热还原法生产金属钐改进工艺
钙热还原法年产5吨稀土金属钇的工艺流程
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钐钴的生产工艺
钐钴的生产工艺钐钴是一种由钐和钴组成的合金，具有良好的磁性和耐腐蚀性，广泛应用于电子产品、医疗设备、航空航天等领域。
钐钴的生产工艺主要包括原料选购、制备合金、烧结成型和后续处理等步骤。
首先，原料选购是钐钴生产的关键步骤之一。
钐和钴是制备钐钴合金的主要原料。
钐可以选择钐金属或者钐氧化物作为原料，而钴一般选择钴金属或者钴氧化物。
在选购原料时，需要考虑原料的纯度、成本和供应稳定性等因素，以确保生产的钐钴合金具备良好的品质。
其次，制备钐钴合金的工艺包括合金粉末的制备和成型两个步骤。
合金粉末的制备可以采用多种方法，常见的有冶炼法和化学还原法。
冶炼法是将钐和钴以一定的比例混合后，在高温条件下熔炼制备合金坯料，然后将坯料冷却，研磨成为合适的粉末。
化学还原法是通过化学反应将钐和钴离子还原为金属形式，最后得到合金粉末。
制备合金粉末的方法选择要根据实际情况来确定，以保证合金粉末的纯度和颗粒大小的一致性。
制备合金粉末后，需要进行成型处理。
成型是将合金粉末通过一定的方法制备成所需的形状。
常见的成型方法有压制成型和注射成型。
压制成型是将合金粉末放入模具中，在高压力下进行压制，使其成为所需的形状。
注射成型是将合金粉末与有机溶剂混合，成为浆状物，然后通过喷射注入模具，随后挥发溶剂并在高温下进行固化，最终得到所需的形状。
成型后的合金坯体需要进行严格的烧结处理，以提高合金的致密度和力学性能。
烧结成型是将合金坯体在高温下进行加热处理，使其颗粒间相互结合形成致密的合金体。
烧结一般采用热压烧结法或者等离子烧结法。
热压烧结法是将合金坯体放入高温高压环境中进行烧结，通过粒子间的晶界扩散和表面扩散，使合金颗粒结合在一起。
等离子烧结法是将合金坯体放入等离子炉中，通过等离子体的高能量效应，使合金颗粒流动并结合在一起。
烧结后的合金需要经过冷却处理，得到完全致密的钐钴合金。
最后，生产过程中还需要进行后续处理，如去表面氧化处理、机械加工和热处理等。
去表面氧化处理是为了消除合金表面的氧化层，以保证合金的化学性能和外观。
热还原法生产金属钐改进工艺
热还原法生产金属钐工艺的改进热还原法生产金属钐工艺的改进摘要：本文通过对热还原法生产金属钐工艺中化学反应的热力学计算及反应过程分析，找到了影响还原收率的主要因素，即：还原反应温度偏低；压块中还原生成的金属钐无法完全被蒸馏出来，从而对原工艺进行了改进。
改进后的工艺能使金属钐的收率由原来的90%左右一次性提高至96%以上。
关键字：金属钐；生产工艺；改进；提高收率钐的主要用途是作稀土永磁材料钐钴合金，主要有两种：1：5钐钴永磁体和2：17钐钴永磁体，由于钐钴永磁体在热稳定性和抗腐蚀性方面优于钕铁硼磁体，因而成为某些工业特别是军事和航空等领域的首选材料。
同时，90年代初期研制开发的新型磁性材料钐铁氮磁体以其较低的制造成本、优于钕铁硼的某些性能（耐热性和耐蚀性）成为金属钐的又一重要市场[1]。
金属钐的生产方法主要为镧铈金属热还原法[2，3]，是利用钐的蒸气压远大于还原剂金属蒸气压的特性，真空状态下在还原的同时将其蒸馏出来。
反应方程式为： Sm2O3(s)+R(l)→2Sm(g)+R2O3(s) (R=La,Ce), 其生产工艺不论在各类文献资料[2，3]，还是在各稀土冶炼厂家都采用以下原则流程：备料→混料→压制→装炉→还原→蒸馏→出炉。
该工艺的突出缺点是金属钐的直收率不高，文献[3]介绍仅能达到90%。
本文通过对还原反应的热力学计算，确定了合理的反应升温制度，通过对反应过程的分析，确定了影响还原收率的主要限制环节，从而对原工艺进行了改进。
改进后的工艺不但缩短了生产工艺，而且能使金属钐的直收率一次性提高至96%。
1反应原理1.1热力学计算还原过程：Sm2O3(s)+R(l)→2Sm(g)+R2O3(s) (R=La,Ce)反应进行的条件：ΔG T=ΔG T0+RTlnKp≤0在该多相反应中，反应的平衡取决于气相成分的蒸气压，因为在反应温度下，其他成分的蒸汽压很小，可视为零。
