[發明專利]超純稀土金屬的純化裝置及利用其進行稀土純化的方法

在審

• 申請號: 201810156643.3
• 申請日: 2018-02-24
• 公開（公告）號: CN108118167A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 趙鑫;劉永清;可丹丹;劉玉寶;童志勇;羅淇文;何濤
• 申請（專利權）人: 內蒙古騰程新材料科技有限公司
• 主分類號: C22B59/00
• 分類號: C22B59/00;C22B5/04;C22B5/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種超純稀土金屬的純化裝置，包括爐體，所述爐體底部設有加熱裝置，所述爐體還包括冷卻板、氣體出口、底部送料口及溫度控制裝置；本發明還提供了利用該裝置進行超純稀土純化的方法，包括粉碎、加熱及降溫過程；本發明的裝置結構簡單，易于拆解維護，溫控精確可控，可根據不同的稀土氧化物進行不同的加熱區溫度控制，從而達到分離提純稀土金屬的目的，本發明的純化方法簡單，過程易于控制，整個過程周期短，環保無污染，制備的稀土純度高，可同時分離純化1?3種不同的稀土氧化物。本發明適用于制備超純稀土金屬。

技術領域

本發明屬于新能源材料領域，涉及一種超純稀土金屬的純化裝置及利用其進行稀土純化的方法。

背景技術

稀土金屬以其活潑的化學性質和良好的原子共溶性成為現代新材料體系中不可或缺的重要組成元素。目前使用稀土金屬作為主要原材料的領域主要集中在新能源材料體系中，如：稀土儲氫材料、稀土永磁材料和稀土催化材料等。稀土金屬，尤其是超純單質稀土金屬作為提高金屬材料各項性能的“靈丹妙藥”倍受重視，發展潛力巨大。

目前超純稀土金屬的生產工藝以電解為主，該過程不可避免的產生大量的粉塵和有毒有害氣體，并且受到電解環境和設備的影響，所生產單質稀土金屬中通常含有大量有過渡金屬雜質以及其他稀土元素雜質，使其在作為添加劑使用時極易導致產品性能不穩定的情況出現，并且該種方法無法大批量工業化生產。另外，還有將稀土氧化物在燒窯內通過煤炭、山草進行加熱，使其雜質熔化，最終留下稀土產品，然而這種方法溫度難以控制，燒窯無法精確控制溫度及不同稀土氧化物的生成區，造成的稀土純度不高，產品質量低劣，稀土回收率低，資源浪費，環境污染嚴重。因此，如何以環保、高效的生產工藝制備出低雜質、高純度的單質稀土金屬，成為制約稀土金屬制造業甚至是稀土新材料產業的重要因素。

發明內容

本發明要解決的技術問題，是提供一種超純稀土金屬的純化裝置，該裝置結構簡單，易于拆解維護，溫控精確可控，可根據不同的稀土氧化物進行不同的加熱區溫度控制，從而達到分離提純稀土金屬的目的。

本發明的另外一個目的是，提供了一種利用上述裝置進行稀土純化的方法，該方法簡單，過程易于控制，整個過程周期短，環保，制備的稀土純度高，可同時分離純化1-3種不同的稀土氧化物。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：

一種超純稀土金屬的純化裝置，包括爐體，所述爐體底部設有加熱裝置，所述爐體還包括冷卻板、氣體出口、底部送料口及溫度控制裝置；

所述冷卻板為中心設有通孔并與所述爐體內腔吻合且沿著爐體的高度方向設置，所述冷卻板上設有若干能使金屬蒸汽通過的蒸汽孔，所述通孔下設有能收集稀土的收集盒；所述爐體內側壁于冷卻板和爐體頂壁之間依次設有壁面加熱腔和壁面水冷腔，所述冷卻板的下底面還設有與所述壁面水冷腔相連通的冷卻板水冷腔，所述爐體的側壁于冷卻板水冷腔處分別設有與壁面水冷腔相連通的進水管和出水管，所述進水管經由水泵與水池通過管路相連，所述出水管與水池通過管路相連；

所述溫度控制裝置包括設于爐體內側壁上且位于冷卻板下面的用于檢測下部蒸汽溫度的第一溫度傳感器，和設于爐體內側壁上且位于冷卻板上面的用于檢測上部蒸汽溫度的溫度傳感器裝置；所述爐體外側面設有分別與第一溫度傳感器和溫度傳感器裝置電連接的控制器、與所述控制器電連接并用于接受用戶輸入溫度指令的輸入面板、以及與所述控制器電連接的顯示器，所述控制器還與所述加熱裝置電連接、并用于調節加熱裝置的加熱溫度。

作為本發明裝置的一種限定，

所述冷卻板包括沿著爐體高度方向由下至上依次間隔設置的喇叭狀的第一石墨板、第二石墨板、第三石墨板。

作為本發明裝置的進一步限定，