电解温度对稀土电解槽技术指标的影响研究

借助已有的稀土电解槽温度场理论研究成果,以6kA稀土镨钕电解槽为研究对象,根据实测电解生产数据与稀土金属产品的化学检测结果对电解温度与稀土熔盐电解技术指标之间的关系进行了分析。结果表明,温度对电解过程的正常进行起着重要作用;能使本稀土镨钕电解槽实现高效、稳定生产的最佳电解温度为1 090℃。     

熔盐电解法制备镨钕镝合金的研究

利用4000 A电解槽,在氟化锂-氟化镨钕-氟化镝熔盐体系中,通过电解氧化镝与氧化镨钕的方法,制备了成分稳定的镨钕镝合金,金属直收率大于96%,电流效率大于75%。讨论了电解质组元、温度、阴极电流密度、加料速度对电解过程的影响。同时与钙热法生产金属镝、自耗阴极制备镝铁合金工艺进行综合性对比分析,结果表明,熔盐电解法在成本、工艺稳定、产品质量等方面具有绝对的优势。     

熔盐电解法制备稀土镁合金的研究进展

稀土镁合金在保留镁合金诸多优点的基础上,进一步强化了高温力学性能,有效改善了抗蠕变、耐热、耐腐蚀等性能,是高性能镁合金的典型代表。与传统熔铸法相比,熔盐电解法制备稀土镁合金具有合金成分均匀,收得率高,成本低,易实现大规模、连续化生产等优势。综述了熔盐电解法制备稀土镁合金的研究进展,重点介绍了Mg-Y,Mg-Nd,Mg-Li-RE等合金的电解制备工艺;讨论了氯化物体系和氟化物体系电解制备稀土镁合金的优缺点;指出了高电能消耗、低电流效率、高尾气排放是当前熔盐电解法用于制备稀土镁合金存在的主要问题,并提出了相应的解决措施;最后展望了未来可能的发展趋势,认为电解直接制备多元系应用合金及开发环境友好型的电解工艺是今后熔盐电解生产稀土镁合金的重要研究方向。     

电流密度对稀土熔盐电解影响的研究进展

电流密度是熔盐电解制备稀土合金过程中的关键技术参数,对电解制备稀土合金的工艺研究具有重要的指导作用.在稀土熔盐电解的发展历程中,对于电流密度的有效合理控制仍存在许多问题亟待解决.而电解制备稀土合金是中国当前的主要方法,且该电解方法效率高、能耗低、产量大.本文综述了稀土熔盐电解制备稀土合金中的电流密度对熔体温度、合金成分...     

熔盐电解富镨钕氧化物合成NdPrFe合金的研究

测定了稀土氧化物在氟化物熔盐中的溶解度、氟化物熔盐的密度和粘度，分析了电沉积钕的阴极过程，确定了电解富镨钕氧化物合成ＮｄＰｒＦｅ合金的工艺条件，讨论了工业规模生产的一些规律。     

液态阴极熔盐电解法制备锌—稀土中间合金的研究

采用液态锌作阴极的熔盐电解法,从氯化钠,氯化钾-氯化稀土熔盐电解质中,电解制备了锌-稀土中间合金。研究了电解质组成,电解温度,电流密度及搅拌等因素对电流效率的影响,在最佳电解工艺条件下,其电流密度84％。X射线衍射分析表明,稀土在锌-稀土中间合金中以ReZn_(11)形式存在。     

制取金属钕全流程工艺新技术

氟化钕制备采用氯化钕直接氟化工艺,流程最短,且较好地解决了沉淀过滤问题;碳酸氢铵作沉淀剂所得氧化钕成本最低;氟化物体系熔盐电解氧化物在熔盐熔化、阴极保护和实现低电流自热等方面有所创新,炉型结构合理,工艺稳定,投资少,实用性强。全流程对金属镧、铈、镨以及某些稀土合金生产。有参考价值。     

氟化物体系电解稀土氧化物制备稀土金属研究

概述了国内外氟化物熔盐电解制取稀土金属及合金的发展历程,分析总结了实验室中对稀土氟化物熔盐体系研究,其中包括物化性质和电化学性质的研究。数值模拟技术近年来在熔盐电解法制备稀土金属中也起到了很大的作用,因此概述了数值模拟技术在熔盐电解制备稀土金属的发展。     