当反应达平衡时：ΔG T0=-RTlnKp=-RTlnp (1)而平衡蒸气压Pmm与温度的关系：LgPmm=A-B/t (A,B为常数) （2）将（2）代入（1）可得；ΔG T0=A1+B1T （A1,B1为常数）查阅资料[2],对反应:2Sm2O3(s)+2La(l)→2Sm(g)+La2O3(s)ΔG T0与T的关系为：ΔG T0=102940-48.77T对反应： Sm2O3(s)+2Ce(l) →2Sm(g)+Ce2O3(s)ΔG T0与T的关系为: ΔG T0=97600-47.12T试验是在真空度为≤0.1Pa下进行的，则有：对La还原：ΔG T=102940-48.77T+8.314Tln(0.1/101325)2≤0得:T≥2110.7K, t≥1837.7℃对Ce还原：ΔG T=97600-47.12T+8.314Tln(0.1/101325)2≤0得:T≥2110.7K, t≥1798.3℃由此可知：上述反应能进行的热力学条件为：反应温度 t≥1800℃1.2反应过程分析：从反应化学方程式可以看出，该反应为复杂的多相反应过程，其中间化学反应主要是：在还原温度下还原剂金属熔化，与固态被还原氧化物浸润，并形成中间相；被还原出的金属钐与还原剂金属形成合金；金属钐由液态中间合金中蒸馏出反应区。
镧热还原法制取金属钐影响因素的研究
镧热还原法制取金属钐影响因素的研究作者：高兴东来源：《科学与财富》2017年第07期摘要：钐的主要用途是作稀土永磁材料钐钴合金，主要有两种：1：5钐钴永磁体和2：17钐钴永磁体，由于钐钴永磁体在热稳定性和抗腐蚀性方面优于钕铁硼磁体，因而成为某些工业特别是军事和航空等领域的首选材料。
同时，90年代初期研制开发的新型磁性材料钐铁氮磁体以其较低的制造成本、优于钕铁硼的某些性能（耐热性和耐蚀性）成为金属钐的又一重要市场[1]。
目前，在镧热还原制取金属钐方面主要通过优化工艺参数来提高生产效率和金属钐收率；扩大单炉次生产规模来提高生产效率，降低生产成本。
本文以本厂实际生产为基础尝试对影响钐质量及产量的诸因素进行讨论[2]，通过多次实验和生产实践，找出并讨论了镧热还原法制取金属钐的主要影响因素-反应温度、还原剂用量、反应时间、料块的压制压力等与金属钐收率和纯度之间的关系，简单的描述了镧热还原的热力学原理和动力学过程。
关键词：金属钐；镧热还原；反应温度；压制压力一、设备及原料反应设备：120KW大型真空碳管炉原料：氧化钐相对纯度≥99.9%，稀土杂质≤0.1%，非稀土杂质≤0.5%，金属镧：金属镧相对纯度≥99%。
二、热力学分析镧热还原法是利用钐的蒸汽压远大于还原剂金属镧蒸汽压的特性，在真空状态下还原的同时将其蒸馏出来。
反应方程式为： Sm2O3（s）+La（l）→2Sm（g）+La2O3（s）。
反应进行的条件：ΔGT=ΔGT0+RTlnKp≤0在该多相反应中，反应的平衡取决于气相成分的蒸气压，因为在反应温度下，其他成分的蒸汽压很小，可视为零。
当反应达平衡时：ΔGT0=-RTlnKp=-RTlnp（1）而平衡蒸气压Pm与温度的关系：LgPm=A-B/t（A，B为常数）（2）查阅资料得到个反应物相应数据[3]对反应：2Sm2O3（s）+2La（l）→2Sm（g）+La2O3（s）ΔGT0与T的关系为：ΔGT0=430.733-0.314T实际生产是在真空度为≤5Pa下进行：ΔGT=430.733-0.314T +8.314Tln（5/101325）2≤0得：T≥1371.7K，t≥1098.2℃由此可知：上述反应能进行的热力学条件为：反应温度t≥1098.2℃三、反应过程分析从反应化学方程式可以看出，该反应为复杂的气-固-液多相反应过程，其主要的反应过程是：在满足反应温度条件下还原剂La开始溶化，与固态的Sm2O3相互浸润，并形成中间相；被还原出的Sm与还原剂La形成合金；金属Sm由液态中间合金中蒸馏出反应区。
氧化钐标准-概述说明以及解释
氧化钐标准-概述说明以及解释1. 引言概述：氧化钐是一种重要的稀土金属氧化物，具有多种用途和应用。
作为稀土元素的一种，氧化钐在材料科学、化学工业、医疗器械等领域发挥着重要作用。
本文将着重介绍氧化钐的性质、应用和制备方法，希望可以为读者提供关于氧化钐的全面了解和参考。
文章1.1 概述部分的内容1.2 文章结构：本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，将简要介绍氧化钐的概述、本文结构以及研究目的。
在正文部分，将详细描述氧化钐的性质、应用以及制备方法。
最后在结论部分，将对整个文章进行总结，展望未来研究方向，并得出结论。
通过这样的结构安排，读者可以清晰地了解本文内容，从而更好地理解氧化钐的标准和相关知识。
