Редкоземельные элементы. Технология и применение: Пер. с ангй. / Под ред. Виллами Ф. М.: Металлургия, 1985, 376с.
Описаны патенты США начиная с 1973 г. по технологии производства и применению редкоземельных элементов (РЗЭ). Подробно освещены способы выделения РЗЭ из руд, их разделение, использование в металлургии, радиоэлектронике, химической промышленности, для охраны окружающей среды. Описаны способы выращивания монокристаллов, соединений РЗЭ, а также получения люминофоров на их основе. /
Для научных и инженерно-технических работников, разрабатывающих и использующих РЗЭ и материалы на их основе.
ПРЕДИСЛОВИЕ К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ
Вниманию советского читателя предлагается перевод сборника реферативных описаний патентов из серии, выпускаемой американским издательством "Noyes Date Co". Рассматриваются только патенты США, но значительная их часть принадлежит иностранным авторам и фирмам. Составители этих сборников стремятся с достаточной полнотой отображать развитие изобретательской мысли в определенной области знания. Сборники строятся путем тематической подборки описаний наиболее интересных (естественно, с точки зрения составителей) изобретений, причем в них делается попытка отойти от тяжеловесного официального языка патентов, сохранив при этом все наиболее существенное для практического использования изобретений. Опускаются часто встречающиеся в описаниях повторения и в то же время приводится подробная характеристика технологических процессов, составов, конкретных режимов и способов обработки. Благодаря этому, как правило, отпадает необходимость в обращении к патентным первоисточникам.
Настоящий сборник ох'ватывает широкий круг вопросов, связанных с технологией и применением редкоземельных элементов (РЗЭ). В нем приводятся описания патентов, опубликованных в 1973—80 гг.
Гл. 1содержит описания 22 патентов, относящихся к способам выделения РЗЭ из руд и концентратов, их очистки, извлечения из различных материалов, а также разделения РЗЭ. Можно отметить, что получили дальнейшее развитие традиционные способы разделения с помощью жидкостной экстракции.
Применение отдельных РЗЭ в качестве катализаторов химических производств, в системах хранения водорода и т.д. посвящена гл. 2, в которой приводится описание 42 патентов. Эти патенты разбиты на группы, относящиеся соответственно к лантану, церию, иттрию, неодиму, европию и дидимовой смеси.
В гл. 3 описаны 47 патентов в основном относящиеся к применению РЗЭ в процессах органического синтеза, а также в качестве компонент катализаторов различного назначения.
Наиболее обширная гл. 4 (70 патентов) относится преимущественно к начавшей бурно развиваться в 70-х годах области применения РЗЭ в катализаторах и средствах дожигания выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания и промышленных установок.
Последующие главы 5-7 (78 патентов) относятся к применению РЗЭ в электронике, оптике, для изготовления постоянных магнитов, а также к способам выращивания монокристаллов соединений РЗЭ и способам получения и составам люминофоров с РЗЭ.
При работе со сборником необходимо иметь в виду, что четкие тематические границы между отдельными главами отсутствуют, поэтому рекомендуется не ограничиваться просмотром отдельных разделов, руководству^ только заголовками.
се приводимые в сборнике цифровые данные пересчитаны нами в международных единицах СИ.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие к русскому изданию........
Предисловие......................
Введение .......................
Глава!. Способы разделения
Обработка руд.........................................
Выведение окиси церия из бастнсзитовой руды (9). Экстракция из руд с помощью перфторалкан'сульфокислот Н 1). Извленчение окислов редких земель и тория из пирохлорной руды (12). Восстановление лантаноидных и актионоидных руд (14)
Способы очистки......................................
Очистка европия и иггебрия и образование соединений (14). Осветление окиси церия (18). Окись церия регулируемой плотности (19). Получение свободных от фтора редкоземельных соединений (21). Очищенные безводные галогениды лантаноидов (22). Отделение самария от неодима (23).
Методы жидкостной экстрации..............................
Тиоцианатная экстракция для раздления редких земель (25). Последовательная экстракция четверными аминами и тиоцианатами (27). Двойная экстракция растворителями редкоземельных металлов (29). Экстракция ди (2-этилгексил) фосфорной кислотой (30). Селективное отделение иттриевых ионов от тяжелых редкоземельных ионов (30). Отделение редких земель от иттрия (32). Экстракция циклическими алкилен-карбонатами (33). Способ разделения изотопов (34).
Способы извлечения....................................
Извлечение окиси тербия из стекла (34). Извлечение редких земель из расплавленных фторидных смесей (35) . Выщелачивание окислов иттрия и самария из отливок (37). Извлечение фтора, урана и редкоземельных металлов из фосфатных минералов (38)
Г л а в а 2. Отдельные редкие земли...........................
