钕电解氟化物体系熔化温度及高温物相的研究

为了提高钕熔盐电解的效率,对钕电解的二元体系NdF_3-LiF及三元体系NdF_3-LiF-Nd_2O_3熔盐加热到1100℃、急冷法制备分析样品,同时在电解槽中取熔盐,用急冷法制样,使用DSC-TG测定熔盐在加热过程中重量及热量变化,使用XRD、TEM分析急冷熔盐的样品组成和结构。研究表明,NdF_3-LiF二元体系及NdF_3-LiF-Nd_2O_3三元体系的共熔温度分别为723℃和725℃,共熔相的数量随着LiF的质量而增加,随Nd_2O_3质量增加及Nd_2O_3加入而降低,熔化温度随LiF含量降低而升高,随Nd_2O_3质量增加先降低而后升高,电解槽中熔盐的共融温度及熔化温度在712℃及970℃,实验样品在约900℃开始出现熔盐的挥发,电解槽中的样品几乎没有熔盐挥发;二元系及三元体系样品中分别含有NdF_3、LiF和NdF_3、LiF、Nd OF、NdF_2,三元系样品中加入的Nd_2O_3在高温完全熔解,生成Nd OF、NdF_2,电解槽中的样品含有未熔解的Nd_2O_3。通过实验初步确定了钕电解熔盐随着熔盐成分变化、熔盐熔化温度的变化及Nd_2O_3的熔解状况,确定了电解槽熔盐中存在Nd_2O_3及挥发组分含量偏低,对现场工艺改进及控制具有一定的指导作用。     

NdF_3-LiF-Nd_2O_3体系熔盐电导率的研究

采用交流阻抗谱技术测定熔盐电阻,并通过CVCC法研究了在1 020～1 120℃的温度范围内NdF3-LiF-Nd2O3熔盐体系的电导率,确定了温度、Nd2O3含量与熔盐电导率之间的关系,分析了温度和Nd2O3含量之间的相互作用以及对熔盐电导率的影响。研究结果表明,温度增加、Nd2O3含量减少,则电导率增大;在温度为1 080℃,Nd2O3含量为1.5%、2%、3.5%时,熔盐电导率变化幅度小,体系较为稳定。     

氟化物熔盐中含钕及钕-氧络合离子存在形式的研究

采用冰点降低法分别研究了以LiF为溶剂的稀LiF-NdF3熔盐中Nd-F离子团及LiF-NdF3-Li2CO3熔盐中Nd-O-F离子团的非氟离子的个数.结果表明,在以LiF为溶剂的稀LiF-NdF3熔盐中,Nd-F离子团中Nd3 的个数为2,这种离子团最可能的存在形式为Nd2F7-;而在以LiF为溶剂的稀LiF-NdF3-Li2CO3熔盐的含Nd3 ,O2-离子团中,Nd3 与O2-的个数比为1,认为这种离子团最可能的存在形式为Nd2O2F42-.由此而得到的关于熔盐离子结构的信息对于理解工业实际应用的高NdF3含量的电解钕熔盐结构会有很大帮助.     

氧化钪在冰晶石-氟化锂体系中的溶解性能

研究了Sc2O3在nNaF·AlF3-Al2O3熔盐体系中的溶解度随冰晶石的分子比[n（NaF）／n（AlF3）]、氧化铝和LiF添加量及温度的变化关系．结果表明,Al2O3和LiF的添加量是影响溶解度的主要因素,Al2O3添加量的降低、LiF添加量的增加及分子比的降低都有利于Sc2O3的溶解．随温度的升高,Sc2O3的溶解度增大,但温度影响显著性相对较小,并且温度升高造成电解质挥发严重,不利于电解的进行。当冰晶石分子比（CR）为2．2、添加Al2O3添加量为3％,LiF添加量为7％（质量分数）时,Sc2O3的溶解度可达3％-5％以上,可以满足电解条件．     

基于BP神经网络的熔盐电导率预测研究

NdF3-LiF-Nd2O3体系熔盐电导率是稀土熔盐电解的基础参数,由于高温环境使其在电解过程中的变化规律难以获得。研究针对试验结果所取得的样本进行训练,通过BP神经网络预测了NdF3-LiF-Nd2O3体系熔盐电导率,并分析了温度、LiF浓度和Nd2O3浓度对熔盐电导率的影响。研究结果表明,预测值处在1.825 6³.119 7 S/cm之间,与实验值误差在3%左右,同时,预测值与实际值的变化趋势基本一致。研究表明BP神经网络对熔盐电导率的预测能够满足熔盐体系电导率研究的要求。     