1.3 目的本文的目的旨在系统地介绍氧化钐的标准及相关知识，包括其性质、应用和制备方法。
通过对氧化钐的深入了解，可以更好地推动其在各个领域的应用和进展，促进氧化钐标准的完善和规范化。
同时也旨在引起广泛的关注和讨论，促进有关氧化钐的研究和应用，为相关研究人员提供参考和指导。
希望本文能够为读者提供全面而准确的信息，增进对氧化钐的了解和认识，促进相关领域的发展和应用。
2. 正文2.1 氧化钐的性质氧化钐是一种无机化合物，化学式为Sm2O3，是钐的氧化物之一。
它呈灰白色粉末状，具有高度稳定性和一定的热稳定性。
在常温下，氧化钐不溶于水，但可以与酸性溶液反应生成对应的钐盐。
氧化钐具有一定的电子导电性和磁性，在一定条件下可以表现出半导体性质。
此外，氧化钐还具有良好的光学性质，可以用于制备稀土元素相关的发光材料。
由于氧化钐具有稀土元素的特性，具有较高的化学活性和一定的放射性，因此在工业和科研领域有着广泛的应用。
在光学、电子、核材料等领域都有相关的应用研究。
在磁性材料、催化剂、光学玻璃等方面也有着重要的应用价值。
2.2 氧化钐的应用:氧化钐是一种重要的稀土元素氧化物，在各个领域都有广泛的应用。
以下是氧化钐主要的应用领域：1. 磁性材料氧化钐是一种重要的磁性材料，可用于制备高性能磁体。
金属热还原法制取稀土金属
金属热还原法制取稀土金属金属热还原法制取稀土金属(preparation of rare earth metal by metallot}letmic reduction)在高温下用活性较稀土强的金属还原剂将稀土化合物还原成金属的过程。
这是稀土金属制取的重要方法，所用的金属还原剂有钙、锂、镧和铈等。
1826年莫桑德(C．G．Mosande,’)首次用金属钾在氢气气氛下还原氯化铈制得金属铈。
此后一百余年间相继制得金属钆、镧、镨、钕等金属。
1953年达恩(A．H．Daane)和斯佩丁(F．H．Spedding)~．I钙还原稀土氟化物制得致密状金属钇和其他重稀土金属。
同年达恩等又用镧还原氧化钐和氧化镱制得金属钐和镱。
1956年美国卡尔森(O．N．carlson)等人采用钙还原钇的中间合金法制得金属钇。
至20世纪60年代已能用金属热还原法制取纯度超过99％的全部稀土金属。
制取规模为每批数十克至数十千克。
中国从20世纪60年代末开始进行金属热还原法制取稀土金属的研究，70年代初已能制得全部稀土金属，80年代实现大批量生产。
原理用金属还原剂还原稀土化合物，只有当反应的自由能变化AG为负值时，还原反应方可进行。
镁、钙、锂还原稀土卤化物和氧化物的AG值与温度的关系曲线如图。
图中曲线表明，金属镁与稀土卤化物和氧化物反应的AG具有正值或较小的负值，而钙、锂与稀土卤化物反应的AG为负值。
因此，钙、锂可作为还原剂将稀土卤化物还原成稀土金属。
镧和铈能将其他稀土氧化物还原成金属。
方法采用金属热还原法制取稀土金属的前提条件是：被还原的稀土化合物易于制备，纯度高；反应物中非稀土杂质含量少，还原剂纯度在99.9％以上；反应容器与稀土金属及反应物作用小；还原反应须在惰性气体保护下进行(制备钐等在真空下进行)。
主要有稀土氟化物钙热还原法、稀土氯化物钙热还原法、稀土氯化物锂热还原法和稀土氧化物镧、铈热还原法。
稀土氟化物钙热还原法用还原剂金属钙将稀土氟化物还原金属的过程。
金属热处理工艺的改进
金属热处理工艺的改进种热处理设备都有它的适应性。
在品种繁多、材质、形状、大小不一的小批量，单件产品零件的热处理过程中，都需要单独工艺控制。
在产品信息化下的机械制造业中，热处理行业“技艺型”特征仍然最为明显。
要更好地选择工艺炉型，必须从环境属性、能源属性、资源属性、质量属性、成本属性分析评估。
在世界能源危机中，随着人们对盐浴炉的高能耗以及高公害和存在的质量问题的认识，热处理界根据“流态化技术”在化学、石油、原子能、煤气、动力和冶金等工业中广泛应用，并已取得成功的启示，于上世纪50年代萌生将“流态化技术”引入金属热处理工艺过程中，以改善和发展热处理技术和装备。
1978年在英国的工业炉展览会上开始有流化床热处理炉（流态炉）商品展出，随之苏、日、美、德、法、加拿大、澳大利亚、波兰、芬兰，印度、瑞典等国都有大量的研发和商品推出。
国际上对能源、质量、环境和劳动条件改变的迫切心愿，使人们对流态化热处理技术的发展寄予厚望，流态炉曾被预测为今后发展最快的热处理工艺之一（美国在1980年代，流态炉的生产厂商每年按25~40%速度递增，其中Procedyne 公司至1990年就在国外销售了4000多台流态炉。
