[發明專利]一種生產稀土金屬及合金的方法

有效

• 申請號: 201710971310.1
• 申請日: 2017-10-18
• 公開（公告）號: CN109487302B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 龔斌;章立志;鄧聚金;郭雪鋒;龍厚炳;詹彩霞
• 申請（專利權）人: 虔東稀土集團股份有限公司
• 主分類號: C25C3/34
• 分類號: C25C3/34;C25C3/36;C25C7/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種生產稀土金屬或合金的方法，在一段電解時段內，安時采集系統將采集到的電流值轉換成安時值并傳給控制系統，控制系統將整個電解時段的安時值進行累積形成該電解時段累計值，控制系統根據該電解時段安時累計值與加料量之間的系數關系，計算出該電解時段的加料量，并指令加料機在下一個電解時段進行加料，如此循環不間斷地進行采集、計算和加料的步驟，電解生產出金屬或合金。本發明不僅降低了工人的勞動強度，還提高了產品的質量，穩定了生產，本申請真正實現了稀土電解過程中精確加料，按需給料的。此方法在操作實施過程中簡單，維修率低，大大提高生產效率和降低生產成本，為實現產業的工業化和信息化奠定了堅實的基礎。

技術領域

本發明申請屬于稀土冶金領域，具體涉及一種生產稀土金屬及合金的方法。

背景技術

在稀土氟化物熔鹽電解體系的電解過程中，由于熔鹽揮發和滲漏、氟化物參與電解等原因會導致電解質有所損失和比例改變。當熔鹽數量減少時，會導致產量降低，成本增加，當氟化物含量降低或升高時，會導致產品質量下降，生產成本增加。因此，保證電解質體系的穩定非常重要。

在現有的電解工藝中，電解質，氟化稀土和氟化鋰分別加入，由于氟化鋰的熔點比電解質的熔點低，而氟化稀土的熔點比電解質的熔點高，導致氟化鋰易損失，氟化稀土難以熔化。并且，由于在電解過程中，電解質體系會逐漸失去平衡，補加氟化物和氟化鋰的數量和時間不能較好控制，導致電解質體系長期處于不穩定狀態。所以影響電解槽內電解體系的穩定主要為不能按需給料和加料的均勻性差。

在稀土氟化物熔鹽電解體系的電解過程中，為了穩定電解質體系，稀土氧化物的加入量需要精確控制，如果在電解過程中不按照電解爐的實際情況所需投料，則整個電解體系中的兩種電解質之間的比例以及兩種電解質和稀土氧化物的比例就是一個動態變化的過程，不再穩定。那么，電解產品的質量也會不穩定，電流效率也會隨之降低。目前，在不改變現有上掛陰極類槽型的情況下，電流效率達到80％后工藝指標難再有提升空間(該數據引自文獻：陳德宏，顏世宏，李宗安，龐思明，徐立海，郭栩毅，3000A液態下陰極電解制備稀土金屬關鍵技術研究，中國稀土學報，2011，29(06):769-772)。行業的常規生產水平是憑感覺手動加料或者采用非智能的加料機加料，產品總合格率在80％以下，電單耗在9-11度/kg，(該數據引自文獻：龐思明，顏世宏，李宗安，陳德宏，徐立海，趙斌，我國熔鹽電解法制備稀土金屬及其合金工藝技術進展，稀有金屬，2011，35(03):440-450)。

現有的制備稀土金屬或稀土合金的方法中，氧化物加入到電解槽中的現有技術方法有兩種：人工加料和加料機加料。

人工加料的缺點一方面是人工加料僅憑經驗控制加料量，隨意性強，對于電解槽物料需求量控制不準，無法定量控制和均勻加入，存在加料存在滯后性和不確定性，爐臺內物料的波動性大，導致產品質量參差不齊，產品合格率低，車間的自動化程度低。另一方面，動作幅度大，易產生揚塵，工人工作環境惡劣，且易造成廠房粉塵過量，增加處理成本，人工加料需要工人長時間的接近高溫爐臺，熱輻射嚴重，易發生中暑等事件，也正是由于這方面的原因，該生產方法的操作工年齡偏大，年輕人不太愿意參與。

近年來也有采用自動加料機代替人工加料的操作，自動加料機雖然部分程度上減少了工作強度和改善了工人的操作環境，但基本上也僅限于前期設定加料量的參數，加料機始終根據該加料參數，無法做到主動實時監控槽體內電解質的氧化物所需量，也就無法實現精確的控制電解槽內所需求的稀土物料量，所以產品質量依然不穩定。

此外，上述的人工加料和加料機加料，均無法確保實時精確記錄每次加料的時間和加料量，數據的保存無法得到保障，產品的可追溯性差。

因此，如何提高稀土金屬制備過程中物料加入量的精確度，是目前本領域工作人員亟待解決的問題。目前，已有相關的工作者在努力研發方法。