Mischmetal (von - "Mischmetall") ist eine Legierung von seltenen Erdelementen in verschiedenen natürlich vorkommenden Verhältnissen. Es wird auch Cerium mischmetal, seltene Erde mischmetal oder misch Metall genannt. Eine typische Zusammensetzung schließt etwa 50 % Cerium und 25-%-Lanthan, mit kleinen Beträgen des Neodyms und Praseodymes ein. Seine der grösste Teil der üblichen Anwendung ist im "Zündstein"-Zünden-Gerät von vielen lighters und Fackeln, obwohl eine Legierung von nur Selten-Erdelementen zu weich sein würde, um gute Funken zu geben. Für diesen Zweck wird es mit Eisenoxid- und Magnesium-Oxyd vermischt, um ein härteres als Eisencerium bekanntes Material zu bilden.

Geschichte

Carl Auer von Welsbach war nicht nur der Entdecker des Neodyms und Praseodymes, und Co-Entdecker des Lutetiums, aber war auch der Erfinder des leichten Mantels (Thorium verwendend), und von der seltenen Erdindustrie. Er hat eine Fabrik gebaut, um seine Mäntel zu verfertigen und hatte entdeckt, dass das notwendige Thorium von monazite Sand verfügbar war, der zurzeit aus Brasilien entstanden ist, aber der auch bald danach aus North Carolina und Indien kam. Aber nachdem der 6-10-%-Thorium-Inhalt aus dem monazite herausgezogen worden war, hat er viele lanthanides übriggehabt, für die es keinen kommerziellen Gebrauch gab. [Der 1 % Cerium, das zum Thorium-Oxyd hinzugefügt wurde, um die Leistung zu verbessern, war alles, was, wie man finden konnte, am Anfang einigen der restlichen lanthanide nützlich verwendet hat.] So hat er Erforschung für Anwendungen begonnen, zu denen die seltenen Erden gestellt werden könnten. Unter seinen ersten Entdeckungen/Erfindungen, um praktische Früchte zu tragen, hat sich erwiesen, Mischmetal und der leichtere Zündstein zu sein, von denen beide im Gebrauch ein Jahrhundert später weitergehen.

Vorbereitung

Historisch war mischmetal von monazite, einem wasserfreien Phosphat des Lichtes lanthanides und Thoriums bereit. Das Erz wurde durch die Reaktion bei der hohen Temperatur entweder mit konzentrierter Schwefelsäure, oder mit Natriumshydroxyd geknackt. Thorium wurde durch das Ausnutzen seine schwächere Basizität hinsichtlich des dreiwertigen lanthanides entfernt, die radioaktiven Radium-Isotop-Tochter-Produkte des Thoriums wurden mit entrainment im Barium-Sulfat hinabgestürzt, und die restlichen lanthanides wurden zum Chlorid umgewandelt. Das resultierende "Seltene Erdchlorid" (Hexahydrate), manchmal bekannt als "Lanthanide Chlorid", war die Hauptwarenchemikalie der seltenen Erdindustrie. Durch die sorgfältige Heizung, vorzugsweise mit dem Ammoniumchlorid oder in einer Atmosphäre des Wasserstoffchlorids, konnte der hexahydrate dehydriert werden, um das wasserfreie Chlorid zur Verfügung zu stellen. Die Elektrolyse des geschmolzenen wasserfreien Chlorids (beigemischt anderem wasserfreiem Halogenid, um das schmelzen Verhalten zu verbessern), hat zur Bildung von geschmolzenem Mischmetal geführt, der dann in Barren geworfen würde. Jeder Samarium-Inhalt des Erzes hat dazu geneigt, auf das Metall nicht reduziert, aber im geschmolzenen Halogenid angesammelt zu werden, von dem es später rentabel isoliert werden konnte. Monazite-abgeleiteter Mischmetal war normalerweise ungefähr 48 % Cerium, 25-%-Lanthan, 17-%-Neodym und 5-%-Praseodym mit dem Gleichgewicht, das der andere lanthanides ist. Als bastnaesite angefangen hat, für den seltenen Erdinhalt ungefähr 1965 bearbeitet zu werden, wurde es auch zu einer Version des seltenen Erdchlorids, und auf Mischmetal umgewandelt. Diese Version war im Lanthan und tiefer im Neodym höher.

, die hohe Nachfrage nach dem Neodym hat es gewinnbringend gemacht, alle schwereren lanthanides und Neodym (und manchmal das ganze Praseodym ebenso) vom natürlichen Überfluss lanthanide Mischung für den getrennten Verkauf zu entfernen, und nur La-Ce-Pr oder Schnürsenkel in den am meisten wirtschaftlichen Formen von Mischmetal einzuschließen. Das Licht lanthanides ist in ihren metallurgischen Eigenschaften so ähnlich, dass jeder Anwendung, für die die ursprüngliche Zusammensetzung passend gewesen wäre, durch diese gestutzten Mischungen ebenso gut gedient würde. Das traditionelle "Seltene Erdchlorid", als eine Warenchemikalie, wurde auch verwendet, um die individuellen seltenen Erden durch Gesellschaften herauszuziehen, die die Erze direkt haben nicht bearbeiten wollen. Mischmetal wird normalerweise an weniger bewertet als pro Kilogramm, und die zu Grunde liegenden seltenen Erdchlorid-Mischungen sind normalerweise weniger als pro Kilogramm.

Verwenden

Mischmetal wird in der Vorbereitung eigentlich aller seltenen Erdelemente verwendet. Das ist, weil solche Elemente fast in den meisten chemischen Prozessen identisch sind, bedeutend, dass gewöhnliche Förderungsprozesse sie nicht unterscheiden. Hoch spezialisierte Prozesse, wie diejenigen, die von Carl Auer von Welsbach entwickelt sind, nutzen feine Unterschiede in der Löslichkeit aus, um mischmetal in seine konstituierenden Elemente mit jedem Schritt zu trennen, der nur eine zusätzliche Änderung in der Zusammensetzung erzeugt. Solche Prozesse haben später Marie Curie in ihrer Suche nach neuen Elementen informiert.

• R.J. Callow, "Die Industriechemie von Lanthanons, Yttrium, Thorium und Uran", Pergamon-Presse, 1967
• F.H. Spedding und A.H. Daane, Redakteure, "Die Seltenen Erden", John Wiley & Sons, 1961.

Außenverbindungen

• Der Holzperiodensystem-Tisch - Mischmetal