日本流态炉生产在1980年代初期也以80%速度增长）。
国际材料热处理联合会（IFHT）曾指出：“流态化床的加热是最佳的”，可“作为热处理节能的三种措施之一”，并且需要热处理的工件“经过此工艺提高了开裂抗力”。
会议并对今后工作要求把促进经济的（生产周期短，节能，工艺简便，成本低）流动粒子介质加热方法的应用，作为五个方面之一。
我国代表团也提出“要使流态炉在我国成为一种成熟的炉型”。
世界性地为弥补克服盐浴炉（和真空炉）的不足而开发流态电炉（作为多功能柔性热处理炉），已经占据了重要位置，并正在成为金属热处理行业的“流化床热处理”分支（或流态化技术在金属热处理工艺中的应用），具有潜在的发展与开发前景和实际应用价值，在现有各类热处理工艺中流态化热处理是富有挑战性的技术。
金属冶炼冶金工艺创新实现资源高效利用
金属冶炼冶金工艺创新实现资源高效利用在当今资源日益短缺的环境中，实现金属冶炼冶金工艺的创新，以实现资源的高效利用，成为了一个重要的课题。
通过引入先进的技术和优化冶炼过程，不仅可以提高金属的回收率和产品质量，还可以减少环境污染和能源消耗。
本文将探讨几种金属冶炼冶金工艺的创新，以及其对资源高效利用的影响。
1. 高温还原法高温还原法是一种常见的金属冶炼冶金工艺，在铁、铜等金属冶炼过程中得到广泛应用。
传统的高温还原法存在着能源消耗大、环境污染等问题。
为了实现资源高效利用，科学家们开始研究和开发新的高温还原法。
一种创新的高温还原法是采用等离子体技术。
通过高温等离子体的作用，可以实现金属的高效还原，提高金属回收率。
这种工艺相比传统的高温还原法，具有更高的能源利用效率，同时减少了对环境的污染。
2. 碳酸法碳酸法是一种用于提取金属的冶炼冶金工艺，可以有效地利用矿石中的金属资源。
然而，传统的碳酸法存在着高能耗和废弃物处理困难的问题。
为了解决这些问题，研究人员提出了碳酸法的创新工艺。
例如，引入了微生物催化剂，在低温条件下实现碳酸法提取金属。
这种工艺不仅能够大大减少能源消耗，还可以减少废弃物的生成，实现资源的高效利用。
3. 溶剂萃取法溶剂萃取法是一种广泛应用于金属提取的冶炼冶金工艺。
然而，传统的溶剂萃取法存在着废液处理困难和萃取剂回收率低等问题。
为了改进这些问题，科学家们提出了几种创新的溶剂萃取工艺。
例如，利用超临界CO2作为溶剂，在脱除金属的同时，可以方便地回收和再利用溶剂。
这种工艺不仅提高了金属的回收率，还减少了废液的生成，实现了资源的高效利用。
4. 微生物冶金法微生物冶金法是一种新型的金属冶炼冶金工艺，可以利用微生物的作用提取金属。
与传统的冶炼工艺相比，微生物冶金法能够实现资源高效利用、环境友好等优势。
通过使用合适的微生物，可以将金属从矿石中提取出来，并将废弃物转化为有用的产物。
这种工艺不仅减少了对矿石的需求，还减少了能源消耗和环境污染，实现了资源的高效利用。
还原 金属粉末
还原金属粉末一、金属粉末的概述与应用金属粉末是一种细小的金属颗粒，具有广泛的用途。
它们可以用于金属注射成型、粉末冶金、表面涂层与修饰等领域。
金属粉末的生产与应用技术在我国得到了广泛的研究与发展。
二、金属粉末的制备方法1.物理法：通过物理手段，如磨碎、热蒸发、溅射等，将金属材料转化为金属粉末。
2.化学法：采用化学反应生成金属粉末，如氢气还原、碳热还原等。
3.真空熔融法：在真空条件下，将金属熔化并喷射成雾状，冷却后得到金属粉末。
三、金属粉末的还原工艺1.热还原法：利用还原剂，如碳、氢、氮等，在高温条件下将金属氧化物还原为金属粉末。
2.电解还原法：通过电解将金属离子还原成金属粉末。
3.化学还原法：采用化学还原剂，如氢气、一氧化碳等，将金属离子还原为金属粉末。
四、金属粉末的性能与质量评估1.粉末粒度：金属粉末的粒度对其应用性能有很大影响，通常采用激光粒度分析仪等设备进行检测。
2.形状和分布：金属粉末的形状和分布对其在成型过程中的流动性和均匀性有关键作用，可通过扫描电子显微镜等手段进行观察。
3.纯度与成分：金属粉末的纯度和成分对其性能和应用领域具有重要意义，可通过化学分析方法进行检测。
五、金属粉末在各领域的应用1.金属注射成型：金属粉末与塑料或陶瓷粉末混合，通过注射成型工艺制成复杂零件。
2.粉末冶金：金属粉末经压制、烧结等工艺制成金属材料或器件。
