稀土金属及其合金的制取

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稀土冶金学第第七章稀土金属及其合金的制取

稀土冶金学第第七章稀土金属及其合金的制取

05
槽型
06
影响电流效率的主要因素
2020

02
2022
出金属及阳极和电解质更换
03
稀土氯化物熔盐电解工艺
稀土氯化物熔盐电解工艺流程
稀土氯化物熔盐电解设备
含氯浓度10~30%的电解尾气,可以采用适当的溶剂(如四氯化碳)吸附尾气中的氯,然后将含氯的溶剂加热或减压,使氯气解析出来,成为高浓度的氯气进行利用。 对含氯浓度小于10%的电解尾气的吸收方法有两种:一是使含氯尾气通过灼热的铁屑制取三氯化铁;二是使含氯尾气通入氢氧化钠或石灰水溶液中,回收次氯酸钠或漂白粉。
影响电流效率的因素:
该工艺是以粉末状的稀土氧化物为溶质,以同种稀土元素的氟化物为主要溶剂、氟化锂、氟化钡为混合熔盐的添加成分。
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电解工艺:
阴极通常选用钼或钨的金属型材。阳极材质都是石墨,但形式多样。
氟化物熔盐在高温下具有很强的腐蚀性,传统的工业耐火材料都难以用来做稀土氧化物电解槽槽体材料。在生产规模不大的情况下,都用石墨坩埚作电解槽。
3 自耗阴极电解制取稀土合金(Nd-Fe)
7.3 热还原法制取稀土金属
利用活性较强的金属作为还原剂,还原其它金属化合物,制取金属的方法,通称为金属热还原法。 1 金属钙还原REF3制备稀土金属 3Ca + 2REF3 3CaF2 + 2 RE (1450—1750℃) CaF2与RE金属熔点接近,且蒸汽压较低,从而使得反应过程进行得较平稳,热量不易散失,金属易于聚集且易于观察操作。 CaF2渣的流动性好,易与金属的分离,还原剂钙易得又易提纯。 REF3 较RECl3不易吸水。
由于金属呈液态聚集,电解质温度比金属熔点高,这就使电解槽槽体材料和电极材料在选择上受到限制,对于上万安培规模的大型工业槽可能要采用某些难熔金属的材质作槽衬或者采用凝壳技术。

稀土镁合金生产

稀土镁合金生产

稀土镁合金生产
稀土镁合金生产技术指南
1、稀土镁合金的特性
稀土镁合金是由稀土元素和镁元素组成的金属材料,由于稀土元素的参与,使得稀土镁合金具有较强的耐蚀性、高抗热闪和良好的磨损性。

此外,稀土镁合金的力学性能也比纯镁好,抗拉强度以及抗压强度都有所提高。

2、稀土镁合金的生产工艺
(1)原料制备:首先需要准备好稀土元素和镁元素的原料,采用较精细的粉末,并且粒度要适当,方便混合。

(2)混合:将稀土元素和镁元素的原料进行混合,使其比例达到预期的比例。

(3)烧结:将混合后的原料进行烧结,以达到材料结晶的目的。

(4)加工:加工过程需要运用大型机械设备,将烧结后的材料加工成需要的形状和尺寸。

3、稀土镁合金的应用
稀土镁合金具有较好的耐蚀性、高抗热闪和良好的磨损性,因此可以广泛应用于航空、航天和汽车制造等行业。

此外,由于其具有较强的力学性能,稀土镁合金也可以用于设备制造及精细加工等领域。

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直接电解法制取高含量稀土镁(铝)中间合金项目建议书.

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直接电解法制取高含量稀土镁/铝中间合金的项目建议书兰州理工大学一、项目概述稀土被喻为是工业中的“维生素”,是21世纪的重要战略物资[23]。

稀土因其独特优异的性质,是当今世界各国改造传统产业,发展高新科技和国防尖端技术不可或缺的战略资源。

我国是世界稀土资源最为丰富的国家,且稀土生产量、出口量和使用量均居世界第一,且资源潜力很大,稀土金属及其合金产业在整个稀土产业链中具有极其重要的地位,如钕已成为拉动我国稀土产业发展的主要元素[24]。

