикеты загрузили в вакуумную печь, откачали до остаточного давления 1…10 Па, включили нагрев до температуры 900°С, выдержка при этой температуре составила 90 мин.The remaining briquettes were loaded into a vacuum oven, pumped out to a residual pressure of 1 ... 10 Pa, heating was turned on to a temperature of 900 ° C, holding at this temperature was 90 minutes.

Выключили нагрев, охладили печь до комнатной температуры, напустили в рабочий объем печи аргон до атмосферного давления, извлекли брикеты. Один из брикетов поместили в специализированный контейнер (в контейнере - атмосфера аргона).The heating was turned off, the furnace was cooled to room temperature, the argon was blown into the working volume of the furnace to atmospheric pressure, and the briquettes were removed. One of the briquettes was placed in a specialized container (in the container is an argon atmosphere).

С помощью рентгеновского дифрактометра определяли фазовый состав (метод порошка). Идентифицирована фаза Nd.An X-ray diffractometer determined the phase composition (powder method). The Nd phase has been identified.

Пример 2Example 2

После проведения очистки в вакууме графитовый порошок (159,393 г) и порошок оксида неодима (709,511 г) того же состава, что и в Примере 1, смешивали в смесителе турбулентном С 2.0 с частотой вращения 40 об/мин в течение 60 мин.After vacuum cleaning, graphite powder (159.393 g) and neodymium oxide powder (709.511 g) of the same composition as in Example 1 were mixed in a turbulent C 2.0 mixer with a rotation speed of 40 rpm for 60 min.

Полученную порошковую смесь прессовали в брикеты на лабораторном гидравлическом прессе "400 kN"; давление прессования 25 МПа.The resulting powder mixture was pressed into briquettes on a 400 kN laboratory hydraulic press; pressing pressure 25 MPa.

Брикеты загружали в графитовые тигли, предварительно отожженные при температуре 1900°С в вакууме 1…10 Па в течение 60 мин., и помешали в вакуумную печь. После откачки печи до давления 1…10 Па включали нагрев до температуры 1000°С. Осуществляли выдержку при этой температуре в течение 60 мин. Прекращали откачку и напускали в печь аргон до давления 70 кПа. Поднимали температуру до 1850°С, осуществляли выдержку при этой температуре в течение 180 мин. Охлаждали печь до температуры 600°С, производили замену атмосферы в рабочем пространстве печи с атмосферы аргона на водородную атмосферу (давление водорода 101 кПа). Осуществляли выдержку в этих условиях в течение 300 мин. После завершения выдержки проводили эвакуацию водорода и вакуумную откачку печи до давления 1…10 Па с одновременным повышением температуры до 1000°С. По достижении этой температуры проводили выдержку в течение 180 мин. Охлаждали печь до комнатной температуры, не прерывая откачки. Выключали откачку, напускали в печь аргон до атмосферного давления, извлекали тигли с брикетами.Briquettes were loaded into graphite crucibles, previously annealed at a temperature of 1900 ° C in a vacuum of 1 ... 10 Pa for 60 minutes, and placed in a vacuum oven. After pumping the furnace to a pressure of 1 ... 10 Pa, heating was turned on to a temperature of 1000 ° C. Exposure was carried out at this temperature for 60 minutes. The pumping was stopped and argon was introduced into the furnace to a pressure of 70 kPa. The temperature was raised to 1850 ° C, and exposure was carried out at this temperature for 180 minutes. The furnace was cooled to a temperature of 600 ° C; the atmosphere in the furnace working space was replaced from an argon atmosphere to a hydrogen atmosphere (hydrogen pressure 101 kPa). Exposure was carried out under these conditions for 300 minutes. After completion of exposure, hydrogen was evacuated and the furnace was evacuated to a pressure of 1 ... 10 Pa with a simultaneous increase in temperature to 1000 ° C. Upon reaching this temperature, holding was carried out for 180 minutes. The furnace was cooled to room temperature without interrupting pumping. The pumping was turned off, argon was introduced into the furnace to atmospheric pressure, and crucibles with briquettes were removed.