3.表面涂层与修饰：金属粉末可用于涂层材料，提高基体的耐磨、耐腐蚀等性能。
六、我国金属粉末产业现状与展望近年来，我国金属粉末产业呈现出快速发展的态势，技术水平不断提高。
在新能源汽车、航空航天、生物医疗等高技术领域，金属粉末的应用得到了广泛关注。
钐钆富集物直接还原蒸馏制备金属钐
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓａｍａｒｉｕｍ—ｇａｄｏｌｉｎｉｕｍ ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔｓ；ｄｉｒｅｃｔ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ；ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ；ｍ ｅｔａｌｌｉｃ ｓａｍａｒｉｕｍ
摘 要 ：以 提铕 后 的 钐 钆 富 集 物 为 原 料 ，金 属 镧 为 还 原 剂 ，采 用 氧 化 物 直 接 还 原 蒸 馏 的方 法 ，研 究 了 还 原 蒸 馏 温 度 和 时 间 对 金 属 钐 收率 的影 响 ，分 析 了金 属 接 收 器 内 不 同 区 域 金 属 钐 中 杂 质 元 素 的分 布 规 律 。 结 果 表 明 ，在 钐 钆 富 集 物 与 金 属 镧 摩 尔 比 １：２．５、系 统 压 力 ０．１ Ｐａ、还 原 蒸 馏 温 度 １ ６００ Ｋ、时 间 １．５ ｈ时 ， 金 属 钐 收 率 可 达 到 ９３．６ ，温 度 高 于 １ ６００ Ｋ 收 率 反 而 下 降 ；蒸 气 压 大 于金 属 钐且 凝 华 点 较 低 的 杂 质 主 要 沉 积 在 接 收 器 的上 部 ，蒸 气 压 小 于 金 属 钐 且 凝 华 点 较 高 的 杂 质 主 要 沉 积 在 下 部 ，气 体 杂 质 氮 氧 和 间 隙 杂质 碳 在 接 收 器 三 个 区域 的沉 积 基 本 均 等 ，氯 在 上 部 区域 较 高 ；中部 区域 金 属 钐 纯度 可 达 到 ９９．９２ 。 关键 词 ：钐 钆 富集 物 ；直 接 还 原 ；蒸 馏 ；金 属 钐 中 图 分 类 号 ：ＴＧ１４６．４ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章编 号 ：１００７—７５４５（２０１８）０３—００６９－０５
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
热还原法制备铝钐中间合金的方法[发明专利]
![热还原法制备铝钐中间合金的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/16efa6075ef7ba0d4b733b61.png)
专利名称：热还原法制备铝钐中间合金的方法
专利类型：发明专利
发明人：贾锦玉,吴俊子,胡文鑫,王小青,杨正华,程子洲申请号：CN201711462009.4
申请日：20171228
公开号：CN108193062A
公开日：
20180622
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种热还原法制备铝钐中间合金的方法，包括：按铝钐中间合金的成分计算并称量铝材、碱金属卤化物，以及钐的氧化物或卤化物；将铝材放入加热炉中熔化，按比例加入钐的氧化物或卤化物和碱金属卤化物；在750～1500℃保温热还原20～200min；待热还原反应完成后，扒渣，降温到700～850℃浇铸并冷却，获得铝钐中间合金。
本发明制备的铝钐中间合金成本低、偏析小，第二相粒子分散均匀，内部无明显缺陷，且制备环境要求和设备要求简单。
申请人：包头稀土研究院,瑞科稀土冶金及功能材料国家工程研究中心有限公司
地址：014030 内蒙古自治区包头市稀土高新区黄河大街36号
国籍：CN
代理机构：北京康盛知识产权代理有限公司
代理人：张良
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镧热还原法制取金属钐影响因素的研究
镧热还原法制取金属钐影响因素的研究工作难度。
所以应保持Sm2O3和La反应物料的配比在1：0.85-1：0.9之间波动。
（三）反应时间
图1可见，在其他条件相同时，反应时间少于5h钐的收率比较低，随着时间的增加，其收率也逐渐提高，当反应时间达到14-15个小时，金属的收率接近90%，因此在实际生产中应保证反应时间大于15h。
