工业上大量使用的是工业纯稀土金属,较高纯度的稀土金属主要供测定物理化学性能之用。主要有四种提纯方法在试验室中使用,即真空熔融,真空蒸馏或升华,电迁移和区域熔炼。
将蒸气压较低的稀土金属,如钪、钇、镧、铈、镨、钕、钆、铽和镥,在真空度大于10-6托,用高于金属熔点 200~1000℃的温度进行熔融提纯。在这种情况下,蒸气压高的杂质如碱金属、碱土金属以及氟化物、低价氧化物(RO)能被蒸馏出去,但对钽、铁、钒、铬这些沸点高的杂质的去除效果较差。
又名真空升华法。在真空度为 10-6~10-9托和温度为1600~1725℃下蒸馏提纯钇、钆、铽、镥以及在1550~1650℃下升华提纯钪、镝、钬、铒、铥、钐、铕、镱。在这种条件下,钽、钨等蒸气压低的金属杂质和含碳、氮、氧的化合物便会留于坩埚中。此法往往同真空熔融法并用。
将稀土金属棒在超高真空或惰性气氛中通上直流电,在比金属熔点低100~200℃下保持1~3周。在高温和直流电场作用下,各种杂质元素因为有效电荷、扩散系数和迁移率不同,便沿试棒向两端富集。切去试棒两端,中段可再次进行电迁移提纯。在试验室中用电迁移法对镧、铈、镨、钕、钆、铽、钇、镥进行提纯,去除碳、氧和氮这些杂质的效果显著。
稀土金属棒在区域熔炼炉中以很慢的速度(如提纯钇时为0.4毫米/分),进行多次区熔,对去除铁、铝、镁、铜、镍等金属杂质有明显效果,但对氧、氮、碳、氢无效。此外,电解精炼、区熔-电迁移联合法提纯稀土也有一定效果。