Industriële zuivere zeldzame aardmetalen worden veel gebruikt in de industrie, en zeldzame aardmetalen met een hogere zuiverheid worden voornamelijk gebruikt voor het meten van fysische en chemische eigenschappen. Er zijn vier belangrijke zuiveringsmethoden die in het laboratorium worden gebruikt, namelijk vacuümsmelten, vacuümdestillatie of sublimatie, elektromigratie en zone-smelten.
Vacuüm smeltmethode
Smelt en zuiver zeldzame aardmetalen met een lagere dampdruk, zoals scandium, yttrium, lanthaan, cerium, praseodymium, neodymium, gadolinium, terbium en lutetium, bij een vacuümgraad groter dan 10-6 torr, bij een temperatuur van 200 tot 1000 graden hoger dan het smeltpunt van de metalen. In dit geval kunnen onzuiverheden met een hoge dampdruk, zoals alkalimetalen, aardalkalimetalen, fluoriden en oxiden met een lage valentie (RO), worden gedestilleerd, maar het verwijderingseffect op onzuiverheden met hoge kookpunten zoals tantaal, ijzer, vanadium, en chroom is slecht.
Vacuümdestillatiemethode
Ook bekend als vacuümsublimatiemethode. Destilleer en zuiver yttrium, gadolinium, terbium en lutetium bij een vacuümgraad van 10-6-10-9 torr en een temperatuur van 1600-1725 graad, en sublimeer en zuiveren scandium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, samarium, europium , en ytterbium op 1550-1650 graad . Onder deze omstandigheden zullen metaalverontreinigingen met een lage dampdruk, zoals tantaal en wolfraam, evenals verbindingen die koolstof, stikstof en zuurstof bevatten, in de smeltkroes achterblijven. Deze methode wordt vaak gebruikt in combinatie met vacuümsmelten.
Elektromigratie methode
Breng gelijkstroom aan op de staaf van zeldzaam aardmetaal in een ultrahoog vacuüm of inerte atmosfeer, en houd deze gedurende 1-3 weken op een temperatuur 100-200 graad lager dan het smeltpunt van het metaal. Onder invloed van een elektrisch veld met hoge temperaturen en gelijkstroom hopen zich verschillende onzuiverheidselementen op langs de teststaaf naar beide uiteinden als gevolg van verschillen in effectieve lading, diffusiecoëfficiënt en migratiesnelheid. Snijd beide uiteinden van de teststaaf af en het middengedeelte kan verder door elektromigratie worden gezuiverd. De zuivering van lanthaan, cerium, praseodymium, neodymium, gadolinium, terbium, yttrium en lutetium met behulp van de elektromigratiemethode in het laboratorium heeft een aanzienlijk effect op het verwijderen van onzuiverheden zoals koolstof, zuurstof en stikstof.
Regionale smeltmethode
Staven van zeldzame aardmetalen ondergaan een smelting in meerdere zones met een zeer lage snelheid (zoals 0.4 mm/min voor het zuiveren van yttrium) in een regionale smeltoven, wat een aanzienlijk effect heeft op het verwijderen van metaalonzuiverheden zoals ijzer en aluminium , magnesium, koper, nikkel, enz., maar is niet effectief voor zuurstof, stikstof, koolstof en waterstof. Bovendien hebben de gecombineerde methoden van elektrolytische raffinage en zone-smelt-elektromigratie bepaalde effecten op het zuiveren van zeldzame aardmetalen.