熔盐电解法制备镨钕铈合金的研究

利用500A规模电解槽,在氟化锂-氟化镨钕-氟化铈熔盐体系中,以氧化铈与氧化镨钕混合物为电解原料,制备了不同金属配分的镨钕铈合金。研究了不同电解质组成、电解温度(980～1 060℃)以及加料速度对电解过程的影响。研究表明,电解质组成是控制合金中金属配分的关键因素,同时电解温度对金属配分的影响不大。但电解温度偏低或者加料速度偏慢会使电解质液面上升,导致"熔盐外溢"现象的发生。     

中国科学院将召开稀土熔盐化学和电化学学术交流会议

根据1978年至1985年全国基础科学规划(草案),将于今年八月中、下旬,由中国科学院和科学院长春分院共同主持召开一次全国性稀土熔盐化学和电化学学术交流会议。会议交流的主要内容为:(1)稀土氯化物熔盐电解的电效问题;(2)稀土氟化物—一氧化物体系电解;(3)熔盐电解法制备稀土中间合金及其应用;(4)无水稀土氯化物和氟化物的制备;(5)熔盐电解电极过程的研究;(5)熔盐物化性质和熔盐结构及其测试方法。会议地点定在长春。     

基于Comsol的稀土熔盐电解槽电场分析

采用Comsol Multiphysics 有限元软件,基于麦克斯韦原理,在电流不变的情况下,研究建立3 kA稀土钕熔盐电解槽电场数学模型,考察电极插入深度和极距对槽电压、电流密度等电场特征的影响。结果表明,模拟结果与实际生产数据吻合度高,所建立模型能较好地反映钕熔盐电解生产实际;随着电极插入深度的增大和极距的缩短,电解槽电压下降,利于降低电能消耗,但阴极电流密度比阳极电流密度下降快,不利于电流效率提高。应综合考虑能耗和效率,合理调整电极插入深度和极距,以降低钕熔盐电解单位能耗。     

稀土电解槽石墨阳极的研究

从实际生产所用的3kA稀土电解槽石墨阳极进行采样,采用多孔介质模型模拟不同插入深度和阳极内径对电解过程的影响,并综合分析石墨阳极在槽体内部对电解过程的影响。     

10kA底部阴极稀土熔盐电解槽流场的模拟

针对当前上插阴、阳极结构稀土熔盐电解槽存在的一些弊端,设计了10kA底部阴极电解槽,并用商业CFD软件FLUENT对该槽型中的流场进行了数值模拟,得到三种极距下电解质和阳极气体的速度分布,发现该槽型的设计是合理的.     

非水溶剂电还原制取重稀土金属及合金的研究现状及发展

随着重稀土元素对铝、镁、铜、镍及钢铁等金属材料的功能化作用被广泛关注,使得作为战略性资源的重稀土元素在金属合金材料的应用领域拓展空间巨大.在此背景下,作为改性元素的重稀土金属及合金的市场需求必然猛增.由于重稀土单质自身的高熔点,混熔法、真空热还原法一直是生产制备重稀土金属及合金的主要方法,寻求一条低成本、高效、绿色的制备方法则至关重要.由于熔盐电化学还原法在生产低熔点轻稀土及合金工艺方面具有经济、高效等优势,近年来,通过熔盐电解方式直接制取低熔点的重稀土合金成为国内外学者研究的热点,从目前取得进展来看,具有广阔的发展前景.针对国内外重稀土金属及合金的熔盐电解法制取的研究现状进行了评述,从体系物理化学性质、电极过程机理、模拟计算等几个方面做了简要的总结和分析,以期对重稀土合金材料的制备研究提供有益的帮助.      