（四）料块的压制压力
一般情况下，压制压力不是影响反应速度的主要因素，但在一定数值内对还原过程有利，首先压制破坏了还原金属表面的氧化膜，改善了还原金属与氧化物界面性质，同时增加了氧化物与还原剂的接触面积，使液-固界面更好地润湿，促进反应进行。
另外物料在压力作用下，体积变小，使每炉次填料量增加，从而提高金属钐的产能，这对工业大规模生产是十分必要的。
如图2所示，压制压力从1Mpa增至7Mpa对钐的收率影响较小，这是还原剂镧与氧化钐接触不好所致[5]。
压制压力从25Mpa增加到50Mpa，当反应时间达到15h时都基本上到达收率最大值，但后期出现随着压力增大收率降低、反应速度降低的现象。
其原因是：压制压力增大，物料之间的縫隙变小，反应中钐蒸汽的扩散速度降低，同时压制的料饼中部位置受外层影响难以进行还原反应，降低了氧化钐和镧的反应程度。
因此，基于实际生产25Mpa较适合作为制取金属钐料饼的压制压力。
五、结论
1.在还原过程中温度、还原剂用量、料块的压制压力是主要的影响因素。
2.实际生产适宜工艺参数：温度1400-1500℃，Sm2O3和La反应物料的配比应在1：0.85-1：0.9之间，压制压力25Mpa。
镧热还原氧化钐烧结堆料对金属钐收率的影响研究
镧热还原氧化钐烧结堆料对金属钐收率的影响研究
姜银举;储爱民
【期刊名称】《稀有金属与硬质合金》
【年(卷),期】2005(33)4
【摘要】进行了镧热还原氧化钐时,烧结堆料对金属钐收率影响的研究。
采用化学分析法和热重法得到的坩埚不同部位物料的金属钐收率,静水称量法测定镧渣的孔隙率,证实了镧热还原氧化钐过程在坩埚底部存在烧结堆料现象。
根据试验结果分析了烧结堆料的原因,并进行了优化试验,提高了金属钐的收率。
【总页数】4页(P19-22)
【关键词】镧热还原;氧化钐;镧渣;烧结堆料;钐收率
【作者】姜银举;储爱民
【作者单位】内蒙古科技大学材料科学与冶金工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TF845.6
【相关文献】
1.镧热还原法制取金属钐影响因素的研究 [J], 高兴东
2.镧热还原氧化钐过程镧的非平衡扩散的研究 [J], 储爱民;高春贵;蒋学智
3.镧热还原氧化钐过程镧在镧渣表面的富集研究 [J], 储爱民;姜银举
4.镧热还原氧化钐过程镧在镧渣表面的富集研究 [J], 储爱民;姜银举
5.镧热还原氧化钐过程温度梯度及压力梯度与钐收率关系的探讨 [J], 赵玉萍;储爱民;高春贵
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熔盐电解法处置镧钐渣废料制备镧钐中间合金
熔盐电解法处置镧钐渣废料制备镧钐中间合金
王德盛
【期刊名称】《福建冶金》
【年(卷),期】2024(53)2
【摘要】近些年来,由于金属钐的需求量递增,镧热还原生产金属钐后残余的镧钐渣处置成为难题。
本文研究了镧钐渣在不同温度和时间下的焙烧产物转化过程,发现在550℃下焙烧2 h可以将镧钐渣全部转换为氧化物,满足电解原料要求。
以钨电解为阴极、石墨为阳极,在3000 A电解槽中采用LiF-LaF_(3)氟盐体系电解制备LaSm中间合金。
研究了电解时间、电解温度、电解质配比以及阴极电流效率等电解技术指标对电解产物杂质、电流效率以及稀土收得率之间的影响,并对电解制备得的LaSm中间合金做了表征分析。
研究表明,当LaF_(3):LiF(质量比)为75:25时,电解温度为970℃,阴极电流密度为4.5~7 A·cm^(-2)工艺条件进行电解,获得的电流效率、稀土收得率最高,电解杂质含量最低。
本文为镧热还原生产金属钐后残余的镧钐渣规模持续化处置提供了切实可行的解决方案,实现了镧钐渣中镧和钐的二次回收利用。
【总页数】6页(P41-46)
【作者】王德盛
【作者单位】福建省长汀金龙稀土有限公司;福建省稀土功能材料山海协作创新中心;福建省稀土功能材料重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TG1
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钐钴烧结回火工艺
钐钴烧结回火工艺钐钴烧结回火工艺是一种常用的金属加工工艺，主要用于改善材料的力学性能和热处理性能。
