釤
中文名稱:釤
英文名稱:samarium atom;Samarium
中文別名:釤粉,
分子式: Sm
分子量: 150.36
CAS號:7440-19-9
質(zhì)檢信息
質(zhì)檢項目 指標值
含量 ≥98%
PSA: 0.00001
LOGP: 0.00080
化學特性
釤是一種金屬元素,為銀色的灰色粉末;密度7.47 g/mL at 25 °C(lit.)沸點1794 °C(lit.)熔點1074 °C(lit.)。對濕敏感。在空氣中失去光澤,結(jié)晶形態(tài)有α、β型,在917℃由α型轉(zhuǎn)變成β型。溶于酸,遇水反應,易燃,遇濕易燃。釤符號Sm,原子序數(shù)為62,屬于鑭系元素的一種柔軟的銀金屬元素。它存在于獨居石和玄武巖中。釤有7種自然存在的穩(wěn)定同位素,除Sm147(放射性很弱(半衰期2.5×1011年))外,其余全部穩(wěn)定。這種金屬是中子吸收劑,可用于制造核反應堆部件的特殊合金中。釤在空氣中具有一定的抗氧化性,但隨著時間的推移會形成黃色氧化物。在150°C的較低溫度下點燃。它是一種極好的還原劑,浸入水中時會釋放出氫,并具有吸收核反應堆中中子的能力。釤是地殼中第39個最豐富的元素,并且在所有稀土元素中(含量為6.5ppm)排名第五。1879年,釤首次在礦物石[[Y,CeU,F(xiàn)e)3(Nb,Ta,Ti5)O16]中被發(fā)現(xiàn)和確認。今天,它主要是通過離子交換工藝從獨居石砂中生產(chǎn)的。獨居石砂幾乎包含所有稀土,其中2.8%為釤。在南非,南美,澳大利亞和美國東南部的輝長巖,鈰鐵礦和鋅礦中也發(fā)現(xiàn)了它。
產(chǎn)品用途
釤用作多種有機反應;合金?;衔镉幸谎趸煛⑷趸?、一硫化釤、二(三)氟化釤、二(三)氯化兒和釤鹽等。用于制造永久磁鐵、碳弧燈、紅外線(吸收)玻璃和反應堆中子吸收劑。摻釤的氧化鈣晶體可用作激光材料。其氧化物用作乙醇脫水、脫氫的催化劑,釤鈷永磁材料。
生產(chǎn)方法
用鋇或鑭還原釤的氧化物可制得金屬釤。 氧化釤的還原蒸餾法 還原-蒸餾法的優(yōu)點是直接用稀土氧化物為原料,還原和蒸餾過程同時進行,從而簡化了工序。所得金屬產(chǎn)品純度較高。此外,還原蒸餾產(chǎn)生的渣也是稀土氧化物,可以回收利用。因為釤具有高蒸氣壓,而還原劑鑭的蒸氣壓低。 La:1754℃時,蒸氣壓為 1.33Pa,2217℃時,蒸氣壓為133.32Pa Sm:722℃時,蒸氣壓為 1.33Pa,964℃時,蒸氣壓為133.32Pa 因此可采用氧化物的鑭還原蒸餾法制取金屬釤: 2La(l)+Sm2O3(s)1600La2O3(s)+2Sm(g) 反應中產(chǎn)生的Sm可通過揮發(fā)從反應器中移去,故可促使該反應進行完全。還原-蒸餾工藝流程 在空氣中將氧化釤在800℃下加熱15h,以除掉可能吸收的H2O和CO2。將在1800℃下真空中熔化處理過的金屬鑭鏇成金屬屑。將550g的經(jīng)灼熱處理過的Sm2O3和540g La金屬屑[過量15%(質(zhì)量分數(shù))]混勻,經(jīng)過壓錠[錠壓(9.8~49)×107Pa]裝入一個直徑6 4cm長25 4cm的Ta坩堝中,在坩堝上部裝接上一個20cm長的Ta冷凝器,以及一個Ta擋板,以防止過量的氧化物顆粒被帶出。將這個裝置放入真空感應爐的高溫區(qū)。當系統(tǒng)抽空至壓力小于0 1Pa時,開始加熱,經(jīng)2h升溫至最高溫度1600℃,并在該溫度下保持另外2h。慢慢升溫很重要,因為如果升溫過快,會引起La熔化,并跑到坩堝的底部,影響反應物的接觸。被還原金屬蒸餾出反應區(qū),凝聚在冷凝器上??傻眉s465g的Sm,產(chǎn)率98%。當冷凝器的溫度為300~500℃時,冷凝的金屬具有較大的結(jié)晶顆粒,于空氣中穩(wěn)定。但在冷凝溫度較低時,凝聚的金屬顆粒較細,在空氣中易燃。一次還原蒸餾的產(chǎn)品純度可達99 5%以上,但仍含有幾百個10-6數(shù)量級的La、O和H。這些雜質(zhì)在經(jīng)過重蒸餾或升華可獲進一步降低。升華溫度為800℃,冷凝溫度~500℃,升華中可使用還原蒸餾所用的坩堝,不過事先應將坩堝用酸浸洗,并在1800℃溫度下真空除氣。
氧化釤的還原蒸餾法:還原-蒸餾法的優(yōu)點是直接用稀土氧化物為原料,還原和蒸餾過程同時進行,從而簡化了工序。所得金屬產(chǎn)品純度較高。此外,還原蒸餾產(chǎn)生的渣也是稀土氧化物,可以回收利用。因為釤具有高蒸氣壓,而還原劑鑭的蒸氣壓低。La:1754℃時,蒸氣壓為1.33Pa,2217℃時,蒸氣壓為133.32PaSm:722℃時,蒸氣壓為1.33Pa,964℃時,蒸氣壓為133.32Pa因此可采用氧化物的鑭還原蒸餾法制取金屬釤:2La(l)+Sm2O3(s)1600La2O3(s)+2Sm(g)反應中產(chǎn)生的Sm可通過揮發(fā)從反應器中移去,故可促使該反應進行完全。
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