1826년 스웨덴 무산더(Musander)가 처음으로 금속 나트륨과 칼륨을 사용해 무수염화세륨을 환원해 불순물이 많은 금속 세륨을 생산했다. 1875년에 W. Hillebrand와 T. Norton은 염화물 용융염 전기분해를 처음 사용하여 소량의 세륨, 란타늄 및 프라세오디뮴 네오디뮴의 혼합 금속을 얻었습니다. 1930년대 후반에는 희토류 할로겐화물로부터 산업용 순수 희토류 금속을 생산하기 위해 금속 열 환원 및 용융염 전기분해 공정이 개발되었습니다. 불화칼슘의 금속 열환원법은 무수희토류불화물을 이론량을 초과하는 금속칼슘 입자와 혼합 성형한 후, 탄탈륨 도가니에 넣고 고진공 전기로에 넣고 충전하는 방법이다. 불활성가스를 이용하여 슬래그와 금속의 융점보다 높은 온도50-100도에서 환원반응을 진행한다. 약 15분간 반응온도를 유지한 후 상온으로 냉각하고 슬래그를 제거하고 금속을 제거하며 금속회수율은 95-97%이다. 그러나 해당 제품에는 칼슘 0.1-2%와 탄탈륨 0.05-2%(환원된 스칸듐 및 루테튬의 탄탈륨 함량이 2% 이상으로 높음)도 포함되어 있습니다. 산소와 불소와 같은 불순물이 높습니다. 불순물을 제거하려면 고진공 재용해 및 증류(또는 승화) 과정을 더 거쳐야 합니다. 이 방법은 사마륨, 유로뮴, 이테르븀, 툴륨 이외의 란탄족 금속을 생산할 수 있습니다.
염화물 열환원 공정에서 흔히 사용되는 환원제는 리튬이나 칼슘이다. 반응 온도가 낮기 때문에 탄탈륨보다 저렴한 티타늄 및 몰리브덴 도가니를 사용할 수 있으며, 금속에 대한 도가니의 오염을 줄일 수 있습니다.
중간합금법에 의한 이트륨계 희토류 금속 제조: 일정 비율의 마그네슘과 염화칼슘을 환원로 장입물에 첨가하여 희토류 마그네슘 합금과 CaF2, CaCl2의 저융점 슬래그를 형성합니다. 무수 YF3를 칼슘으로 환원할 때 금속 칼슘과 마그네슘은 도가니에 넣고(그림 3), YF3와 CaCl2는 상부 공급 깔때기에 넣습니다. 반응 탱크를 밀봉하고 10-2 토치까지 진공 처리한 다음 아르곤 가스로 채우고 950 도로 가열하여 YF3 및 CaCl2가 도가니에 떨어지도록 합니다. 로재료는 다음 식에 따라 환원 및 합금화 반응을 겪는다. {{10}}분 동안 유지한 후 도가니를 제거하여 이트륨 마그네슘 합금을 함유한 24% 마그네슘을 얻습니다. 950도에서 특정 가열 속도로 이 합금을 진공 증류합니다. 얻은 스폰지 이트륨은 0.01% 미만의 칼슘과 마그네슘을 함유하고 있으며 금속 순도는 약 99.5-99.7%입니다. 스폰지 이트륨은 진공 아크로에서 재용해되어 90-94%의 회수율을 갖는 치밀한 금속을 얻습니다. 산화사마륨, 산화유로듐, 산화이테르븀, 산화툴륨의 란타늄(세륨) 환원법은 란타늄, 세륨, 심지어는 증기압이 낮은 금속을 이용하여 고온, 고진공에서 Sm2O3, Eu2O3, Yb2O3, Tm2O3를 환원시키는 방법이다. 세륨은 희토류 금속을 환원제로 혼합했습니다. 동시에 증류를 통해 해당 금속을 얻을 수 있습니다. 소결된 R2O3 분말을 금속환원제와 혼합하여 표면이 깨끗한(산화막이 없는) 블록에 압착합니다. 10-3 토치 및 1300-1600 도의 진공 조건에서 0.5-2 시간 동안 환원 증류를 통해 높은 금속 회수율을 얻을 수 있습니다. 환원증류 장비는 그림 4와 같다. 이 방법은 금속 디스프로슘, 홀뮴, 에르븀 생산에도 적합하지만 더 높은 온도와 진공도가 필요하다. Eu2O3의 환원반응은 격렬하며, 환원온도는 환원된 사마륨, 이테르븀, 툴륨의 산화물에 비해 100-500도 낮다. 작업은 불활성 분위기에서 수행되어야 합니다.