Содержимое одного из тиглей (один брикет) помещали в специализированный контейнер с аргоном. С помощью рентгеновского дифрактометра определяли фазовый состав. Идентифицирована фаза Nd.The contents of one of the crucibles (one briquette) were placed in a specialized container with argon. An X-ray diffractometer determined the phase composition. The Nd phase has been identified.

Claims (1)

Способ получения металлического неодима из его оксида, включающий смешивание оксида неодима с графитовым порошком, прессование полученной смеси в брикеты и нагрев полученных брикетов, отличающийся тем, что получение неодима проводят в вакуумной или вакуумно-водородной печи в четыре этапа, на первом из которых брикеты нагревают в вакууме, на втором - в атмосфере инертного газа, на третьем - в атмосфере, содержащей водород, а на четвертом - в вакууме, при этом нагрев на первом этапе ведут в вакууме 1-10 Па до температуры 1000°С, нагрев на втором этапе ведут в атмосфере аргона до температуры 1750-1900°С с выдержкой при этой температуре в течение 120-180 мин, на третьем этапе нагрев ведут при температуре 500-600°С в течение 120-420 мин в атмосфере, содержащей водород, а на четвертом этапе нагрев ведут в вакууме 1-10 Па до температуры 900-1000°С с выдержкой при этой температуре в течение 60-180 мин с последующим охлаждением до комнатной температуры, причем проведение каждого последующего этапа осуществляют непосредственно после завершения предыдущего с соответствующим нагревом или охлаждением.A method of producing metal neodymium from its oxide, comprising mixing neodymium oxide with graphite powder, pressing the resulting mixture into briquettes and heating the resulting briquettes, characterized in that the production of neodymium is carried out in a vacuum or vacuum-hydrogen furnace in four stages, the first of which the briquettes are heated in a vacuum, in the second in an inert gas atmosphere, in the third in an atmosphere containing hydrogen, and in the fourth in a vacuum, while the first stage is heated in a vacuum of 1-10 Pa to a temperature of 1000 ° C, the second stage is heated APEs are conducted in an argon atmosphere to a temperature of 1750-1900 ° С with holding at this temperature for 120-180 minutes, at the third stage, heating is carried out at a temperature of 500-600 ° С for 120-420 minutes in an atmosphere containing hydrogen, and the fourth stage, heating is carried out in a vacuum of 1-10 Pa to a temperature of 900-1000 ° C with holding at this temperature for 60-180 minutes, followed by cooling to room temperature, and each subsequent stage is carried out immediately after completion of the previous one with appropriate heating or cooling .
RU2016110515A 2016-03-22 2016-03-22 Method for preparing metal neodymium from its oxide RU2634820C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016110515A RU2634820C2 (en) 2016-03-22 2016-03-22 Method for preparing metal neodymium from its oxide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016110515A RU2634820C2 (en) 2016-03-22 2016-03-22 Method for preparing metal neodymium from its oxide

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016110515A RU2016110515A (en) 2017-09-25
RU2634820C2 true RU2634820C2 (en) 2017-11-03

Family

ID=59930877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016110515A RU2634820C2 (en) 2016-03-22 2016-03-22 Method for preparing metal neodymium from its oxide

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2634820C2 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2783125A (en) * 1949-07-21 1957-02-26 Produits Chim Terres Rares Soc Treatment of monazite
FR2555611A1 (en) * 1983-11-25 1985-05-31 Rhone Poulenc Spec Chim Process for the preparation of alloys of aluminium and of rare earths
EP0265547A1 (en) * 1986-10-30 1988-05-04 URAPHOS CHEMIE GmbH Method of recovering rare earths, and in a given case, uranium and thorium from heavy phosphate minerals
EP0522234A1 (en) * 1991-07-01 1993-01-13 Y.G. Gorny Method for extracting rare-earth elements from phosphate ore
WO2002090606A1 (en) * 2001-04-18 2002-11-14 Mikhail Mikhailovich Verklov Metallothermic method for recovering rare-earth metals from fluorides thereof used for producing alloys and batch for carrying out said method.
RU2317342C2 (en) * 2006-01-10 2008-02-20 Владимир Александрович Баранов Method of reduction of metal oxides
RU2499848C2 (en) * 2011-09-14 2013-11-27 Открытое акционерное общество "Сибирский завод электротермического оборудования" "ОАО "Сибэлектротерм" Plasma-carbon production method of rare-earth metals, and device for its implementation