采用方波伏安法研究Nd_2O_3在NdF_3-LiF熔盐中的溶解度和溶解速度

采用方波伏安法,在石墨电极上测定了NdF_3-LiF-Nd_2O_3熔盐体系中氧离子的氧化过程。得出了氧离子氧化峰值电流密度Ip和Nd_2O_3浓度之间的关系曲线,通过最小二乘法建立了如下的方程式:Ip=0.09594[Nd2O3]+0.00497。由该方程式得到的氧化钕浓度(%,质量分数)与X射线荧光光谱(XRF)测试结果比较,平均误差为5.405%。通过方波伏安曲线及该方程式表征了Nd_2O_3在NdF_3-Li F熔盐中的溶解度和溶解速度。Nd_2O_3在NdF_3-Li F熔盐中的溶解是一个吸热过程。随着温度的升高,Nd_2O_3的溶解度呈线性增加,随着Nd F3浓度的增加,Nd_2O_3溶解度也随之增加。温度为1200℃时,当支持电解质中NdF_3浓度从70%(质量分数)增加到90%(质量分数)时,Nd_2O_3溶解度增加1.3%,Nd_2O_3在NdF_3-Li F熔盐中溶解速率在10 min左右达到最大值,该值与电解质组成几乎无关。当NdF_3∶Li F=90∶10(质量比),T=1200℃条件下氧化钕的溶解速度在10~20 min内保持最大值,其值为0.057%·min-1。     

Na_3AlF_6-AlF_3-LiF-MgF_2-Al_2O_3-Nd_2O_3-CuO熔盐体系电导率的研究

采用TH2810DLCR数字电桥测试仪确定熔盐电阻,通过CVCC法研究Na3AlF6-AlF3-LiF-MgF2-Al2O3-Nd2O3-CuO熔盐体系电导率,并采用最小二乘法对数据进行拟合,确定了温度、熔盐组分与熔盐电导率之间的关系式。研究结果表明,当温度升高或CuO含量增大时,熔盐电导率增大;而当Nd2O3和Al2O3含量增大时,熔盐电导率则逐渐减小;当温度一定时,同时加入相同质量比的Nd2O3和CuO,熔盐体系的电导率随Nd2O3、CuO添加量的增大而增大。     

钕电解阳极过电位的测定

用慢扫描示波法测定了钕电解的阳极过电位 .考察了温度、阳极电流密度、Nd2 O3添加量、电解质组成等因素对阳极过电位的影响 ,探讨了降低阳极过电位的可能途径 .结果表明 ,阳极过电位随阳极电流密度的增加而增大 ,随温度的升高而减小 ,一定范围内 ,阳极过电位与阳极电流密度的对数呈线性关系 ,满足塔菲尔方程 ;电解质中LiF和Nd2 O3浓度增加 ,阳极过电位降低 ;适当控制阳极电流密度、升高温度、增加电解质中LiF和Nd2 O3的浓度并尽可能减小极间距 ,均有利于降低阳极过电位     

电解法制备铝钪合金的物理化学性质研究

熔盐体系的物理化学性质对熔盐电解有很大影响,本文以冰晶石为电解体系,研究了添加不同含量的Al2O3、LiF及Sc2O3对电解质的初晶温度、密度和电导率的影响。结果表明：Alzos、Sczos的添加有助于降低电解温度,实现节能降耗;Sc2O3的加入对电解质的密度和电导率影响较小,可以保证使电解过程稳定进行;LiF的加入可有效降低初晶温度,提高电导率,是一种性能优良的添加剂。本研究结果为工业电解铝钪合金的电解质体系的选择提供了理论依据,具有重要的现实意义。     

NdF3-LiF-Nd2O3体系粘度的研究

采用坩埚扭摆法研究了 Nd F3- L i F熔盐体系的粘度 ,讨论了 Nd F3含量及温度对体系粘度的影响 ,并考察了加入 Nd2 O3对体系粘度的影响。合理地解释了个别组分熔盐粘度出现异常的现象     

电解铝工艺中钠冰晶石电解体系的影响因素

基于钠冰晶石电解质体系,比较了Na3AlF6-AlF3-CaF2(3%)-Al2O3体系和Na3AlF6-AlF3-CaF2(3%)-LiF(1%)-Al2O3体系液相线温度和电导率。结果表明:得出LiF在体系中虽有利于降低液相线温度和改善体系的导电性,但不是主要影响因素,Al2O3的溶解度和AlF3的剩余量才是影响体系的主要因素;而且AlF3的剩余量与Al2O3的溶解度成反比,合理选用AlF3的配比是体系的关键。     