我国稀土资源十分丰富。

据公布资料称;我国稀土工业储量为4300万吨(以REO计),远景储量4800万吨,总储量9100万吨,居全球首位[25]。

稀土金属由于独特的化学性质,在与有色金属生成金属间化合物和合金材料时表现出优异的力学性能。

近年来稀土中间合金(母合金)的短流程加工已经被众多稀土企业所重视,稀土中间合金的使用不仅能够减少氧化烧损、降低成本。

而且运存方便,加入时操作简单安全、成分抑郁控制,可以得到成分稳定、质量可靠的合金。

且采用中间合金法配制中间合金时,稀土金属中间合金中稀土含量可达10%。

且用电解法直接生产稀土金属中间合金,电流效率高、工艺相对简单、成本低、稀土收回率可达90%。

所以获得了广泛应用[23]。

目前稀土中间合金的制取大多采用掺兑工艺。

即将电解获得的稀土金属熔液与其他熔化的金属混合,浇注后形成熔液,但是存在着流程长,设备要求高,能耗高,环境污染严重等一系列问题。

而最新的工艺是将制备纯金属的前级矿物(原料),直接进行熔融电解,可获得稀土含量较高的母合金。

典型的案例是钇镁合金的一步法生产,即将脱水的MgCl和YCl等按比例混合,熔融,通过电解共析法将两种金属同时析出。

该工艺即解决了镁冶炼的烧损,又解决了Mg和Y熔点差大,不易混合的问题,实现了该合金的短流程生产。

采用该工艺生产的Y-Mg合金中的Y含量可高达30-70%,为Y的应用找到了很好的出路。

二、项目的目标与任务1)、研究电参数对制备稀土合金的影响。

稀土金属

稀土金属

求助编辑百科名片稀土金属(rare earth metals)又称稀土元素,是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称,常用R或RE表示。

稀土金属是从18世纪末叶开始陆续发现。

稀土金属的光泽介于银和铁之间。

稀土金属的化学活性很强。

目录稀土金属定义稀土金属名称与化学符号国内稀土储量稀土金属起源稀土金属发展稀土工业稀土金属资源稀土金属现状稀土金属-性质物理性质化学性质稀土金属用途稀土金属化合物的提取稀土金属化合物分离和提纯化学法离子交换法溶剂萃取法稀土金属及其合金的制取稀土金属稀土铁合金的制取稀土金属提纯真空熔融法电迁移法区域熔炼法用途稀土金属定义稀土金属名称与化学符号国内稀土储量稀土金属起源稀土金属发展稀土工业稀土金属资源稀土金属现状稀土金属-性质物理性质化学性质稀土金属用途稀土金属化合物的提取稀土金属化合物分离和提纯离子交换法溶剂萃取法稀土金属及其合金的制取稀土金属稀土铁合金的制取稀土金属提纯真空熔融法电迁移法区域熔炼法用途展开编辑本段稀土金属定义稀土金属(rare earth metals)又称稀土元素,是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称,常用R或RE表示。

编辑本段稀土金属名称与化学符号它们的名称和化学符号是钪(Sc)、钇(Y)、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)。

它们的原子序数是21(Sc)、39(Y)、57(La)到71(Lu)。

编辑本段国内稀土储量在目前已探明的稀土储量中,中国第一,约占世界总储量21000万吨的43%,独联体达4000万吨,世稀土金属界储量的19.5%,位居第二,美国为2700万吨,占世界12.86%,位居第三。

其次巴西、澳大利亚、越南、加拿大和印度等国的拥有量也相当可观。

目前中国控制世界稀土市场98%的份额。

稀土合金综述报告范文

稀土合金综述报告范文

稀土合金综述报告范文引言稀土合金是一种特殊的合金材料,其拥有独特的物化性质和广泛的应用领域。

本文将对稀土合金的定义、特性、制备方法和应用进行综述,并将重点关注其在新能源、电子器件和汽车工业中的应用。

稀土合金的定义和特性稀土合金是由稀土元素和其他金属元素组成的合金材料。

稀土元素是指周期表中的15个元素,包括镧系元素和钇系元素。

稀土合金具有独特的磁性、光学和电子性质,因此被广泛应用于各个领域。

稀土合金除了常见的金属特性外,还具有以下特点:1. 高磁性:稀土合金中的稀土元素能够产生强磁场,使其具有优异的磁性能,适合用于制造磁体和电机等设备。

2. 高强度:稀土合金中的稀土元素和其他金属元素形成具有高强度和高硬度的晶体结构,使其在结构材料中具有广泛应用价值。

3. 高温稳定性:许多稀土合金具有良好的高温稳定性,使其在高温环境下仍能保持其性能,适用于高温设备和航天器件。

稀土合金的制备方法稀土合金的制备主要通过以下几种方法:1. 粉末冶金法:将稀土和其他金属的粉末混合后,在高温条件下进行烧结或热压成型,得到稀土合金。

2. 溶液冶金法:将稀土和其他金属溶解在溶剂中,通过控制溶液的浓度和温度,利用溶液反应和析出的方法制备稀土合金。

3. 气相沉积法:在高温和高真空环境下,将稀土和其他金属元素通过气相反应沉积在基底上,形成稀土合金。

稀土合金在新能源领域的应用稀土合金在新能源领域有着重要的应用价值,主要体现在以下几个方面:1. 稀土永磁材料:由于稀土合金具有优异的磁性能,稀土永磁材料被广泛应用于制造电机、发电机和磁体等设备,提高其性能和效率。

