第16课-熔盐电解槽(3)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3Cl- - 3e- = 3/2Cl2 总反应：RECl3 = RE + 3/2Cl2
2020/2/29
9
Chongqing University of Science and Technology
—火法冶金设备—
1875年提出。由于单纯的RECl3熔点高，黏度大，导 电性差，本身不稳定(易与空气中H2O、O2的作用)，特别 是熔融RECl3对RE金属有很高的溶解度，所以不可能用 单纯熔体( RECl3 )作电解质。
2020/2/29
14
3
Chongqing University of Science and Technology
—火法冶金设备—
10.4 稀土金属熔盐电解槽
基础知识：
一、稀土的定义
稀土就是化学元素周期表中镧系元 素—
镧（la）、铈（ce）、镨(pr)、钕(nd)、 钷(pm)、钐(sm)、铕(eu)、钆(gd)、铽(tb)、 镝(dy)、钬(ho)、铒(er)、铥(tm)、镱(yb)、 镥(lu)，以及与镧系的15个元素密切相关 的两个元素—钪（sc）和钇（y）共17种
对于RE而言，可做电解质成分的只有碱金属或碱土 金属的氯化物，因为它们在同一熔体中的分解电压比 RECl3高，否则难以ຫໍສະໝຸດ Baidu得较纯金属。
2020/2/29
10
稀土氯化物 熔盐电解工艺流程
Chongqing University of Science and Technology
—火法冶金设备—
2020/2/29
11
Chongqing University of Science and Technology
—火法冶金设备—
稀土熔盐电解槽：
电解无水稀土氯化物的电解槽示于图4-4-1及图4-4-2。 以氧化物为原料，图4-4-6为电解制取稀 土金属的电解槽。
图4-4-1 小型上插阴极电解槽 1-瓷保护管；2-阳极导电板；3-石墨坩埚； 4-电解质；5-钼阴极；6-稀土金属；7-炉衬
1、熔融氯化物电解： RECl3+MCl（MCl2） 2、熔融氟化物-氧化物电解： REF3+RE2O3+MF（MF2）， 如：（NdF3+LiF+Nd2O3）
2020/2/29
8
Chongqing University of Science and Technology
—火法冶金设备—
阴极反应：RE3+ + 3e- = RE 阳极反应：2Cl- - 2e- = Cl2
2020/2/29
4
Chongqing University of Science and Technology
—火法冶金设备—
稀土元素在 化学元素周期表中的位置
镧 系
2020/2/29
5
稀 土
1.冶金工业
元 素
2.石油化工
在 工
3.玻璃工业
业 领
4.陶瓷工业
域 的
5.电光源工业
应 6.材料工业 用
2020/2/29
Chongqing University of Science and Technology
—火法冶金设备— 1. 稀土在冶金工业中应用量 子选23应制.很硫作择.4用备在脱.为性大钢稀：特石氧筛好稀，土水玻种油改裂、土约在中璃性裂变化汽可占玻着能加化夹催油以稀璃色的工入杂化的加土工玻、业稀物剂生入业总璃玻中形，产土陶中用璃。，态活率，瓷有量脱稀作性高可和三的色土用高。起瓷个和分1；、/釉脱3 。 橡致车这色光绿色理辐剂制械金多胶力尾方之具瓷色光以于(光片色，脱射5光源色灯性的冶可等于气面的剂、.铸有制激更中的洁有钕泽)的还色稀玻可材，好能使二金以工研净的物形，等稀造光色铁柔，颜度光玻、二可；土璃节料特、。铝氧)用业究化用；理核提土。耐等合中和减料好泽璃镨价以特)电、化于。用的量，点寿、和剂高作高领为玻铁加种7金稀、少。 ，。镁铈石近稀催很镧是是命机核铸5为温域粉璃氧入玻—方土纯釉但它稀可、油来土化大玻械对件光长节荧透)红为化氧璃8面作正和可土更将铜裂，金剂。璃性有质、0效。能光明色绿为化如%玻三化，科属。为，破使氧主(。能害量耐光好比性灯并色三钕铈陶璃个、学作稀色石可裂陶化要元高，。学、白的的带价进玻(瓷中系合家为土制调改墨并瓷物用素温改应玻发光炽光有而行璃(呈列成正汽在造新使的还做善球的应善用坩璃紫脱物(黄。滤防颖控其颜可陶机最用埚合化)。，
Chongqing University of Science and Technology
