[發明專利]一種共沉積法制備稀土釓合金的方法

有效

• 申請號: 201410173710.4
• 申請日: 2014-04-28
• 公開（公告）號: CN103924266B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 張志宏;陳國華;于兵;李坤;曹永存;劉玉寶;趙二雄;陳宇昕;楊勝嶺;王榮;溫永清
• 申請（專利權）人: 包頭稀土研究院
• 主分類號: C25C3/36
• 分類號: C25C3/36
• 代理公司: 北京律遠專利代理事務所(普通合伙)11574
• 代理人: 丁清鵬

技術領域

本發明涉及一種共沉積法制備稀土釓合金的方法，特別涉及一種氟化物體系氧化物熔鹽電解共沉積制備稀土釓合金的方法，它可作為釹鐵硼磁性材料的中間合金，屬于稀土火法冶金領域。

背景技術

制備高熔點稀土金屬及合金有以下幾種方法：(1)兩種金屬對摻互熔法；(2)熱還原法；(3)利用可耗固態陰極，通過電解在其表面析出稀土金屬進而合金化的電化學方法；(4)利用惰性陰極，通過混合氧化物的共析電解進而合金化的電化學方法。相比較而言，第四種方法比前三種方法更優越，它不需要先制備稀土金屬，也不需要高成本的還原劑和復雜的設備，更不需要難以控制工藝的可耗陰極，而是通過熔鹽共沉積電解一步法制得稀土合金。

日本特開昭49-34412介紹了利用Fe、Ni、Co、Cu、Ti、Mn作為可耗固體電解，在REF₃-BaF₂-LiF熔鹽體系(RE代表稀土)，采用鐵坩堝，可電解制備上述金屬同Y、Sm、Sc、Lu、Tm、Er、Ho、Tb、Gd和Nd等的合金，但只舉例了Ce-Fe、Y-Fe的制備工藝條件。中國專利CN 103060853公開了一種熔鹽電解制備鈥鐵合金的方法，以石墨坩堝為電解槽，石墨片為陽極，純鐵棒為陰極，鐵坩堝為接受器，通過電解氧化鈥原料，在氟鹽體系制備了含鈥75％的Ho-Fe合金。

中國專利CN1827860公開了一種熔鹽電解法生產鏑鐵合金工藝及設備，提出在高溫條件下，氧化鏑熔解于氟化物中，熔解的氧化鏑隨即發生電離，在直流電場的作用下，Dy³⁺在鐵陰極表面析出，還原成Dy，Dy與Fe合金化形成Dy-Fe合金。

中國專利CN101200806公布了一種熔鹽電解制備釓鐵合金的方法，提出在氟鹽體系下，以氧化釓為原料，純鐵棒為陰極，電解溫度900-1150℃，陰極電流密度5-25A/cm²，制備了Gd∶Fe＝(85-65)∶(15-35)的合金。

綜上所述，以上制備釹鐵硼用稀土中間合金的方法均為自耗陰極法，此法雖然與對摻法相比較，具有投資少、生產成本低、生產工藝簡單、工藝流程短、可連續化規?；a的諸多優點。但同時也存在以下的缺陷：合金中稀土、鐵的配分波動大，難控制，配分誤差高達3％-5％，影響了產品的一致性。電解過程中造渣嚴重，影響生產成本的進一步下降。并且無法在10000A等大型電解爐中生產，產品一致性極差。而且由于鐵陰極屬自耗式、生產中陰極更換頻繁，造成員工勞動強度加大。同時，由于上述專利均為釹鐵硼用二元中間合金的制備，對多元合金的制備沒有進行研究。

發明內容

本發明的目的是針對上述現有技術的不足，提供一種氟化物體系氧化物熔鹽電解共沉積法制備稀土釓合金的方法。該方法生產電流效率和收率高、產品質量好、低偏析、成本低，環境友好，屬于綠色環保工藝。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

以石墨塊作陽極，鉬棒為惰性陰極，鉬坩堝作為鐠釹釓合金接受器，在重量比氟化稀土∶氟化釓∶氟化鋰＝(6-3)∶(1.5-7)∶1組成的氟化物熔鹽電解質體系中，加入電解原料：稀土氧化物和氧化釓的混合物，其用量的重量百分含量為稀土氧化物∶氧化釓＝(99-35)％∶(1-65)％，通以直流電，陽極電流密度0.5-2.0A/cm²，陰極電流密度為5-25A/cm²；電解溫度為1030-1200℃，電解得到稀土釓合金；所述制備的稀土釓合金中稀土與釓的重量百分含量RE∶Gd＝(99-40)％、(1-60)％。

所述電解原料中的稀土氧化物為稀土元素鑭、鈰、鐠、釹中的一種或多種的氧化物；優選地，所述電解原料中的稀土氧化物為氧化鐠釹；

本發明的優點是：以簡單氟化物電解質體系電解混合氧化物制得稀土釓合金，工藝流程簡單，成本低，產品成分穩定，工藝過程僅產生CO₂和少量CO，對環境污染小，屬于綠色環保工藝，適于大規模生產。

具體實施方式

將氟化稀土、氟化釓、氟化鋰按設計比例加入電解槽中，待電解質熔化，溫度達到電解溫度后，插入陰極導電鉬棒，使之插入到電解質液面預定深度，啟動整流器，進行電解，電解一段時間后，取出合金，稱重并作分析。

實施實例一：