2. 锂电池材料:稀土合金作为锂电池正负极材料的添加剂,能够提高电池的容量和循环寿命,使锂电池具有更长的续航能力和更高的安全性。

3. 燃料电池催化剂:稀土合金具有良好的电催化性能,可以作为燃料电池阴极材料的添加剂,提高燃料电池的效率和稳定性。

稀土合金在电子器件领域的应用稀土合金在电子器件领域也有着广泛的应用,主要表现在以下几个方面:1. 光电器件:稀土合金具有优异的光电性能,可以用于制造激光器、LED和光敏器件等,推动光电子器件技术的进一步发展。

稀土金属的冶炼与工艺

稀土金属的冶炼与工艺
氟化物制备
将稀土金属或其化合物与氟气反应,生成相应的氟化 物。
硫化物制备
将稀土金属或其化合物与硫反应,生成相应的硫化物 。
稀土金属的合金化与复合材料制备
合金化
将稀土金属与其他金属元素混合,制备出具有优异性能的合金材料。
复合材料制备
将稀土金属与其他材料复合,制备出具有优异性能的复合材,如稀土-玻璃复 合材料、稀土-陶瓷复合材料等。
03
稀土金属的加工工艺
稀土金属的熔炼与铸造
熔炼
熔炼是稀土金属加工的第一步,通过高温将原料熔化为液态,再通过合理的浇 注系统将熔体注入模具中冷却凝固成铸件。
铸造
铸造是将熔炼后的液态金属浇注到铸型中,待其冷却凝固后获得所需形状和尺 寸的毛坯或零件的工艺过程。
稀土金属的塑性加工
轧制
轧制是将金属坯料通过旋转的轧 辊间隙,使其变形成为所需形状
THANKS
稀土金属的冶炼与工艺
$number {01} 汇报人:可编辑
2024-01-06
目录
• 稀土金属简介 • 稀土金属的冶炼工艺 • 稀土金属的加工工艺 • 稀土金属的应用领域 • 稀土金属的未来发展与挑战
01
稀土金属简介
稀土金属的定义与特性
定义
稀土金属是一组元素周期表中的元素 ,包括镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕 、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥 等。
可持续利用
通过技术创新和优化生产工艺,实现稀土金 属的可持续利用,确保资源的长期供应。
稀土金属的高效冶炼与加工技术发展
高效冶炼
研发新的冶炼技术和设备,提高稀土金属的 冶炼效率和纯度,降低能耗和环境污染。
加工技术
改进和优化稀土金属的加工技术,提高产品 的质量和附加值,满足不同领域的需求。

稀土是如何提炼出来

稀土是如何提炼出来

立志当早,存高远稀土是如何提炼出来稀土市场是一个多元化的市场,它不只是一个产品,而是15 个稀土元素和钇、钪及其各种化合物从纯度46%的氯化物到99.9999%的单一稀土氧化物及稀土金属,均具有多种多样的用途。

加上相关的化合物和混合物,产品不计其数。

首先从最初的矿石开采起,我们逐一介绍稀土的分离方法和冶炼过程。

稀土选矿选矿是利用组成矿石的各种矿物之间的物理化学性质的差异,采用不同的选矿方法,借助不同的选矿工艺,不同的选矿设备,把矿石中的有用矿物富集起来,除去有害杂质,并使之与脉石矿物分离的机械加工过程。

当前我国和世界上其它国家开采出来的稀土矿石中,稀土氧化物含量只有百分之几,甚至有的更低,为了满足冶炼的生产要求,在冶炼前经选矿,将稀土矿物与脉石矿物和其它有用矿物分开,以提高稀土氧化物的含量,得到能满足稀土冶金要求的稀土精矿。

稀土矿的选矿一般采用浮选法,并常辅以重选、磁选组成多种组合的选矿工艺流程。

内蒙古白云鄂博矿山的稀土矿床,是铁白云石的碳酸岩型矿床,在主要成分铁矿中伴生稀土矿物(除氟碳铈矿、独居石外,还有数种含铌、稀土矿物)。

采出的矿石中含铁30%左右,稀土氧化物约5%。

在矿山先将大矿石破碎后,用火车运至包头钢铁集团公司的选矿厂。

选矿厂的任务是将Fe2O3 从33%提高到55%以上,先在锥形球磨机上磨矿分级,再用圆筒磁选机选得62~65%Fe2O3(氧化铁)的一次铁精矿。

其尾矿继续进行浮选与磁选,得到含45%Fe2O3(氧化铁)以上的二次铁精矿。

稀土富集在浮选泡沫中,品位达到10~15%。

该富集物可用摇床选出REO 含量为30%的粗精矿,经选矿设备再处理后,可得到REO60%以上的稀土精矿。

稀土冶炼方法。

2019年度中国有色金属工业科学技术奖高纯稀土金属、合金靶材及其制备技术

2019年度中国有色金属工业科学技术奖高纯稀土金属、合金靶材及其制备技术

2019年度中国有色金属工业科学技术奖高纯稀土金属、合金
靶材及其制备技术
2019年度中国有色金属工业科学技术奖的一个奖项是高纯稀
土金属、合金靶材及其制备技术。