稀土电解槽电化学三维时变流场数值模拟

目前对电解槽流场分析建立在气体或金属溶体定量单一流动的假设上,为更真实地表现电解槽在电解过程的流场变化,利用ANSYS Fluent软件对稀土电解槽进行电化学三维时变流场数值模拟研究。以加料镨钕氧化物时刻为初始时间的12 min槽内电化学瞬态三维模拟分析。仿真结果与生产实际相符。得出流场主要流动方式为阳极内侧区域生成气体向上流动,流速常居于最大值;阴极区域生成金属溶体向下流动,流速次之;阳极与阴极之间区域以此形成纵向涡流,流速小于前两者;阳极外侧区域为流动死区,流速最小,坩埚收集区域整体趋于稳定,流速远小于阳极内侧及阴极区域;电解至10 min镨钕氧化物被消耗殆尽,流场速度逐渐减小。      

熔盐电解法制备铝钙合金中的反电动势

研究了在CaCl2-CaF2纯钙盐体系中下沉式铝液槽结构熔盐电解法生产Al-Ca合金新工艺,采用连续脉冲-示波器法测定电解过程的反电动势,研究了在实验室条件下电解温度、电流密度、电解时问和极距对熔盐电解法制取铝钙合金的反电动势的影响.用熔盐电解法并采用铝阴极生产Al-Ca合金比对掺法更加节省电能,降低了Al-Ca合金的生产成本,是一种有经济价值的生产方法,有很好的发展前景.     

Rare Earth Metals and Alloys by Electrolytic Methods

Fused salt electrolysis as applied to the production of reactive refractory metals is a useful process for rare earth metals preparation also. The relatively low melting point of some of the rare earth metals and many of their alloys is an advantage here. With great ingenuity, electrolytic cells have been designed and methods developed for the preparation of high melting rare earth metals also in consolidated forms, using oxide–fluoride electrolytes. Any process of rare earth metal preparation had to contend with the great reactivity of these metals not only with the atmospheric gases but also with a great variety of crucible materials as well. The development of electrolytic processes involving both the chloride medium as well as the oxide–fluoride compositions had to be guided by this factor. The search for solutions to circumvent the numerous challenges inherent in the electrolytic extraction of rare earth metals led to some interesting process development. One of them is the preparation of rare earth metals by a method involving a consumable cathode. In this an alloy is prepared first by electrolysis and the metal is then recovered by a simple non electrolytic route from the alloy. Using one or other of these three possibilities, all the rare earth metals, and many of their alloys, could be prepared by electrolytic methods. All these issues and possibilities are highlighted in this paper.     

氯化钕熔盐电解制取钕铁中间合金

本文简要评述了制取Nd及富Nd合金的方法,分析讨论了用消耗性Fe阴极电解NdCl_3-KCl熔盐制取Nd-Fe合金的原理及选择技术条件的原则。实验室电解试验获得了含Fe仅13％的优质Nd-Fe合金,69％的合金电流效率(按纯Nd计为60％),Nd直收率大于90％。试验结果表明,本法是技术上合理、经济上有利的制取Nd-Fe合金的简便有效方法。     

Rare Earth Metals and Alloys by Electrolytic Methods

Abstract

Fused salt electrolysis as applied to the production of reactive refractory metals is u useful process for rare earth metals preparation also. The relatively low melting point of some of the rare earth metals and many of their alloys is an advantage here. With great ingenuity, electrolytic cells have been designed and methods developed for the preparation of high melting rare earth metals also in consolidated forms, using oxide - fluoride electrolytes. Any process of rare earth metal preparation had to contend with the great reactivity of these metals not only with the atmospheric gases but also with a great variety of crucible materials as well. The development of electrolytic processes involving both the chloride medium as well as the oxide-fluoride compositions had to be guided by this factor. The search for solutions to circumvent the numerous challenges inherent in the electrolytic extraction of rare earth metals led to some interesting process development. One of them is the preparation of rare earth metals by a method involving a consumable cathode. In this an alloy is prepared first by electrolysis and the metal is then recovered by a simple non electrolytic route from the alloy. Using one or other of these three possibilities, all the rare earth metals, and many of their alloys, could be prepared by electrolytic methods. All these issues and possibilities are highlighted in this paper.     

氟化物体系熔盐电解制备YNi合金

以Y2O3为电解原料,以金属镍棒为自耗阴极、石墨板为阳极,在常规的石墨电解槽中采用氟化物体系熔盐电解法制备了YNi合金.研究了电解时间、电解温度、电解质组成、阴极电流密度等主要技术参数对电解过程的影响,并对所制备的钇镍合金进行了表征.结果表明,熔盐电解制备钇镍合金的较优工艺条件为:电解温度1000℃,电解质YF3与Li...