—火法冶金设备—
第十章 ——融盐电解槽
2020/2/29
1
上次课回顾
10
Chongqing University of Science and Technology
—火法冶金设备—
融盐电解槽
10.1 概述 10.2 铝电解槽 10.3 镁电解槽 10.4 稀土金属融盐电解槽
6
Chongqing University of Science and Technology
—火法冶金设备—
稀土的用途
2020/2/29
7
稀土熔盐电解：
Chongqing University of Science and Technology
—火法冶金设备—
• 熔盐电解工艺是目前制取大量混合稀土金属、部分单一 轻稀土金属（除Sm外）及其合金的主要方法。 • 按电解质体系可以分为：
2020/2/29
13
Chongqing University of Science and Technology
—火法冶金设备—
作业
10-1 试述融盐电解的原理、特征及适用范围。 10-2 铝电解槽的类型有哪些？各有何优缺点？ 10-3 阳极电流密度对铝电解技术经济指标的影响如何？
与哪些因素有关？ 10-4 铝母线的配置方式有几种？各适用于哪些槽型。 10-5 什么叫经济电流密度？其大小如何确定？ 10-6 镁电解槽有哪些类型？简述其特点。 10-7 镁铝电解槽可以通用吗？为什么？
4-4-2 下插阴极电解槽 1-石墨阳极；2-耐火砖槽体；3-铁外壳； 4-电
解质；5-稀土金属；6-铁阴极；7-保温材料
2020/2/29
12
Chongqing University of Science and Technology
—火法冶金设备—
图4-4-6 高温电解槽 1-可卸顶盖；2-莫来石耐火砖；3-氧化铝砖；4-电解质结壳；5-刚玉管； 6-氧化铝粉；7-冷却水管；8-石墨坩埚；9-石墨盖；10-石墨阳极；11-钨阴极
2020/2/29
2
2020/2/29
Chongqing University of Science and Technology
—火法冶金设备—
美国的“爱国者”导弹为何能 轻易机会苏联的“飞毛腿导 弹”？
F-22战斗机为什么能实现 超音速巡航的功能？
伊拉克战争中，为什么美 军的M1主坦克总是能最 先发现对手？
2020/2/29
9
Chongqing University of Science and Technology
—火法冶金设备—
1875年提出。由于单纯的RECl3熔点高，黏度大，导 电性差，本身不稳定(易与空气中H2O、O2的作用)，特别 是熔融RECl3对RE金属有很高的溶解度，所以不可能用 单纯熔体( RECl3 )作电解质。
2020/2/29
14
3
Chongqing University of Science and Technology
—火法冶金设备—
10.4 稀土金属熔盐电解槽
基础知识：
一、稀土的定义
稀土就是化学元素周期表中镧系元 素—
镧（la）、铈（ce）、镨(pr)、钕(nd)、 钷(pm)、钐(sm)、铕(eu)、钆(gd)、铽(tb)、 镝(dy)、钬(ho)、铒(er)、铥(tm)、镱(yb)、 镥(lu)，以及与镧系的15个元素密切相关 的两个元素—钪（sc）和钇（y）共17种
对于RE而言，可做电解质成分的只有碱金属或碱土 金属的氯化物，因为它们在同一熔体中的分解电压比 RECl3高，否则难以ຫໍສະໝຸດ Baidu得较纯金属。
2020/2/29
10
稀土氯化物 熔盐电解工艺流程
Chongqing University of Science and Technology
—火法冶金设备—
2020/2/29
11
Chongqing University of Science and Technology
—火法冶金设备—
稀土熔盐电解槽：
电解无水稀土氯化物的电解槽示于图4-4-1及图4-4-2。 以氧化物为原料，图4-4-6为电解制取稀 土金属的电解槽。
图4-4-1 小型上插阴极电解槽 1-瓷保护管；2-阳极导电板；3-石墨坩埚； 4-电解质；5-钼阴极；6-稀土金属；7-炉衬
1、熔融氯化物电解： RECl3+MCl（MCl2） 2、熔融氟化物-氧化物电解： REF3+RE2O3+MF（MF2）， 如：（NdF3+LiF+Nd2O3）
2020/2/29
8
