Mischmetal - Mischmetal

Um punhado de pelotas de mischmetal

Mischmetal (do alemão : Mischmetall - "metal misto") é uma liga de elementos de terras raras . É também chamado de mischmetal de cério ou mischmetal de terras raras . Uma composição típica inclui aproximadamente 55% de cério , 25% de lantânio e 15-18% de neodímio com outros metais de terras raras a seguir. Ele contém 95% de lantanóide e ferro 5%. Seu uso mais comum é no dispositivo de ignição "sílex" de ferrocério pirofórico de muitos isqueirose tochas, embora uma liga de apenas elementos de terras raras fosse muito mole para produzir boas faíscas. Para isso, é misturado com óxido de ferro e óxido de magnésio para formar um material mais duro conhecido como ferrocério . Nas fórmulas químicas, é comumente abreviado como Mm, por exemplo, MmNi 5 .

História

Carl Auer von Welsbach

Carl Auer von Welsbach foi o descobridor do neodímio e do praseodímio e co-descobridor do lutécio . Ele também foi o inventor do manto de gás (usando tório ) e da indústria de terras raras . Após a extração do tório da areia monazítica , muitos lantanídeos permaneceram, para os quais não havia uso comercial. Ele procurou aplicações para as terras raras. Entre suas primeiras descobertas / invenções estava o mischmetal.

Preparação

Historicamente, o mischmetal foi preparado a partir de monazita , um fosfato anidro dos lantanídeos leves e tório. O minério foi quebrado por reação em alta temperatura com ácido sulfúrico concentrado ou hidróxido de sódio . O tório foi removido tirando proveito de sua basicidade mais fraca em relação aos lantanídeos trivalentes, seu rádio filho foi precipitado usando-se arrastamento em sulfato de bário e os lantanídeos restantes foram convertidos em seus cloretos . O resultante "cloreto de terras raras" ( hexahidrato ), às vezes conhecido como "cloreto de lantanídeo", era o principal produto químico da indústria de terras raras. Por aquecimento cuidadoso, de preferência com cloreto de amônio ou em uma atmosfera de cloreto de hidrogênio , o hexa-hidratado pode ser desidratado para fornecer o cloreto anidro . A eletrólise do cloreto anidro fundido (misturado com outro haleto anidro para melhorar o comportamento da fusão) levou à formação de mischmetal fundido, que seria então fundido em lingotes . Qualquer conteúdo de samário do minério tendia a não ser reduzido ao metal, mas acumulado no haleto fundido, do qual mais tarde poderia ser isolado com lucro. O mischmetal derivado de monazita era tipicamente cerca de 48% de cério, 25% de lantânio, 17% de neodímio e 5% de praseodímio, com o restante sendo os outros lantanídeos. Quando bastnäsite começou a ser processado para conteúdo de terras raras por volta de 1965, ele também foi convertido em uma versão de cloreto de terras raras e depois em mischmetal. Esta versão foi superior em lantânio e inferior em neodímio.

A partir de 2007, a alta demanda por neodímio tornou lucrativo remover todos os lantanídeos e neodímio mais pesados ​​(e às vezes todo o praseodímio também) da mistura de lantanídeos em abundância natural para venda separada e incluir apenas La-Ce- Pr ou La-Ce nas formas mais econômicas de mischmetal. Os lantanídeos leves são tão semelhantes em suas propriedades metalúrgicas que qualquer aplicação para a qual a composição original seria adequada seria igualmente bem servida por essas misturas truncadas. O tradicional "cloreto de terras raras", como uma commodity química, também era usado para extrair as terras raras individuais por empresas que não desejavam processar os minérios diretamente. Em 2007, o mischmetal custava normalmente menos de US $ 10 por quilograma e as misturas de cloreto de terras raras subjacentes eram geralmente inferiores a US $ 5 / kg.

Usar

Mischmetal é usado na preparação de virtualmente todos os elementos de terras raras. Isso ocorre porque esses elementos são quase idênticos na maioria dos processos químicos, o que significa que os processos de extração comuns não os distinguem. Processos altamente especializados, como os desenvolvidos por Carl Auer von Welsbach , exploram diferenças sutis na solubilidade para separar o mischmetal em seus elementos constituintes, com cada etapa produzindo apenas uma mudança incremental na composição. Esses processos mais tarde informaram Marie Curie em sua busca por novos elementos.

Galvanização de zinco-alumínio

Traços de um mischmetal de cério e lantânio às vezes são adicionados ao processo de galvanização Galfan para fio de aço. Este é um revestimento de zinco e 5-10% de alumínio, com vestígios de mischmetal.

Referências

  • RJ Callow, "The Industrial Chemistry of the Lanthanons, Yttrium, Thorium and Uranium", Pergamon Press, 1967.
  • Gupta, CK; Krishnamurthy, N. (2005). Metalurgia extrativa de terras raras . Boca Raton: CRC Press. ISBN 978-0-415-33340-5.
  • FH Spedding e AH Daane, editores, "The Rare Earths", John Wiley & Sons, 1961.

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