[其他]制備稀土族金屬或其合金的電解方法及實施這個方法的裝置

無效

• 申請號: 85108786
• 申請日: 1985-12-04
• 公開（公告）號: CN85108786A
• 公開（公告）日: 1986-11-05
• 發明（設計）人: 弗朗克斯·塞昂;格黑斯拉尼·布拉索利
• 申請（專利權）人: 羅納·布郎克公司化學部
• 主分類號: C25C3/34
• 分類號: C25C3/34;C25C3/36;C25C7/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 陳季壯,羅英銘

本發明是關于電解稀土金屬或稀土基合金熔融鹽電解液的制備方法，以及實現這個工藝的裝置。

本文敘述的稀土族（RE）這個術語，是指釔族和鑭族元素中除了釤、銪、鐿以外的任何一種元素。

目前，電解稀土金屬氯化物的熔融介質，特別是電解釹的熔融介質時所存在的問題是產率很低。這是因為在稀土金屬氯化物存在的情況下，金屬的溶解度很高。這個方法，在T.KU????RITA（Denku????Kagaku，1967????35卷，第七期，496-501頁）的論文中有描述。那篇論文提出，由氯化釹和氯化鉀組成的熔融鹽電解液，產率達不到20%純釹。

本發明的第一個目的是，在實現工業規模條件下的電解方法制備稀土族金屬。

本發明的第二目的是，提供適合工業規模的制備稀土基合金的工藝法。

最后，本發明的另一個目的是提供一個能具體實現上述工藝的裝置。

為了這樣的目的，按照本發明，電解稀土金屬或稀土基合金與含有至少一種選自稀土族的金屬和過度金屬熔融鹽液的制備工藝和特征是使用一種電解液至少包含一種稀土金屬的氯化物，至少一種堿金屬或堿土金屬氯化物和至少一種堿金屬或堿土金屬的氟化物的電解液。

根據本發明特殊選用的具體裝置，這個電解液至少含有鋰作堿金屬。

此外，本發明也涉及具體實現上述電解液工業的電解槽，其特征是含有一個貯罐，罐的底部伸進一個排放管，而管的內橫斷面小于貯罐的橫斷面。

根據本發明特殊具體裝置，排放管對準罐的底部中心。

本發明的方法在工業化條件下，能夠生產高純度的金屬或高稀土族金屬含量的合金，并能得到超過80%的產率。

從下面的敘述以及使工藝得以實施的特定而非限制的具體裝置，將能更容易地評價本發明的特點及優點。

圖1是一個按照本發明的電解法的第一個具體裝置的斷面示意圖。

圖2是按照本發明的電解槽的第二個具體裝置的斷面示意圖。

如上所述，本發明涉及稀土金屬和稀土基合金的制備，特別應用于由氯化釹制備金屬釹的方法，實際上，特別顯著地提高了釹的產率。

本發明也涉及合金的制備，尤其是釹基合金的制備。

能用上述方法制備的合金，例如釹-鑭，釹-鈰、或釹-鐠稀土族之間的合金或一種或多種稀土金屬與從一組過渡族金屬選擇出的金屬之間的合金。可以采用的過渡金屬包括具有熔點高于電解槽熔融鹽液溫度的所有金屬。例如，這溫度可以在650℃-1100℃之間變化。鐵、鈷、鎳和鉻是這些過渡金屬的實例，根據本發明，尤其能夠制備以下合金：釹-鐵，鑭-鐵，釹-鑭-鐵和鐠-鐵。

根據本發明，本工藝的第一步是制備金屬形式的稀土金屬氯化物，為了生產含有多元的稀土金屬合金所采取第一步是制備含有每一種稀土金屬氯化物混合的熔融電解液，這些氯化物含水量按重量計取最好應小于6%。

用于電解槽操作的電解液，除了稀土金屬氯化物或氯化物之外，還應含有一種或多種的堿金屬或堿土金屬氯化物和一種或多種堿金屬或堿土金屬氟化物。

業已發現，用鋰作堿金屬是有利的。在電解液中存在鹵化鋰能明顯地提高產率。

最后，依照本發明所采用的優選的實施例，電解液至少含有一種氟化鋰和氯化鋰。那樣，通常得到最好的產率。

電解液中稀土金屬氯化物或氯化物比率，按重量計可以在10%-70%之間變化，尤其是在15%和45%之間。

另外，堿金屬或堿土金屬氯化物或氯化物與一種氟化物或多種氟化物之間的重量比最好在1.5∶1與3∶1之間變化。

最后，使用至少含量為15%的一種氟化物或多種氟化物的電解液是有利的。

電解操作過程中，電解液的溫度要高于電解液的熔融溫度。

通常，電解液的溫度是從650℃-1100℃，尤其是在700℃和900℃之間。

關于電解操作的詳細條件，將在下文敘述。

關于電極，裝置一般使用石墨陽極，陰極的性質可以按照所制備產物的類型而變化。

當制備一種純稀土族金屬時，最好使用鎢作陰極。使用與制備的稀土族金屬相同的材料作陰極也是可能的。同一類型的陰極常用于制備各種稀土金屬組成的合金。

當制備一種含有過渡金屬的稀土基合金時，陰極將是一個自耗的陰極，這個陰極是由過渡金屬或所生產的同種稀土金屬-過渡金屬的合金制成的。