Novel High Rate Lithium Intercalation Cathode Materials

In recent years,energy storage devices with bothhigh energy and high power densities have been vigor-ously developed for an application to electric vehicles(EVs).The battery properties of ca.2kW·kg-1ofpower density and ca.15Wh·kg-1of energy densityare needed for the EV′s application in the future[1].As the electrode materials are basic elements for thebattery device,the cathode electrodes should have su-perior properties to above expected ones.One ap-proachto develop the cathode materials…     

钕电解相关物质理论分解电压的计算

本文计算了NdF3-LiF-Nd2O3体系各物质的理论分解电压。结果表明,采用惰性阳极,理论分解电压按Nd2O3、NdF3、LiF顺序依次增大,温度升高,理论分解电压降低;采用活性阳极(石墨)时,Nd2O3与石墨反应生成CO和CO2,其理论分解电压较小,反应较易发生,尤以生成CO的反应更易发生。但当电流密度较高或Nd2O3浓度较低时,可能生成碳氧氟化合物及氟碳化合物,并发生阳极效应,各物质的理论分解电压也随温度的升高而降低。     

NdF_3-LiF-Nd_2O_3体系表面张力数学模型的研究

用拉筒法研究了低NdF3 浓度下NdF3-LiF体系的表面张力 .采用二因子二次回归正交设计 ,得出表面张力 (σ)与NdF3 含量 (C)、温度 (t)的回归方程 ,讨论了NdF3含量、温度对表面张力的影响 ,并考察了加入Nd2 O3 对体系表面张力的影响     

金属钕工业生产中氧化钕利用率的探讨

在氟化体系氧化物电解金属钕的工业产中,针对Ｍｄ２Ｏ３在熔盐中溶解度低的情况下,尤其是以氟酸铈矿提取的ｎｄ２Ｏ３为原料电解时易发生沉底现象时,采取调整熔盐配比和适当提高氧化钕利用率的方法,可改善金属钕产品的表面质量,防止熔盐夹杂,降低产品中的碳含量,并可达到减少炉渣（废旧溶盐）生成、稳定炉况生产和节能降耗的目的。     

PrF3-NdF3-DyF3-LiF electrolyte system for preparation of Pr-Nd-Dy alloy by electrolysis

The application of Pr-Nd-Dy alloy in the field of high-performance Nd-Fe-B permanent magnet materials has great potential. The composition of the PrF₃-NdF₃-DyF₃-LiF (PND-LiF) electrolyte system used in the production of Pr-Nd-Dy alloys, the distribution of F, Li, RE and other elements in the electrolyte and their occurrence state were studied in this paper. The effect of temperature and lithium fluoride addition on electrolyte conductivity was revealed using the continuous conductivity cell constant (CVCC) method. The thermal analysis method was used to study the influence of lithium fluoride addition on the electrolyte's liquidus temperature and the optimal process conditions for the production of Pr-Nd-Dy alloy were determined. The results show that the overall distribution of praseodymium neodymium fluoride and lithium fluoride is uniform in the electrolyte and dysprosium fluoride is distributed between praseodymium-neodymium fluoride and lithium fluoride. Praseodymium-neodymium oxide is embedded in praseodymium neodymium fluoride in spotty pattern. The electrolyte's conductivity is increased as the temperature and lithium fluoride addition are going up, while the liquidus temperature is going down with increasing lithium fluoride addition. The best electrolysis process conditions for the PND-LiF system to produce praseodymium neodymium dysprosium alloy are as follows: temperature 1050 °C and 15.56 wt% PrF₃-62.22 wt% NdF₃-11.11 wt% DyF₃-11.11 wt% LiF.     

Study on electrical conductivity of FexO–CaO–SiO2–Al2O3 slags

The composition dependences of electrical conductivity of Fe_xO–CaO–SiO₂–Al₂O₃ slags at different oxygen potentials and temperatures have been studied experimentally in the present work. From the experimental results, the total electrical conductivity and electronic conductivity for all the slags monotonously decrease as increasing CO/CO₂ ratio from about 0 to 1. With the increase of Fe_xO content, the total electrical conductivity and electronic conductivity increase at a fixed CO/CO₂ ratio. It is also found that the ionic conductivity of all the studied slags increases as increasing the CO/CO₂ ratio, which is resulted from the increase of Fe²⁺ ion concentration. In addition, the temperature dependences of ionic, electronic and total conductivity for different compositions obey the Arrhenius law. The electronic transference number exhibits a strong relationship with oxygen potential, but is independent of temperature.