Лантан.............................................
Электроды из хромита лантана (40). Лантановые перовскитовые структуры (41). Лантановый перовскит на покрытом шпинелью металлическом окисле (42). Лантан с кобальтом и никелем (43). Лантановый хри-зотиловый катализатора (45). Твердорастворный железный катализатор с лантаном (47). Никель и серебро с лантаном (48). Катализаторы окисления на основе молибдена и висмута (50). Соединения из смешанных окисов для литья жаропрочных сплавов (51). Обесцвечивание воды лан-тановыми солями (52). Промотированный лантаном и церием катализатор на основе алюмината цинка для обработки воды (54). Лантановые сплавы для хранения водорода в системах газовых турбин (55). Поглощение водорода линтанникелевым сплавом (55). Система генерирования и хранения водорода (57). Катализатор обессеривания газов (58). Лан-тан-цериевые катализаторы обессеривания (59)
Церий..................................
Церий и ванадий (61). Цериевый и церий-циркониевый фосфаты (62). Церий или литий с катализатором на основе системы мышьяк-молибден-ванадий (64). Катализаторы на основе сурьмы и олова с церием (65). Негалиодное сочетание меди и церия (66). Катализатор из окислов алюминия и хрома, промотированной окисью церия (67). Проматированный церием катализатор из благородного металла и никеля (67). Никелевый сплав с церием (68). Катализатор на.носителе в виде никеля Ренея с церием (69). Окислы циркония и церия как промоторы для катализатора
на основе окисла кобальта (70). Промотированный молибденом и церием катализатор на основе окиси железа (72). Катализатор на основе двуокиси церия (73). Катализатор из двуокиси церия на носителе (74). Смешанный окисноцериевый катализатор (75). Окислы церия, магния и марганца (76). Окислы церия, магния, германия и олова (77). Окисложелезный катализатор с последующей обработкой цсриевой солью (79). Катализатор на основе окиси кобальта с церием (80). Катализаторы на основе окислов празеодима и церия (82). Цеолитовый катализатор с заключительной дбработкой цериевым ионом (83). Твердорастворный железный катализатор с церием (8"5).
Иттрий............................................. 86
Удаление трития с помощью иттрия с никелем (86). Катализатор на основе окислов иттрия и кобальта для удаления двуокиси серы (86)
Неодим............................................ 88
Кислый полиметаллический неодимовый катализатор (88)
I- ... 91
Ьвропий.......................................
Прессовки высокой плотности из окиси европия (91)
Дидим......................................• • • • ' : '
Катализатор на основе окиси дидима с двуокисью кремния (92). Катализатор на основе окислов меди, цинка и дидима (93)
Г л а в а 3. Различные редкоземельные составы.................•••-• • ^
Иттрий и лантаноиды............'...............• • • _ • • ' ' '
Лантаноидные хелаты для хроматографических разделений (95). (.мешанные лантоноидные окислы (97). Структура типа шеелита с висмутом (97) Кислородные соединения сурьмы (98). Цеолитовые силикаты с редкоземельными окислами (100). Твердорастворные катализаторы на основе окислов циркония и редких земель (103). Катализатор, состоящий из редкоземельного металла, щелочного металла и галогенида (105). Каталитическое аморфное стекло с редкоземельными окислами (1()7)-Катализаторы на основе кремнезема и редкоземельных окислов (110). Фосфаты редкоземельных металлов (112). Серебрянный катализатор с празеодимом, неодимом, тербием и диспрозием (113). Несовершенные перовскитовые окислы (115). Каталитичесикое разложение гипохлори-та (116) Обогащение дейтериевого газового концентрата (117). Потрис-тые гидриды металлов (118). Металлы и сплавы из циандидных комплексов (119). Добавки к материалам для ."чтья жаропрочных сплавов (120). Самозатвердевающие адгезивы - окислы иттрия, неодима, европия, гадолиния (122). Получение редкоземельных оксигалогенидов (123) . Гетерогенный катализатор на основе редких земель для окисления пропилена (125) Лантаноидный катализатор обессеривания (126). Получение ана-лина с помощью отобранных окиснометаллуческих катализаторов (128)
Редкие земли с молибденом..................•.......• ' ' ' '
Окисление молибдена и ванадия (128). Никель и кобальт с молибденом и висмутом (130). Редкоземельные металлы с молибденом и висмутом (130). Матрица из окиси молибдена (133). Смешанные окислы молибдена (133). Катализаторы на основе молибдата железа (134). Никель и кобальт с молибденом и редкоземельными металлами (134)
Редкие земли с кобальтом, никелем и хромом......... ..........
