[發(fā)明專利]通過電解還原生產(chǎn)金屬的方法和設(shè)備

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380067620.0
• 申請(qǐng)日: 2013-12-20
• 公開（公告）號(hào): CN104919089A
• 公開（公告）日: 2015-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 格雷格·道蒂
• 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;C25C7/02
• 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: 蔡勝有;冷永華

1.一種通過電解還原包含第一金屬的氧化物的原料來生產(chǎn)金屬的方法，所述方法包括以下步驟：

將所述原料布置為接觸電解池內(nèi)的熔鹽和陰極，

將陽極布置為接觸所述電解池內(nèi)的所述熔鹽，所述陽極包含熔融的第二金屬，所述第二金屬不同于所述第一金屬，以及

在所述陽極和所述陰極之間施加電勢(shì)，使得氧從所述原料中移除，從所述原料中移除的氧與所述熔融的第二金屬反應(yīng)以形成包含所述第二金屬的氧化物。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中當(dāng)施加所述電勢(shì)時(shí)一部分所述第二金屬沉積在所述陰極上，使得所還原的原料包含所述第一金屬和一部分所述第二金屬。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其包括從所述第一金屬中分離所述第二金屬以提供包含所述第一金屬但不包含所述第二金屬的產(chǎn)物的另外的步驟。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述第二金屬通過熱處理例如熱蒸餾從所述第一金屬中分離。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述第二金屬通過使用酸洗的處理從所述第一金屬中移除。

6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述原料包含多于一種不同金屬的氧化物，和/或其中所述第一金屬的氧化物是合金的氧化物。

7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述第二金屬是工業(yè)純的金屬，或其中所述第二金屬是合金，例如共晶組成的合金。

8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述金屬具有低于1000攝氏度的熔點(diǎn)和低于1750攝氏度的沸點(diǎn)。

9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述第一金屬是選自硅、鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、鍺、釔、鋯、鈮、鉬、鉿、鉭、鎢、鑭、鈰、鐠、釹、釤、錒、釷、鏷、鈾、镎和钚的任意金屬或所述任意金屬的合金。

10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述第二金屬是選自鋅、碲、鉍、鉛和鎂的任意金屬或所述任意金屬的合金。

11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中當(dāng)在所述陰極和所述陽極之間施加電勢(shì)時(shí)，所述熔鹽處于低于1000攝氏度，優(yōu)選低于850攝氏度，優(yōu)選低于800或750或700或650攝氏度的溫度下。

12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述熔鹽是含鋰鹽，優(yōu)選包含氯化鋰的鹽。

13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其包括還原所述包含所述第二金屬的氧化物以回收所述第二金屬的另外的步驟。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述包含所述第二金屬的氧化物從所述陽極被轉(zhuǎn)移至獨(dú)立的池或室并且被還原以回收所述第二金屬，所述第二金屬被轉(zhuǎn)移回所述陽極。

15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述原料包含鉭氧化物并且所述陽極包含熔融鋅。

16.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述原料包含鈦氧化物并且所述陽極包含熔融鋅。

17.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中在電解期間在所述陽極基本沒有氣體釋放。

18.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中沒有與所述電解池內(nèi)的所述熔鹽接觸的碳。

19.一種通過電解還原包含第一金屬與氧的氧化物的原料來生產(chǎn)金屬的設(shè)備，所述設(shè)備包括被布置為接觸熔鹽的陰極和陽極，其中所述陰極接觸所述原料，并且所述陽極包含熔融金屬，所述熔融金屬能夠形成氧化物。

20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述熔融金屬是選自鋅、碲、鉍、鉛和鎂的任意金屬或所述任意金屬的合金。

21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的設(shè)備，其中沒有與所述熔鹽接觸的碳。