金屬鑭
中文名稱:金屬鑭
英文名稱:Lanthanum
別名:鑭塊;鑭粉;鑭;單質(zhì)鑭
分子式: La
分子量: 138.91
CAS編號:7439-91-0
危險性質(zhì): 危險化學(xué)品
質(zhì)檢信息
質(zhì)檢項目 指標(biāo)值
含量,% ≥99.5
精確質(zhì)量: 138.906
產(chǎn)品用途
金屬鑭用作制備鑭鹽;制造耐熱合金和膜狀電極;還原劑。用于儲氫材料,加工其他稀土金屬的還原劑。用作鋼鐵和有色金屬的添加劑、貯氫基質(zhì)材料,制取其他金屬的還原劑。用于昂貴的照相機(jī)鏡頭、打火器、電池電極和催化轉(zhuǎn)爐。高純氧化鑭可用于制造精密透鏡;鑭鎳合金可做儲氫材料,六硼化鑭廣泛用作大功率電子發(fā)射陰極。
化學(xué)性質(zhì)
金屬鑭又稱單質(zhì)鑭是一種金屬稀土元素,屬于元素周期表第3組(IIIA)的一種銀金屬元素,被認(rèn)為是鑭系元素第一位,元素號57。 它是該系列中最活躍的元素,與冷水反應(yīng)輕微,但與熱水反應(yīng)迅速。為白色金屬粉末,有延展性,對空氣敏感,在空氣中變暗,在空氣中很容易氧化,加熱能燃燒,生成氧化物和氮化物。在氫氣中加熱生成氫化物,能與礦酸很快起作用,但與冷的濃硫酸無變化;加熱至約450℃燃燒成氧化物和氮化物的混合物,在氫氣流中加熱生成氫化物,與其他金屬能成合金。不溶于水,能與水作用,常溫,遇濕易燃。它也是稀土元素中第二個最豐富的元素,常與其他稀土元素一起存在于獨居石中、氟碳鍶鑭礦中。它是鈾、釷或钚裂變的放射性產(chǎn)物之一。它能賦予玻璃特殊的折光性能,使玻璃具有較高的折射率。
制備方法
1.一般由水合氯化鑭經(jīng)脫水后,用金屬鈣還原,或由無水氯化鑭經(jīng)熔融后電解而制得。
2.70gLaCl3、18.5gCa在惰性氣氛下徹底混合搖勻裝入鉭坩堝或用機(jī)動壓力機(jī)壓成圓柱體放入鉭坩堝中,坩堝配有打孔的鉭蓋子以便通氣,置于密閉MgO坩堝[d=2(in,in=0.0254m,下同),h=7(in,in=00254m,下同)]中。然后放在石英管[d=2.25(in,in=0.0254m,下同)]中,管的一端熔封,另一端打磨后使嵌入55/50錐形接頭中。用石蠟將石英管密封在真空體系中。充入Ar(先經(jīng)過熱的金屬鈾純化)達(dá)到P=1atm,用6kW感應(yīng)爐加熱到550~600℃,使反應(yīng)發(fā)生(鉭坩堝溫度突然上升為據(jù))。5min后達(dá)到1000℃,維持13min使產(chǎn)生的稀土金屬完全結(jié)塊。冷卻到室溫,用水浸泡鉭坩堝以除掉CaCl2、Ca,熔融的稀土金屬保留在底部(1%~3%Ca)。
3.在100mL鎳坩堝中電解熔融50gKOH+20gNaOH+8gH2O+10gLa2O3的混合物。鎳坩堝置于300W的電爐中,用一支裝金屬箍頭的玻璃溫度計測量溫度,厚的鉑絲作為陽極稍稍浸入熔融物的液面下,坩堝作為陰極,電壓4V。溫度控制在300℃直至得到清澈的熔化物,5min后,當(dāng)溫度達(dá)310℃時,清澈的熔融物中開始出現(xiàn)沉淀。待觀察到反應(yīng)放熱,停止加熱,溫度下降到290℃,持續(xù)20min后,輕輕倒出熔化物,得到晶體。熔融物在260~280℃再次加熱2.5h,能夠形成較好的晶體。產(chǎn)物用稀醋酸洗滌。
制備
純化金屬態(tài)的鑭可以從其純化的氧化物或其他鹽獲得。一種這樣的方法涉及在鉭或鎢坩堝中在300℃至400℃下用氯化銨或氟化銨和氫氟酸加熱氧化物。隨后在氬氣或真空中于1,000°C用堿金屬或堿土金屬還原。典型的反應(yīng)是:La2O3+6NH4Cl→2LaCl3+6NH3+3H2OLaCl3+3Li→La+3LiCl
也可以通過在升高的溫度下電解無水氯化鑭和氯化鈉或氯化鉀的熔融混合物來生產(chǎn)高純度鑭。當(dāng)從礦渣中生產(chǎn)鑭時,除上述礦石提取外,所有過程均相同。礦物通過浮選過程被粉碎和濃縮。然后用稀鹽酸處理,將稀有金屬中的鑭和稀土轉(zhuǎn)化為氯化物。在空氣中煅燒會生成稀土氧化物。LaCl3+3Li→La+3LiCl
純度很高