下面将详细介绍钐钴烧结回火工艺的过程和效果。
钐钴烧结回火工艺是一种将钐钴合金材料进行烧结并进行回火处理的工艺。
烧结是指将粉末状的钐钴合金在一定温度和压力下进行加热和压实，使其颗粒之间相互结合，形成一定形状和尺寸的块状材料。
而回火是在烧结完成后，将材料进行再次加热，然后缓慢冷却的过程，以调整材料的组织结构和性能。
钐钴烧结回火工艺的主要目的是通过烧结和回火处理，使钐钴合金材料具备更好的力学性能和热处理性能。
具体来说，烧结能够提高材料的密度和强度，使其具备较高的抗拉强度和硬度。
而回火则能够改善材料的韧性和耐热性，降低材料的脆性和内部应力，提高材料的塑性和可加工性。
钐钴烧结回火工艺的具体步骤如下：1. 首先，将钐钴合金粉末按照一定比例混合均匀，并进行筛分和过筛，以保证粉末的颗粒尺寸和成分的均匀性。
2. 然后，将混合均匀的钐钴合金粉末放入烧结模具中，进行烧结。
烧结过程中，需要控制合适的温度和压力，以及烧结时间，以确保材料的烧结效果和形状尺寸的准确性。
3. 烧结完成后，将烧结坯体进行回火处理。
回火过程中，需要控制合适的回火温度和时间，以及冷却速度，以确保材料的回火效果和组织结构的稳定性。
4. 最后，对回火后的钐钴合金材料进行表面处理和检验，以确保材料的质量和使用效果。
通过钐钴烧结回火工艺的处理，钐钴合金材料具备了较好的力学性能和热处理性能。
它既具备了较高的强度和硬度，又具备了较好的韧性和耐热性。
因此，钐钴合金材料广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域，为各行各业提供了优质的材料支持。
钐钴烧结回火工艺是一种重要的金属加工工艺，通过烧结和回火处理，能够改善钐钴合金材料的力学性能和热处理性能。
它为各行各业提供了优质的材料支持，促进了各个领域的发展和进步。
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热还原法生产金属钐工艺的改进
热还原法生产金属钐工艺的改进
摘要：本文通过对热还原法生产金属钐工艺中化学反应的热力学计算及反应过程分析，找到了影响还原收率的主要因素，即：还原反应温度偏低；压块中还原生成的金属钐无法完全被蒸馏出来，从而对原工艺进行了改进。
改进后的工艺能使金属钐的收率由原来的90%左右一次性提高至96%以上。
关键字：金属钐；生产工艺；改进；提高收率
钐的主要用途是作稀土永磁材料钐钴合金，主要有两种：1：5钐钴永磁体和2：17钐钴永磁体，由于钐钴永磁体在热稳定性和抗腐蚀性方面优于钕铁硼磁体，因而成为某些工业特别是军事和航空等领域的首选材料。
同时，90年代初期研制开发的新型磁性材料钐铁氮磁体以其较低的制造成本、优于钕铁硼的某些性能（耐热性和耐蚀性）成为金属钐的又一重要市场[1]。
金属钐的生产方法主要为镧铈金属热还原法[2，3]，是利用钐的蒸气压远大于还原剂金属蒸气压的特性，真空状态下在还原的同时将其蒸馏出来。
反应方程式为： Sm2O3(s)+R(l)→2Sm(g)+R2O3(s) (R=La,Ce), 其生产工艺不论在各类文献资料[2，3]，还是在各稀土冶炼厂家都采用以下原则流程：备料→混料→压制→装炉→还原→蒸馏→出炉。
该工艺的突出缺点是金属钐的直收率不高，文献[3]介绍仅能达到90%。
本文通过对还原反应的热力学计算，确定了合理的反应升温制度，通过对反应过程的分析，确定了影响还原收率的主要限制环节，从而对原工艺进行了改进。
改进后的工艺不但缩短了生产工艺，而且能使金属钐的直收率一次性提高至96%。
1反应原理
1.1热力学计算
还原过程：Sm2O3(s)+R(l)→2Sm(g)+R2O3(s) (R=La,Ce)
反应进行的条件：ΔG T=ΔG T0+RTlnKp≤0
在该多相反应中，反应的平衡取决于气相成分的蒸气压，因为在反应温度下，其他成分的蒸汽压很小，可视为零。
当反应达平衡时：
ΔG T0=-RTlnKp=-RTlnp (1)
而平衡蒸气压Pmm与温度的关系：
LgPmm=A-B/t (A,B为常数) （2）
将（2）代入（1）可得；
ΔG T0=A1+B1T （A1,B1为常数）
查阅资料[2],对反应:2Sm2O3(s)+2La(l)→2Sm(g)+La2O3(s)
ΔG T0与T的关系为：ΔG T0=102940-48.77T
对反应： Sm2O3(s)+2Ce(l) →2Sm(g)+Ce2O3(s)
