Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 41. 10 november 1953 - De sällsynta jordartsmetallerna
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
850
TEKNISK TIDSKRIFT
Tabell /. Lantanidernas egenskaper och andel i jordskorpan
Antal
Atom-/-elek- vikt troner [-Specifik-] {+Spe- cifik+} vikt [-Smältpunkt-] {+Smält- punkt+} °G Andel i
jordskorpan »/o
Lantan ..... La 0 138,9 6,15 826 0,00035
Cerium ..... Ce 1 140,1 6,9 640 0,00155
Praseodym .. . Pr 2 140,9 6,5 940 0,00025
Neodym .... Nd 3 144,3 6,9 840 0.00090
Prometheum . . Pm 4 — — — 0,00000
Samarium .. . Sm 5 150,4 7,7 1 350 0,00035
Europium .. . Eu 6 152,0 5,2 1 150 0,00001
Gadolinium . . Gd 7 156,9 7,9 —. 0,00035
Terbium .... Tb 8 159,2 8,3 — 0,00005
Dysprosium . • Dy 9 162,5 8,6 — 0,00035
Holmium . . . . Ho 10 164,9 8,8 — 0,00005
Erbium ..... Er 11 167,2 9,2 1 250? 0,00030
Tulium ..... Tm 12 169,4 9,3 — 0,00005
Ytterbium .. . Yb 13 173,0 7,0 1 800? 0,00035
Lutetium . Lu 14 175,0 9,7 — 0,00007
8—10 % övriga sällsynta jordartsmetaller
(inklusive skandium och yttrium), 0—0,5 % järn
och 0,1—0,3 % kisel1.
Till utseendet liknar mischmetall järn; den har
ungefär samma hårdhet som silver och tenn;
dess smältpunkt är 620—635° C och specifika
vikt 6,92. Mischmetall är smidbar, har god
termisk konduktivitet och ganska stort
smält-värme. Legeringen tänder sig i syrgas vid 135—
180° C. Den påverkas obetydligt av kallt vatten
men ger vätgas med kokande. Den är löslig i
utspädda syror, reagerar lätt med halogener, ger
hydrider med väte vid 330° C och nitrider med
kväve vid 1 000° C.
Separering
Före 1939 var cerium den enda lantanid som
isolerades i industriell skala. Detta skedde och
sker alltjämt genom oxidation av ett ceriumsalt,
varvid metallen övergår till fyrvärd. I detta
tillstånd är den svagt basisk, saltet hydrolyseras
därför och en ceriumhydroxid faller ut tämligen
selektivt. Separering av samarium, europium
och ytterbium hade uppnåtts genom reduktion
av metallerna till tvåvärda med väte in statu
nascenti, men denna metod är opålitlig, ger
dåligt utbyte och föga rena produkter.
Separering av lantanider skedde i övrigt
uteslutande genom omkristallisering av salter eller
fraktionerad fällning. Många hundra eller t.o.m.
många tusen fraktioneringar behövdes för
erhållande av en något så när ren lantanid.
Framställning av ett koncentrat innehållande 20 %
tuliumbromat tog t.ex. i ett fall sex år, och
dagliga omkristalliseringar av saltet under
ytterligare fyra år hade behövts för att ur det erhålla
ett preparat med 99 % renhetsgrad. För att
ren-framställa föreningar av praseodym, som
förekommer betydligt rikligare än tulium, måste
man göra 4 000—5 000 omkristalliseringar av
magnesiumdubbelnitratet, ett arbete som tar
6—8 månader.
Problemet att separera lantaniderna i teknisk
skala hade alltså före 1939 inte bringats
nämnvärt närmare sin lösning. Under andra
världskriget började emellertid en utveckling av nya
separeringsmetoder, utan tvivel stimulerad bl.a.
av atomenergiprojektet i USA. En stor del av
urans klyvningsprodukter är nämligen
lantanider, och då dessa starkt absorberar neutroner,
måste de förr eller senare avlägsnas ur en
uranreaktor för att inte kedjereaktionerna i denna
skall avstanna.
De metoder, som utarbetats under de senaste
tio åren, är byggda på valensändring genom
oxidation i alkalismälta, reduktion i organiska
lösningsmedel, amalgambildning och reduktion till
metall med kalcium; jonutbyte, komplexbildning,
extraktion med lösningsmedel och fällning i
homogen lösning.
Valensändring
Att praseodym och terbium kan vara fyrvärda
i oxider hade länge varit känt, men inte förrän
år 1939 fann man att terbium kan oxideras i
hydroxidsmälta elektrolytiskt eller med
kalium-klorat. Det har visat sig att praseodym och
terbium kan oxideras kvantitativt på detta sätt.
Hydratiserade oxider av trevärda lantanider är
lösliga i smält KOH • H,0 vid 300—320° C, men
när praseodym och terbium övergår till fyrvärt
tillstånd kan deras oxider inte längre hålla kvar
vatten och faller därför ut. Oxiderna fälls
emellertid inte särskilt selektivt.
Man har också länge vetat att tvåvärt
samarium, europium och ytterbium kemiskt liknar
alkaliska jordartsmetaller. Dessa ger amalgam
i vilka de kan bytas ut mot en alkalimetall eller
en annan alkalisk jordartsmetall i vattenlösning,
varvid den mer positiva metallen går i lösning
(Tekn. T. 1952 s. 135). Utbytet sker sålunda i
ordning Mg, Li, Ca, K, Na, Sr, Ba, där Mg är
mest positivt. Man kunde därför vänta att man
genom att behandla en lösning av lantanidsalter
med ett lämpligt amalgam skulle kunna
reducera några av metallerna till tvåvärda, varefter
dessa skulle tas upp i amalgamet och härigenom
skiljas från de övriga.
Det har också visat sig att fullständigt utbyte
sker mellan natriumamalgam och samarium,
europium eller ytterbium i en svagt sur lösning
av lantanidacetat, om man skakar denna med
0,2 % amalgam under 1—2 min. Det erhållna
lantanidamalgamet skiljs ifrån, tvättas med
vatten för avlägsnande av överskott på natrium och
sönderdelas sedan med 15 % mineralsyra, varvid
lantaniderna går i lösning. Ur denna fälls de med
oxalsyra.
Vid isolering av samarium enligt denna metod
tas också en liten mängd trevärda lantanider
upp i amalgamet, men de hålls kvar starkare i
detta. Ur ett 70 % neodymkoncentrat har man
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
