Рудное сырье, содержащее редкие металлы, как правило, очень бедное – оно содержит от тысячных до десятых долей процента извлекаемого металла. Руды редких металлов часто имеют сложный комплексный состав: вольфрам-молибденовые, титан-ниобий-тантал-редкоземельные, уран-ванадиевые и пр. некоторые редкие металлы содержатся в промпродуктах и промышленных отходах цветной металлургии и химических производств. Переработка предварительно обогащенного сырья (концентрата) обычно состоит из трех основных стадий: - разложение рудного концентрата; - получение чистых химических соединений; - выделение металла из полученных соединений. На первой стадии технологии производят разложение минерала, отделение извлекаемого металла от основной массы перерабатываемого сырья и концентрирование его в растворе, осадке или пыли. Это достигается при помощи пирометаллургических процессов (обжиг, сплавление, возгонка) или гидрометаллургическими методами (выщелачивание растворами кислот, щелочей или солей). На второй стадии преобладают химические процессы в водных растворах (экстракция, ионный обмен, осаждение, кристаллизация и др.). Иногда для получения соединений высокой чистоты используют и пирометаллургические процессы: возгонку хлоридов или оксидов, ректификацию галогенидов. В третьей стадии используют разнообразные, преимущественно пирометаллургические процессы восстановления металлов из химических соединений. По способам восстановления редкие металлы можно подразделить на три группы:
110
- восстановление из водного раствора цементацией или электролизом (Ga, In, Tl, Ge, Re); - восстановление из оксидов или галогенидов водородом, оксидом углерода или углеродом при повышенных температурах (W, Mo, Re, Ge, Nb, Ta); - восстановление из оксидов или солей металлами (металлотермия) или электролизом в расплавленных средах (Ta, Nb, V, Ti, Zr, Li, Be, Th, U, РЗМ). Таким образом, только пять металлов могут быть выделены непосредственно из водных растворов их солей, а остальные металлы получают пирометаллургическими методами или электролизом в расплавленных средах. Тугоплавкие металлы большей частью получают в виде порошков или пористой массы – губки, которые превращают в компактный вид (слитки или изделия заданной формы) дуговой или электронно-лучевой плавкой, а также используют методы порошковой металлургии.