Окись хрома и редкоземельные добавки в качестве полимеризации (138). Композиционный материал из никеля и окиси циркония с редкими землями (139). Никел-.вые и ™ые к ™торы (140). Окись кобальта с окислами редкозе; мельных металлов в качестве катализаторов окисления (141). Окислы кобальта и редкоземельных металлов в качестве катализатора ™«? обессеривания (143). Катализаторы на основе магнетита и °к^°, бальта (145). Редкоземельные окисные промоторы с окисью кобаль та (145)
373
Редкие земли с металлами платиновой группы.................... 146
Платина и рений с редкоземельными металлами (146). Рутениевый катализатор с редкоземельными окислами (148). Рутениевый катализатор для разложения гидразина (149). Платиновая группа с редкоземельными металлами и галогенидом металла (151). Соли тридцати-карбонильных додекаметаллических соединений (155)
Г л а в а 4. Каталитические составы для предотвращения загрязнения окружающей среды................................ 156
Специальные лантановые композиционные материалы............... 156
Окись La - Си - Vn (156). Родит лантана (158). Покрытие из окиси алюминия, содержащее лантан (161). Лантановый сплав с серебром (162). Окислы лантана и меди (164)'.-ркислы лантана, меди и циркония (165). Лантан с цирием и торием (166). Лантан с кобальтом и никелем (168)
Специальные цериевые композиционные материалы................ 169
Окислы церия и никеля (169). Окись церия в экструдированных полых цилиндрических блоках (170). Смеси окислов церия и празеодима (173). Литийцериевый комплекс (175). Церий с медью, марганцем и никелем (177). Катализаторы с церием на носителе (178). Глинозем, стабилизированный окисью церия (179). Слои окислов меди и церия на глиноземе (180). Покрытый окисью церия носитель с платиновыми металлами (182). Церий с окислами кальция и тория (183). Окислы церия и олова (185)
Структуры типа перовскита................................ 187
Лантоноиды с кобальтом (187). Окиснобариевые составы (191). Лантаноиды с отобранными щелочными и щелочноземельными металлами (193). Перовскитовые структуры, в которых узлы А содержат один металл (195). Металлические компоненты с отобранными ионными радиусами (197). Металлические компоненты, выбираемые исходя из низких первых потенциалов ионизации (198): Перовскитовые оксигалогениды металлов (201). Лантаноиды со смешанными окислами (203). Редкоземельные манганиты перовскитового типа (206), Окислы меди, редких земель и марганца (209)
Неодим с платиной и родием............................... 210
Неодим в промежуточном слое (210). Неодиме качестве неблагородного металла (213). Неодим в готовом поверхностном покрытии (215)
Редкие земли с медью и никелем............................ 216 .
Медь и хром с редкоземельными металлами (216). Иттрий и церий с никелем и медью (218). Медь, никель и хром с солями редкоземельных ' металлов (221). Лантан и дидим с никелем и медью (224). Никелько- •? бальтовые сплавы (226).
Рутенаты........................................... 227
Металлические рутенаты с церием и празеодимом (227). Рутенаты с редкоземельными окислами (228). Редкоземельный рутенат как закрепляющее соединение (229). Бариево- или стронциеворедкоземельные рутенаты (230). Рутений и неблагородные металлы, включая неодим (232). Окислы рутения и щелочноземельных металлов (235)
Носители катализаторов, стабилизированные редкими землями ......... 235
Исходные предпосылки и иллюстративный пример (235). Глиноземная матрица, содержащая каталитический и редкоземельный металлы (237). Алюмосиликатов покрытие с окислами меди и марганца (242). Глиноземное покрытие со смесью отобранных металлических окислов (242). Способ сжигания с применением высокотемпературных стабильных катализаторов (245). Стабилизированное глиноземное покрытие с окислами кобальта и никеля (247). Упрочненные редкими землями глиноземные ширики (249). Глинозем с окислами лантана, неодима и празеодима (251)
Керамические смешанные окислы............................ 251
Окислы редкоземельных металлов, а также циркония, олова и тория
374
(251). Окислы щелочноземельных металлов и металлов первой переходной группы (254)
Различные составы..................................... 258
Обработанные кислотой порошки смешанных редкоземельных окислов (258). Носители из редкоземельных окислов с высокой удельной поверхностью (259). Газопроницаемое окиснометаллическое покрытие (262). Редкоземельные окислы с палладием (265). Платина с торием и хромом (268). Окислы марганца и свинца или висмута с редкоземельными окислами (268). Окислы- железа и редкоземельных металлов как промоторы (270)
Глава 5. Применение редких земель в электронике............... 272
Лантановые и празеодимовые композиции...................... 272
Порошки свинцоволантанового цирконата-титана (272). СшТицидлантана (274). Серебряные электроконтактные материалы, содержащие лантан-стронциевый хромит (275). Термоионные эмиттеры из лантан-стронциевого вандата (276). Лантановые и иттриевые стекловидные кальциевые соединения (277). Термисторный состав из празеодима и окиси железа (278). Катоды из кристаллов гексаборида лантана, получаемые электродуговой плавкой (280)
Редкоземельные, халкогениды.............................. 282
Тетрахалкогениды европия и иттербия (282). Редкоземельные халкогениды и получение монокристаллов (284). Халкогениды лантаноидов с переходными металлами (285). Сульфиды и селениды редкоземельных металлов с цирконием и гафнием (287). Твердые растворы на основе сульфида кадмия с редкоземельными металлами (289). Термоэлектрические составы на основе гадолиния и эрбия (290)
Редкие земли с висмутом................................. 291
Полупроводниковые смешанные окислы висмута (291). Связанные с пи-рохлором окислы, содержащие редкие земли и висмут (293).
