稀土电解废熔盐的综合利用研究

主要研究了从氟化体系熔盐电解过程产生的废熔盐回收合格熔盐和氧化稀土的工艺条件；采用本工艺得到的熔盐可直接返回电解生产线使用，制取的氧化稀土质量都达到国家标准，稀土总收率达90．09％。     

稀土熔盐电解智能控制系统研究与应用

针对目前稀土熔盐电解工艺自动化水平较低,本文提出研究稀土熔盐电解智能控制系统。构建智能控制系统的总体框架,研究智能控制系统的关键技术,提出采用模糊自适应PID控制算法协调控制加料量和电解电源,实现对电解槽熔盐温度的实时调整。研究的智能控制系统在6 kA熔盐电解槽进行了实验,实验结果表明,该智能控制系统能够自适应调整电解槽熔盐温度,使得温度偏差在±0.9%范围内,且系统性能稳定,实用性强,为实现稀土熔盐电解工艺的智能化管理提供一定的技术指导。     

熔盐电解制备稀土铝合金的研究

铝中加入一定量的稀土金属后,铝合金的导电性、机械强度、耐腐蚀性和耐热性等方面都有明显的提高。稀土金属在铝合金中具有净化、细化和合金化效果。稀土铝合金因有上述的特点,而广泛地应用在电工铝的生产上。研究稀土铝合金的制取方法对稀土铝合金的广泛应用具有积极的推动作用。本实验使用熔盐电解法制备了稀土铝合金。     

稀土熔盐电解中非碳阳极的研究

针对稀土金属钕的熔盐电解,研制了一种适合于氟化物—氧化物体系的非碳阳极,这种电极既具有传统的碳阳极的全部优点,同时又能克服碳阳极的不足,消除产品中合碳量过高的现象,这种非碳阳极材料具有较好的高温导电性,较低的显气孔率,另外,其抗高温熔盐腐蚀性较好,是一种较理想的稀土熔盐电解电极材料。     

稀土熔盐电解石墨阳极抗腐蚀的研究

采用对稀土氯化物熔盐电解中的石墨阳极浸渍ＢＰＫ和ＮＰＫ溶剂的方法，来达到石墨阳极抗腐蚀的效果。在常压和真空条件下，对石墨阳极作了浸渍及氧化实验。并作了电解实验，探讨了石墨阳极抗腐蚀的机理。结果表明，石墨阳极浸渍了ＢＰＫ和ＮＦＫ溶剂后，在熔盐电解中具有明显的抗腐蚀效果，而且对电解时的电流效率。稀土金属的产量、质量及稀土金属的收率未带来任何影响。     

电流密度对稀土熔盐电解影响的探讨

分析探讨了阳极电流密度、阴极电流密度以及体电流密度对稀土氟化物体系熔盐电解槽运行效果的影响，确定了合理的电解槽电流密度参数范围。     

氧化镨熔盐电解过程预还原反应的研究

本文通过物料的差热-热重分析、高温反应实验以及产物的x射线衍射结构分析,研究了Pr6O11高温热稳定性、Pr6O11-PrF3和Pr6O11-PrF3-C的高温反应特性.在此基础上,探讨确定了Pr6O11在电解槽内熔盐中主要的预还原反应.     

稀土熔盐电解中电解槽温度分布测定

针对熔盐电解制备稀土中间合金过程中电解温度对合金组成的影响很大，通过不同阴极电流密度和电解电流条件对电解槽温度分布的测定，得到了氯化物熔盐电解制备富钇－镍稀土中间合金中电解槽熔体温度分布曲线，对指导生产具有一定的意义。     

熔盐电解法直接制取铝锶中间合金

采用熔盐电解法一步合金化直接制取铝锶合金,同时采用了复合电极,阳极析出的氯气得以顺利逸出,而且阴阳极引线得到很好的保护,从而使电解过程能够顺利进行。电解条件:750℃、阴极电流密度1.0A/cm~2、电解质配比(SrCl_2 70%、KCl 25%、SrF25%)、极距4.0cm,阴极产品Al-Sr合金含Sr10%、Ca、Fe均小于0.1%,电流效率82.6%,直流电耗998kWh/t,成本25 022元/t。     

熔盐电解法制取钬铁合金试验研究

在氟化物熔盐体系中采用自耗阴极进行氧化物的熔盐电解,通过电解温度、阴极电流密度和熔盐配比等主要技术条件进行正交设计试验,对电解过程中电解质组成、电解温度、阴极电流密度和加料速度等因素对合金成分、稀土收率影响进行了试验研究。获得了较佳的工艺技术条件,为钬铁合金的规模化生产提供了切实可行的途径。     

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。     

可溶阳极TiC_xO_y熔盐电解试验研究

研究了自制钛可溶阳极Ti CxOy(x≈0.50,y≈0.50)在简单氯化物(Na Cl-KCl)熔盐体系、低价钛离子浓度为3.5%的(Na Cl-KCl-Ti Clx)熔盐体系中的电化学溶解行为,同时考察了相应体系下的阴极行为。结果表明,在上述两种熔盐体系中,阳极Ti CxOy(x≈0.50,y≈0.50)均能发生电化学溶解。在简单氯化物熔盐体系中不利于得到阴极产物;在含低价钛离子的熔盐体系中有利于阴极产物的稳定得到,阳极的电流效率能够稳定在50%以上(以三价钛放电计算),阳极的溶解率从简单氯化物(Na Cl-KCl)熔盐体系中的80%左右下降到50%。     

LiCl-KCl熔盐中电解还原钛铁矿的研究

在LiCl-KCl熔盐中,采用熔盐电解法还原钛铁矿,研究了电解时间、槽电压及电解温度对还原钛铁矿的影响,探讨了在熔盐中钛铁矿电解脱氧的机理。结果表明,钛铁矿还原优先生成铁,钛氧化物由高价到低价逐步还原,而未得到金属钛及其合金,说明在LiCl-KCl熔盐中,TiO的脱氧还原是钛铁矿熔盐电解生成金属钛及其合金的反应限制性步骤。     

熔盐电解精炼锆的工艺研究

研究了不同配比的NaCl-K2ZrF6熔盐体系的熔点,K2ZrF6:NaCl=3:7的熔点较低为721℃.在此基础上,研究了熔盐配比、阴极电流密度、电解温度等因素对NaCl-K2ZrF6熔盐体系电解精炼电流效率的影响,结果表明阴极电流密度、电解温度均与电流效率成反比.采用XRD及元素含量分析等方法研究了电解精炼产品质量.较佳的工艺条件为K2ZrF6:NaCl为3:7(%,质量分数),温度800℃,阴极电流密度1 A·cm-2,在此条件下,电流效率可达84%以上.阴极锆为合格的工业级锫产品,产品中Fe,Ni,Cr,Mn等杂质分别由2700×10-6,540×10-6,350×10-6,400×10-6降低到30×10-6,10×10-6,18 ×10-6,100×10-6以下,产品纯度达到99%以上.     

计算稀土电解槽中阳极气体发生量的数学模型

提出了电解制取稀土金属的过程中电解槽阳极气体电化当量的概念,并根据电荷平衡的原理,建立了计算阳极气体发生量的数学模型。     

钙熔盐电解石墨阳极破损及防护研究

通过扫描电镜和电子探针分析钙熔盐电解中破损石墨阳极的结构和杂质，探索了其破损机理。通过实验研制出适合于钙熔盐电解过程用的石墨阳极的涂层，并对涂层进行了扫描电镜分析，结果说明该涂层是致密无裂纹且附着力强，具有较好的抗氧化能力，能防止或减少石墨阳极的消耗。