我国氟盐体系氧化钕电解制备金属钕技术现状及进展

本文论述了我国氟化物熔盐体系,电解氧化钕制备金属钕工艺技术装备的现状、最新进展。并就在型电解槽工艺技术及装备的研究进行了探讨。     

氧化钕电解的阴极过程及钕的溶解行为

本文用循环伏安法和重差法分别测定了 NdF_3-LiF-CaF_2熔体中氧化钕电解的阴极过程;金属钕在该熔体中的溶解损失;在120～300安培级电解槽中进行了氧化钕电解试验,并将所得的电解指标与氯化钕电解法进行了对比分析。     

金属钕的生产

随着钕铁硼稀土强磁问世,人们对单一稀土金属钕的生产给予极大的关注。氟化物体系熔盐电解氧化物制取金属钕,较氯化物体系工艺稳定易于掌握、稀土收率高,但难于实现工业化:作为熔盐电解质氟化钕的制备,操作复杂成本较高;电解金属钕的工艺与防腐材料存在不少问题。本文就金属钕生产工艺,提出了见解,目的在于克服上述问题,实现工业比。     

氟盐体系电解富镧钕合金熔盐电导率的研究

采用四电极法研究了添加富镧钕碳酸稀土（２ｗｔ％ＲＥ２Ｏ３）的ＲＥＦ３－ＬｉＦ－ＢａＦ２体系的电导率，求出了电导率的回归方程，讨论了各因素对电导率的作用。实验结果可以为富镧钕稀土碳酸盐为原料，在氟盐体系中电解生产富镧钕合金的新工艺提供基础数据。     

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。     

浅议熔盐电解金属钕增产降耗的途径

通过改进筑炉技术、合理制作阳极、正确选择钨阴极以及完善操作方法等有效途径，使单位产品的电耗降低了２０％、材料消耗下降２４％。     

电解生产金属钕过程中杂质碳的行为及其控制

在用氧化物溶盐电解法生产金属钕过程中，对杂质碳进入金属钕中的机理及影响产品金属钕中碳含量的主要工艺因素进行分析研究。     

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。     

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生产中,采用调整熔盐酯比和适应提高氧化钕利用率的方法,可改善金属钕产品的质量。     

氧化物电解法制备钕铁合金的研究

在溶有氧化钕和钕富集物的NdF_3—LiF二元氟化物和NdF_3—LiF—BaF_2三元氟化物熔盐中,以工业纯铁为自耗阴极,电解纯度大于99%的氧化钕和氧化钕含量大于68%的钕富集物制备了钕铁合金。电解纯度大于99%的氧化钕,电流效率可达到85.21%。电解氧化钕含量大于68%的钕富集物电流效率随钐和铕变价元素含量的增加而降低。试验条件下,制备了铁含量11～21%的钕铁合金。     

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生产中,采用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质量.     

在氟盐体系中钕离子阴极过程的研究

采用循环伏安法和计时电流法研究了ＬｉＦ－ＫＦ熔盐体系中钕离子在钼电极上的还原过程。结果表明,在本实验条件下,钕离子的电化学反应是一步还原,阴极过程受扩散控制。且在沉积的初级阶段是三维半球形瞬时成核,而后是扩散控制下的晶核长大过程     

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。     

熔盐电解制备金属钒

以氧化物为原料,采用熔盐电解的方法,制备了金属钒。研究了电解温度、电解电压、电解时间和阳极面积等参数对电解电流的影响规律。用扫描电镜、微区分析和X-射线表征了未完全还原及完全还原的试样的形貌、结构和组成。在850～900℃温度范围、2.9～3.0 V电压范围实验室规模上电解获得了金属钒。该方法具有温度低、流程短、设备简单,适合小规模化生产的优点。     

熔盐电解氧化钙制备铝钙合金及其电极过程分析

采用CaCl2-CaF2熔盐体系,氧化钙为原料,液态铝作阴极,成功制备了铝钙合金,利用循环伏安法重点研究了CaCl2-CaF2体系以及添加氧化钙后体系的电化学行为过程。结果表明,在CaCl2-CaF2体系中,除了在阴阳极上分别产生钙和氯气外,还生成了中间产物CaC2;向该体系添加少量氧化钙后,O2-放电生成CO2并起到去极化作用。采用电位控制法监控反电动势的变化研究并测得了氧化钙的加料周期为20min。     

熔盐电解法制备钨铜合金粉

在NaCl-KCl-Na2WO4-CuO体系中采用熔盐电解法直接制取钨铜合金粉,并对产物进行了XRD、SEM及EDS分析。结果表明,在780～800℃电解、阴极电流密度106～133mA/cm2、电解时间3～4h、电压2.2～3.2V的条件下,可以得到纯度99%以上、平均粒度0.91μm的钨铜合金粉末,各项指标基本达到了工业上烧结钨铜合金的要求。     

电解法制备高纯钛的研究

以海绵钛为可溶阳极,纯钛板为阴极,NaCl-KCl-TiClx混合熔盐作电解质,在900～980℃温度范围内进行熔盐电解,研究了加料温度、电解温度、可溶钛浓度以及阴极电流密度等因素对阴极产品杂质含量的影响。结果表明,在较高温度下加料并电解可获得杂质含量低的产品,通过控制可溶钛浓度和阴极电流密度可获得不同形貌和纯度的阴极产品。     

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。     

氟化氢气体法制备氟化钕热力学计算及实验

文章对氢氟酸法制备氟化钕的反应过程进行了热力学计算,研究了氟化反应时间、温度等主要因素对氟化率的影响,为氟化钕生产提供理论和实践依据。