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2783125A (en) * 1949-07-21 1957-02-26 Produits Chim Terres Rares Soc Treatment of monazite
FR2555611A1 (en) * 1983-11-25 1985-05-31 Rhone Poulenc Spec Chim Process for the preparation of alloys of aluminium and of rare earths
EP0265547A1 (en) * 1986-10-30 1988-05-04 URAPHOS CHEMIE GmbH Method of recovering rare earths, and in a given case, uranium and thorium from heavy phosphate minerals
EP0522234A1 (en) * 1991-07-01 1993-01-13 Y.G. Gorny Method for extracting rare-earth elements from phosphate ore
WO2002090606A1 (en) * 2001-04-18 2002-11-14 Mikhail Mikhailovich Verklov Metallothermic method for recovering rare-earth metals from fluorides thereof used for producing alloys and batch for carrying out said method.
RU2317342C2 (en) * 2006-01-10 2008-02-20 Владимир Александрович Баранов Method of reduction of metal oxides
RU2499848C2 (en) * 2011-09-14 2013-11-27 Открытое акционерное общество "Сибирский завод электротермического оборудования" "ОАО "Сибэлектротерм" Plasma-carbon production method of rare-earth metals, and device for its implementation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016110515A (en) 2017-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sabat et al. Reduction of copper oxide by low-temperature hydrogen plasma
Školáková et al. Kinetic and thermodynamic description of intermediary phases formation in Ti-Al system during reactive sintering
Manukyan et al. Reaction pathway in the MoO3+ Mg+ C reactive mixtures
Kumar et al. Formation of diamond from supercritical H2O–CO2 fluid at high pressure and high temperature
Asadikiya et al. Thermodynamic modeling and investigation of the oxygen effect on the sintering of B4C
Zhang et al. Study of formation behavior of ZrC in the Cu–Zr–C system during combustion synthesis
Orthner et al. Reaction sintering of titanium carbide and titanium silicide prepared by high-energy milling
US20100064852A1 (en) Method for purification of metal based alloy and intermetallic powders
Tsuchiya et al. Combustion synthesis of TiFe-based hydrogen storage alloy from titanium oxide and iron
Zhou Methods of MAX-phase synthesis and densification–II
US3065958A (en) Production of metals
RU2634820C2 (en) Method for preparing metal neodymium from its oxide
FENG et al. Carbothermal reduction-chlorination-disproportionation of alumina in vacuum
NO894770L (en) PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF ALUMINUM NITRID.
Chanadee et al. Synthesis of WSi2 and W2B intermetallic compound by in-situ self propagating high-temperature synthesis reaction
WO2000049188A1 (en) Refining of tantalum and tantalum scrap with carbon
Zhang et al. Study of formation behavior of ZrC in the Fe–Zr–C system during combustion synthesis
Wang et al. Formation of MgO‐B4C Composite via aThermite‐Based Combustion Reaction
WO2014077215A1 (en) Method for manufacturing electroconductive mayenite compound
JP2015182936A (en) High-purity boron and production method thereof
Wang et al. A new route to produce submicron Mo powders via carbothermal pre-reduction followed by deep magnesium reduction
Wakabayashi et al. Self-ignition combustion synthesis of TiFe in hydrogen atmosphere
Zeng et al. In-situ reaction synthesis of pure bulk gadolinium dihydride materials
Tripathy On the thermal decomposition of vanadium nitride
RU2361699C1 (en) Method of microcrystalline powder of ittrium receiving