[發(fā)明專利]氯化物電解共析法制取鈰鎂合金

無效

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• 申請日: 1994-11-11
• 公開（公告）號: CN1122848A
• 公開（公告）日: 1996-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓學(xué)印
• 申請（專利權(quán)）人: 冶金工業(yè)部包頭稀土研究院
• 主分類號: C25C3/36
• 分類號: C25C3/36
• 代理公司: 包頭市專利事務(wù)所
• 代理人: 吳克宇

本發(fā)明涉及一種鈰鎂合金的制取，特別適合于氯化物電解共析法制取鈰鎂合金，屬于稀土火法冶金技術(shù)領(lǐng)域。

鈰鎂合金用途極其廣泛。在高爐鐵水中加入鈰鎂合金，可改變鑄鐵的機(jī)械性能，并使加工性能顯著提高。在鋼或有色金屬中加入鈰鎂合金，可改變鋼或有色金屬中夾雜物形態(tài)，細(xì)化晶粒，改善其物理性能。

過去，鈰鎂合金的生產(chǎn)方法有兩種：

1.熔配法：在金屬熔化狀態(tài)下，把金屬鈰和金屬鎂按一定比例配制而成。該方法金屬燒損大，勞動環(huán)境差，合金組分偏析嚴(yán)重。

2.熔融鹽液態(tài)陰極電解法：把金屬鎂錠置于電解槽中，熔化后電解過程析出的金屬鈰進(jìn)入鎂中形成鈰鎂合金。該方法使用的原料為價格較貴的金屬鎂，生產(chǎn)成本高，且合金成分難以控制，存在有偏析現(xiàn)象。

本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種采用氯化鈰和廉價的氯化鎂，在氯化物熔融鹽條件下電解，使金屬鈰和金屬鎂在陰極上共同析出而制備鈰鎂合金的新工藝。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：將結(jié)晶氯化鈰在減壓下脫水制成CeCl₃·H₂O，和氯化鉀按重量比1∶1.0～1.2配料，置于石墨坩堝中(坩堝本身為電解槽陽極)，外部用硅碳棒加熱至820～860℃，待電解質(zhì)熔化，放下鉬棒陽極，接通直流電。利用自動給料裝置，嚴(yán)格控制每小時CeCl₃·H₂O和MgCl₂的加入量，連續(xù)進(jìn)行電解。在840℃下CeCl₃的分解電壓為2.97伏，MgCl₂的分解電壓為2.72伏。基于二者分解電壓相近，電解過程中，鈰與鎂在陰極上共同析出。由于Ce-Mg合金比重大于熔融電解質(zhì)比重，液態(tài)的Ce-Mg合金落入瓷皿接受器中，定時取出即得鈰鎂合金。依據(jù)加入的CeCl₃和MgCl₂的比例不同，即可制得含鎂5～15％(或任何組分)的鈰鎂合金。????

下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明的實(shí)施例：

將氯化鈰和氯化鉀按重量比1∶1.0～1.2，配制成電解質(zhì)[5]，置于石墨坩堝電解槽(陽極)[4]中，用硅碳棒加熱元件[6]加熱至820～860℃，待電解質(zhì)[5]熔化后，放下鉬棒陽極[2]，接通直流電源[3]，利用自動給料裝置[1]，嚴(yán)格控制每小時CeCl₃和MgCl₂的加入量，連續(xù)進(jìn)行電解，Ce和Mg在陰極[2]上共同析出，隨即落入瓷皿接受器[7]中，定時取接受器中的Ce-Mg合金[8]。

實(shí)例1，本發(fā)明典型操作數(shù)據(jù)為：

直流電流????????????????200A

電解橫電壓??????????????10～12V

電解質(zhì)溫度??????????????820～860℃

陰極電流密度????????????5A/cm²

陽極電流密度????????????0.4A/cm²

電流效率????????????????77％

電解質(zhì)組成??????????????CeCl₃/KCl＝1∶1.0～1.2

在上述操作條件下，利用自動給料裝置，控制每小時加入CeCl₃·H₂O523克，MgCl₂56克，連續(xù)電解3小時后，取出鈰鎂合金，分析結(jié)果列于表1。鈰鎂合金中鎂含量5.03％，鈰含量95.20％。

實(shí)例2，操作條件同實(shí)例1，控制每小時加入CeCl₃·HO?512克，MgCl₂?78克，連續(xù)電解3小時后，取出鈰鎂合金，分析結(jié)果列于表2。合金中鎂6.98％，鈰93.62％。

實(shí)例3，操作條件同實(shí)例1、2，控制每小時加入CeCl₃·HO496克，MgCl₂?111克，連續(xù)電解3小時后，取出鈰鎂合金，分析結(jié)果列于表3。合金中鎂10.40％，鈰89.52％。

實(shí)例4，操作條件同前，控制每小時加入CeCl₃·HO468克，MgCl₂166克，連續(xù)電解3小時后，取出鈰鎂合金，分析結(jié)果列于表4。合金中鎂15.93％，鈰85.73％。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)是工藝簡單，操作方便，金屬回收率高，合金成分易于控制，組分均勻。由于本發(fā)明采用廉價的氯化鎂為原料，生產(chǎn)成本低，適宜于鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)和中小工廠生產(chǎn)。