ΔG T0与T的关系为: ΔG T0=97600-47.12T
试验是在真空度为≤0.1Pa下进行的，则有：
对La还原：ΔG T=102940-48.77T+8.314Tln(0.1/101325)2≤0
得:T≥2110.7K, t≥1837.7℃
对Ce还原：ΔG T=97600-47.12T+8.314Tln(0.1/101325)2≤0
得:T≥2110.7K, t≥1798.3℃
由此可知：上述反应能进行的热力学条件为：反应温度 t≥1800℃
1.2反应过程分析：
从反应化学方程式可以看出，该反应为复杂的多相反应过程，其中间化学反应主要是：在还原温度下还原剂金属熔化，与固态被还原氧化物浸润，并形成中间相；被还原出的金属钐与还原剂金属形成合金；金属钐由液态中间合金中蒸馏出反应区。
因此，在反应开始阶段反应速度的主要限制环节是被还原金属从中间合金中蒸馏出来的速度，由还原温度及体系真空度决定，而当炉料中形成较厚的固态渣后，限制环节就是扩散速度[4]。
所以，工艺操作应根据反应机理进行，以确定合理的物料配比、还原蒸馏温度、真空度及是否需压制或压制时合适的压制压力。
因资料介绍[2，3]已合理选取其他因素的水平，但收率不高，经分析主要为扩散速度受限，即混合物料在压制过程中形成了较致密的压块（压制压力100Kg/cm2）,使得还原形成的金属钐蒸气无法逸出。
为此，参照钙热还原制备稀土金属的特点，对原工艺进行了改进，省去了压制工序，直接混料装炉进行还原。
2.改进后的流程:
备料→混料→装炉→还原→蒸馏→冷却→出炉
3. 原材料及主要设备:
3.1原材料:氧化钐:REO≥99% ,Sm2O3/REO≥99.9%
还原剂：（La-Ce）混合金属
3.2主要设备：箱式电炉，1台；
机床C620-1B型，1台；
真空碳管炉：SL63-7B型，1台；
4. 试验结果及讨论
试验分为两组，一组为有压制工序与无压制工序对比试验，另一组为不同升温制度对比试验。
控制指标为金属钐一次直收率及金属纯度。
4.1 有无压制工序对金属钐直收率的影响
分别称取烘干氧化钐粉末2kg,按1：1（kg/kg）配入还原剂金属（La-Ce混合金属锭在车床上车屑后的金属屑），一份在油压车床上压制成的φ40*10饼状，另一份直接混合，装炉进行还原蒸馏。
条件：机械泵及扩散泵抽真空至≤0.1Pa，然后加热。
升温制度为：25A（加热电流大小）预热，真空下降，待回升后将加热电流升至55A，保温8h，然后停止加热，抽真空冷却至室温。
结果：压制混合物料产出金属1.46kg,收率为85.42%。
无压制混合物料产出金属1.52kg,收率为88.94%。
所得金属钐纯度≥99.9%。
可以看出:压制后金属钐的收率反低于无压制条件下的收率,证明混合物料经压制后，的确阻碍了还原蒸馏过程金属钐蒸气的逸出。
据有关资料报道,混合物料如未经压制即入炉反应后，渣会粘附在坩埚壁上,很难取出,但本次试验未发现这种情况。
4.2 不同升温制度对金属钐直收率的影响
取4份试样,混合物料不压制直接装炉,其他条件同4.1。
改变升温制度,考察还原蒸馏温度对金属钐收率的影响,试验结果见下表。
金属钐一次直收率与升温制度关系表
由表中数据可以看出:随着加热电流增大,加热时间延长,金属钐的直收率明显提高,且温度越高加热时间越长金属收率也就越高。
高温还原蒸馏并不影响金属钐的纯度。
5．结论
通过以上两组对比试验，可以得出以下结论；
（1）混合物料压制后装炉时能减少入炉物料所包裹及吸附的气体量，但进入反应后期，该工序对金属钐蒸气的逸出有明显的阻碍作用。
综合考虑，省去该工序，不仅能减少生产过程中人力、物力的消耗，而且能减少液压系统等一次投资费用，同时能极大地提高金属钐的直收率。
（2）影响金属钐收率的主要因素是升温制度。
合理的升温制度为：25A（预热）升温至65A 保温1h，再升至75A保温5h，真空状态下冷却至室温。
采用该升温制度，金属钐的直收率可达96.05%。
（3）采用该还原蒸馏温度制度不影响金属钐的纯度。
参考文献：
[1] 马鹏起 . 打开镧镨的应用寻找钐钆的出路，稀土信息，2000（2） 17~20
[2] 东北工学院。
有色金属冶金学。
北京:冶金工业出版社，1988
[3] 全国稀土职工技术培训协作中心。
稀土火法冶炼工艺岗位技术培训教材
[4] 徐光宪。
稀土(中) 冶金工业出版社 1995
王世荣，男，工程师，甘肃稀土公司冶金研究所，邮编:730922 电话:(0943)8821484。