5.1.5 Отримання лантаноїдів

                Основний спосіб отримання лантаноїдів - відновлення металів з їх оксидів воднем або іншими відновниками.

                А.Н.Даапе і Ф.Спендінг розробили двостадійний спосіб отримання елементарного диспрозію. Спочатку окисел диспрозію перетворюють на фторид, на який потім діють металевим кальцієм при швидкому нагріванні:

                  Dy2O3 + 6HF → 2DyF3 + ЗН2О,          (5.5)

                    2DyF3 + ЗСа1500°C → 3CaF2 + 2Dy.           (5.6)

                Такий спосіб дозволяє одержувати метал високої чистоти. Тербій   одержують,   відновлюючи   Тb2Оз кальцієм   або електролізом розплаву ТbС13.

                Завдяки впровадженню передових технологій отримання лантаноїдів, такі, як іонний обмін, зонна плавка, екстракція, одержують метали з великим виходом і високої чистоти.

                Теоретично з броміду самарію можливо виділити чистий метал. Проте при взаємодії з активними металами основна маса початкової речовини сублімується:

                                    SmBr2 + Ва →  Sm + ВаВr2.                  (5.7)

                Лантан одержують з монациту в декілька стадій. Перша стадія концентрації відбувається вже на дразі. Густина монациту 4,9-5,3, а звичного піску – в середньому 2,7 г/см3. При такій різниці у вазі гравітаційне розділення не становить особливих труднощів. Але, окрім монациту, в тих же пісках є інші важкі мінерали. Тому щоб одержати монацитовий концентрат чистотою 92-96%, застосовують комплекс гравітаційних, магнітних і електростатичних методів збагачення. У результаті попутно одержують ільменітовий рутил, цирконовий та інші цінні концентрати.

                Як і всякий мінерал, монацит треба "розкрити". Найчастіше монацитовий концентрат обробляють для цього концентрованою сірчаною кислотою. Сульфати рідкоземельних елементів і торію, що утворюються, вилуговують

звичайною водою. Після того, як вони перейдуть в розчин, в осаді залишаються кремнезем і частина циркону, що не відділилася на попередніх стадіях.

                На наступній стадії розділення витягують короткоіснуючий радій-228, а потім і торій - іноді разом з церієм, іноді окремо. Відділення церію від лантану і суміші лантаноїдів не особливо складне: на відміну від них, він здатний проявляти валентність 4+ і у вигляді гідроксиду Се(ОН)4 переходити в осад, тоді як його тривалентні аналоги залишаються в розчині. Відзначимо тільки, що операція відділення церію, як, втім, і попередні, проводиться багато разів - щоб якомога повніше «вичавити» дорогий рідкоземельний концентрат.

                Після того, як церій, виділений  в розчині найбільше  лантану (у вигляді нітрату Lа(NO3)3, оскільки на одній із проміжних стадій сірчана кислота була замінена азотною, щоб полегшити подальше розділення). З цього розчину і одержують лантан, додаючи аміак, нітрати амонію і кадмію. За наявності Сd(NO3)2 розділення більш повно. За допомогою цих речовин всі лантаноїди переходять в осад, у фільтраті ж залишаються лише кадмій і лантан. Кадмій обкладають сірководнем, відділяють осад, а розчин нітрату лантану ще кілька разів очищають дробовою кристалізацією від домішок лантаноїдів.

                Таким чином, одержують хлорид лантану LаС13-. Електроліз розплавленого хлориду дає лантан чистотою до 99,5%. Ще чистіший лантан (99,79% і вище) одержують кальцієтермічним способом. Така традиційна класична технологія.