Ортоферритные композиции............................... 296
Получение ортоферритных монокристаллов (296). Ортоферриты с низким двойным лучепреломлением (297)
Окись иттрия и иттриевые редкоземельные гранаты................. 299
Окись иттрия, обработанная окисью лантана (299). Окись иттрия, обработанная окисью бериллия (300). Обработка окиси иттрия без добавок (301). Тонкоизмельченные порошки спеченной окиси иттрия, стабилизированной двуокисью циркония (302). Стабилизированная двуокись циркония с нечистым концентратом окиси иттрия (305). Гранат на основе иттрия, редких земель и железа со свинцом (306). Тонкоизмельченная '
смесь окислов иттрия и железа (308). Ферриты и гранаты для микроволновой техники (308). Ферритовый или гранатовый сердечник магнитной головки (312). Редкоземельные монокристаллические пленки (312) . *
Магнитные композиции.................................. 313
Силициды редких земель и марганца (313). Магниты из редкоземельных и переходных металлов (315). Интерметаллидные соединения кобальта и редких земель (317)
Оптические материалы................................... 318
Поликристаллические ионные фтористые оптические материалы (318). Корректировка показателя преломления оптического покрытия СЛЦТ (319). Титанаты, модифицированные редкоземельными металлами (320). Кристаллы редкоземельных молибдатов (321)
Г л а в а 6. Выращивание монокристаллов...................... 323
Получение кристаллов граната.............................. 323
Кристаллы легированного неодием иттрий-алюминиевого граната (323). Кристаллы ванадата иттрия и иттрий-железистого граната (325). Моно-
375
кристаллы на основе редкоземсльного-галлисвого граната (326). Редкоземельные висмут-железистые гранаты (327). Выращивание кристаллов редкоземельных галлиевых гранатов (330)'. Способ получения кристаллов, свободных от дефектов (332)
Кристаллы титаната иттрия................................ 332
Монокристаллические теллуриты............................ 334
Кристаллы фосфатов лантана и неодима........................ 335
Литиевые и натриевые тетрафосфаты неодима (335). Получение кристалла пснтафосфата неодима (337). Иглообразные редкоземельные пента-фосфаты (337), Лазер с небольшой активной средой (339)
Кристаллы молибдата гадолиния....................-........ 340
Получение кристаллов молибдата гадолиния (340). Кристаллы молибдата гадолиния равномерной толщины с гладкой поверхностью (341). Улучшение прозрачности кристаллов молибдата гадолиния (342). Кристаллы литий-гадолиниевого молибдата (343). Подвижные зигзагообразные стенки доменов в кристаллах 0'-молибдата гадолиния (345)
Получение бездвойниковых кристаллов алюмината лантана............ 347
Монокристаллы литиево-редкоземельных фторидов................ 348
Глава 7. Фосфоры и люминофоры.......................... 350
Активированные европием и церием композиции.................. 350
Активированный европием щелочноземельный фторгалогенид (350). Крупнозернистые активированные европием люминесцентные окислы (351). Активированный европием фосфор на основе алюмината бария или магния (353). Активированный церием фосфор на основе ортоалю-мината иттрия (354)
Регенерация редкоземельных фосфоров........................ 355
Регенерация частиц фосфора азотной кислотой (355). Регенерация частиц фосфоров с помощью натрита щелочного металла и минеральной кислоты (357). Регенерация оксисульфида иттрия из экранных отходов (358). Регенерация загрязненного европий-иттриевого оксисульфида путем до-* бавления серы (360). Регенерация редкоземельных фосфоров гипогало-генитом (361)
Флуоресцентный материал, содержащий ионы неодима и иттербия........ 362
Флуоресцентные редкоземельные фторгерманаты.................. 363
Указатель патентов США, используемых в книге................... 365
Цена: 300руб.
