[發(fā)明專利]電解方法、設(shè)備和產(chǎn)物

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380037209.9
• 申請(qǐng)日: 2013-05-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104583460B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 艾倫·理查德·賴特;斯蒂芬·霍洛韋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 金屬電解有限公司
• 主分類號(hào): C25C3/00
• 分類號(hào): C25C3/00;C25C3/26
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 顧晉偉,彭鯤鵬

1.一種用于從包含固態(tài)金屬或金屬化合物的原料中除去物質(zhì)的方法，包括以下步驟：

提供包含熔鹽、反應(yīng)性金屬化合物和反應(yīng)性金屬的熔鹽熔體，所述熔鹽包含與所述物質(zhì)不同的陰離子物質(zhì)，所述反應(yīng)性金屬化合物包含所述反應(yīng)性金屬和所述物質(zhì)，并且所述反應(yīng)性金屬能夠進(jìn)行反應(yīng)以從所述原料中除去所述物質(zhì)的至少一部分；

使所述熔體接觸陰極；

使所述陰極和所述熔體接觸所述原料；

使所述熔體接觸陽(yáng)極；以及

在所述陰極與所述陽(yáng)極之間施加電流，以使得從所述原料中除去所述物質(zhì)的至少一部分；

其中，所述熔體中所述反應(yīng)性金屬的量足以防止當(dāng)施加所述電流時(shí)所述陰離子物質(zhì)在所述陽(yáng)極處的氧化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述熔體中不存在所述量的所述反應(yīng)性金屬的情況下或在所述熔體中具有較低量的所述反應(yīng)性金屬的情況下，所述電流的施加將引起所述陰離子物質(zhì)在所述陽(yáng)極處的氧化。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述施加的電流為外加電流。

4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述施加的電流為預(yù)定的可變電流或根據(jù)預(yù)定的電流分布施加或?yàn)楹愣娏鳌?/p>

5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，所述方法在電流控制下進(jìn)行。

6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，所述方法以分批法進(jìn)行。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，包括以下步驟：使所述原料的批料與所述熔體接觸，從所述原料批料中除去所述物質(zhì)的至少一部分以形成產(chǎn)物，以及從所述熔體除去所述產(chǎn)物，其中所述原料與所述反應(yīng)性金屬化合物之間的反應(yīng)改變所述原料批料的處理期間所述熔體中的所述金屬化合物的濃度。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述原料與所述反應(yīng)性金屬化合物之間的所述反應(yīng)形成中間化合物，所述反應(yīng)降低所述批料的處理的中間階段期間所述熔體中的所述反應(yīng)性金屬化合物的濃度，并且所述中間階段期間所施加的電流使得當(dāng)所述熔體中不存在所述量的反應(yīng)性金屬或當(dāng)所述熔體中具有較低量的所述反應(yīng)性金屬時(shí)，所施加的電流的施加將引起所述陰離子物質(zhì)在所述陽(yáng)極處的氧化。

9.根據(jù)權(quán)利要求6、7或8中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述反應(yīng)性金屬和/或反應(yīng)性金屬化合物的量在批料的處理期間發(fā)生改變，并且所述方法包括以下步驟：

在一個(gè)時(shí)間點(diǎn)停止所述批料的處理，在所述時(shí)間點(diǎn)上從所述原料中已除去至少預(yù)定部分的所述物質(zhì)并且所述熔體中的所述反應(yīng)性金屬和所述反應(yīng)性金屬化合物的量在適合于處理另一批料的預(yù)定范圍內(nèi)；以及

使用所述熔體來(lái)處理另一批料。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述熔體被重復(fù)使用來(lái)處理10個(gè)或更多個(gè)批料。

11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述施加的電流的一部分由其中所述熔體中的所述反應(yīng)性金屬在所述陽(yáng)極處氧化的反應(yīng)來(lái)提供。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述反應(yīng)性金屬的陽(yáng)離子在所述陰極處相應(yīng)地還原。

13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述原料包含選自以下的金屬或金屬物質(zhì)：Ti、Ta、Ti、Ta、鈹、硼、鎂、鋁、硅、鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鍺、釔、鋯、鈮、鉬、鉿、鉭、鎢和包括鑭、鈰、鐠、釹、釤的鑭系元素以及包括錒、釷、鏷、鈾、镎和钚的錒系元素；或含有多于一種的金屬物質(zhì)，以使得所述方法的所述產(chǎn)物為合金或金屬間化合物。

14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述物質(zhì)包含氧。

15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述反應(yīng)性金屬包含Ca、Li、Na或Mg。

16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述陰離子物質(zhì)包含氯化物。

17.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述熔鹽包含氯化鈣。

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中在所述熔體與所述原料接觸之前，所述熔體中所述反應(yīng)性金屬的量介于0.1重量％與0.7重量％之間，并且優(yōu)選地介于0.2重量％與0.5重量％之間。