Chongqing University of Science and Technology
—火法冶金设备—
阴极反应：RE3+ + 3e- = RE 阳极反应：2Cl- - 2e- = Cl2
2020/2/29
4
Chongqing University of Science and Technology
—火法冶金设备—
稀土元素在 化学元素周期表中的位置
镧 系
2020/2/29
5
稀 土
1.冶金工业
元 素
2.石油化工
在 工
3.玻璃工业
业 领
4.陶瓷工业
域 的
5.电光源工业
应 6.材料工业 用
2020/2/29
Chongqing University of Science and Technology
—火法冶金设备— 1. 稀土在冶金工业中应用量 子选23应制.很硫作择.4用备在脱.为性大钢稀：特石氧筛好稀，土水玻种油改裂、土约在中璃性裂变化汽可占玻着能加化夹催油以稀璃色的工入杂化的加土工玻、业稀物剂生入业总璃玻中形，产土陶中用璃。，态活率，瓷有量脱稀作性高可和三的色土用高。起瓷个和分1；、/釉脱3 。 橡致车这色光绿色理辐剂制械金多胶力尾方之具瓷色光以于(光片色，脱射5光源色灯性的冶可等于气面的剂、.铸有制激更中的洁有钕泽)的还色稀玻可材，好能使二金以工研净的物形，等稀造光色铁柔，颜度光玻、二可；土璃节料特、。铝氧)用业究化用；理核提土。耐等合中和减料好泽璃镨价以特)电、化于。用的量，点寿、和剂高作高领为玻铁加种7金稀、少。 ，。镁铈石近稀催很镧是是命机核铸5为温域粉璃氧入玻—方土纯釉但它稀可、油来土化大玻械对件光长节荧透)红为化氧璃8面作正和可土更将铜裂，金剂。璃性有质、0效。能光明色绿为化如%玻三化，科属。为，破使氧主(。能害量耐光好比性灯并色三钕铈陶璃个、学作稀色石可裂陶化要元高，。学、白的的带价进玻(瓷中系合家为土制调改墨并瓷物用素温改应玻发光炽光有而行璃(呈列成正汽在造新使的还做善球的应善用坩璃紫脱物(黄。滤防颖控其颜可陶机最用埚合化)。，
Chongqing University of Science and Technology
—火法冶金设备—
第十章 ——融盐电解槽
2020/2/29
1
上次课回顾
10
Chongqing University of Science and Technology
—火法冶金设备—
融盐电解槽
10.1 概述 10.2 铝电解槽 10.3 镁电解槽 10.4 稀土金属融盐电解槽
6
Chongqing University of Science and Technology
—火法冶金设备—
稀土的用途
2020/2/29
7
稀土熔盐电解：
Chongqing University of Science and Technology
—火法冶金设备—
• 熔盐电解工艺是目前制取大量混合稀土金属、部分单一 轻稀土金属（除Sm外）及其合金的主要方法。 • 按电解质体系可以分为：
2020/2/29
13
Chongqing University of Science and Technology
—火法冶金设备—
作业
10-1 试述融盐电解的原理、特征及适用范围。 10-2 铝电解槽的类型有哪些？各有何优缺点？ 10-3 阳极电流密度对铝电解技术经济指标的影响如何？
与哪些因素有关？ 10-4 铝母线的配置方式有几种？各适用于哪些槽型。 10-5 什么叫经济电流密度？其大小如何确定？ 10-6 镁电解槽有哪些类型？简述其特点。 10-7 镁铝电解槽可以通用吗？为什么？
4-4-2 下插阴极电解槽 1-石墨阳极；2-耐火砖槽体；3-铁外壳； 4-电
解质；5-稀土金属；6-铁阴极；7-保温材料
2020/2/29
12
Chongqing University of Science and Technology
—火法冶金设备—
图4-4-6 高温电解槽 1-可卸顶盖；2-莫来石耐火砖；3-氧化铝砖；4-电解质结壳；5-刚玉管； 6-氧化铝粉；7-冷却水管；8-石墨坩埚；9-石墨盖；10-石墨阳极；11-钨阴极
2020/2/29
2
2020/2/29
Chongqing University of Science and Technology
—火法冶金设备—
美国的“爱国者”导弹为何能 轻易机会苏联的“飞毛腿导 弹”？
F-22战斗机为什么能实现 超音速巡航的功能？
伊拉克战争中，为什么美 军的M1主坦克总是能最 先发现对手？