这个奖项表彰在高纯稀土金属及其合金靶材的研发和制备技术方面做出杰出贡献的个人、团队或机构。

高纯稀土金属和合金靶材主要用于光电领域、航天航空领域、电子信息技术领域以及新能源领域等高科技产业。

获得这个奖项的个人、团队或机构在以下方面具有卓越贡献:
1. 稀土金属和合金靶材的制备技术:开发了新的制备工艺和工艺设备,实现了高效、高纯度的稀土金属和合金靶材的生产。

2. 材料性能的优化和控制:通过精确的成分控制、特定的工艺参数和熔体调控等手段,提高了稀土金属和合金靶材的结晶性能、机械性能和化学性能。

3. 产品应用和技术推广:在高纯稀土金属和合金靶材的应用开发和产业化过程中,为相关行业和企业提供了技术支持和解决方案。

获得这个奖项对于推动稀土金属和合金靶材行业的发展具有重要意义,也为中国有色金属工业的科技创新提供了典范和经验。

稀土合金的制备及其磁性研究

稀土合金的制备及其磁性研究

稀土合金的制备及其磁性研究随着科技的不断发展,人们对材料的需求越来越高,这催生了各种新材料的研究与开发。

稀土合金便是其中之一。

稀土合金是指以稀土元素为主要成分的合金。

稀土元素具有独特的电子结构和一系列特殊的物理和化学性质,使得稀土合金具有良好的磁性、导电性、导热性、耐腐蚀性以及化学反应性等特点,广泛应用于制造电子、航天、汽车、船舶等领域。

本文将简单介绍稀土合金的制备方法和磁性研究进展。

一、稀土合金的制备方法1、氧化物还原法氧化物还原法是制备稀土合金中最常用的一种方法。

这种制备方法通常需要先将稀土氧化物、铝等还原剂混合在一起,在高温下加热,然后通过冷却、粉碎等步骤得到稀土合金。

该制备方法能够到达高纯度、高密度的稀土合金。

不过,还原剂的使用量通常很大,而且产生的二氧化碳等有毒气体需要处理。

2、溶液电沉积法溶液电沉积法是另一种常见的制备稀土合金的方法。

这种方法需要将稀土盐酸溶液、还原剂溶液、沉积剂等溶液混合,加热至一定温度,让溶液中的稀土离子还原成稀土金属,并在电势差的作用下在电极上沉积出合金。

该方法制备的稀土合金具有较高的纯度和均匀的组织结构,加工性能也很好。

但由于装置较为复杂,设备成本较高。

3、气相合成法气相合成法是一种高温高压下进行反应制备稀土合金的方法。

类似于化学气相沉积法,气相合成法由稀土气体和金属气体在高温高压条件下反应得到。

这种制备方法能够得到成分均匀、高纯度、致密的稀土合金,但其过程复杂,需要专业设备和高技能的操作人员。

二、稀土合金的磁性研究稀土合金由于其特殊的电子结构和物理性质,因此在磁性研究领域中有广泛的应用。

目前,稀土磁体是最为理想的永磁材料,已广泛应用于电子、医疗、通讯等领域。

在磁性研究中,常用的磁学方法包括磁化强度、磁通量的变化、矫顽力、剩磁强度、磁致伸缩等参数的测量。

其中,磁化强度是指在外磁场作用下样品中出现的磁性强度,用于描述样品对外磁场的响应;矫顽力是指消除样品中外磁场的最小磁场,用于描述样品本身的磁性强度;剩磁强度是指在外磁场作用下消失磁场后留下的磁性强度,用于描述样品的磁化程度;磁致伸缩是指材料在外磁场作用下的长度变化,常用于制造传感器和定位器等电子产品。

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。

稀土金属及合金制备工艺的研究与应用

稀土金属及合金制备工艺的研究与应用

稀土金属及合金制备工艺的研究与应用一、引言稀土金属是指在地壳中含量很少的一类金属元素。

由于其化学特性的多样性和特殊性,在众多领域中有着广泛的应用。

稀土金属制备工艺则是指利用各种合成化学方法,从原料中提取出所需的稀土金属元素,并制备成可应用的稀土金属合金。

本文将介绍稀土金属及合金制备工艺的研究现状与应用领域。

二、稀土金属的特性与制备工艺稀土金属具有一些独特的特性,如:良好的稳定性、卓越的催化性能、磁性、光电性能以及特殊的电学性能等等。

由于其特殊性,稀土金属被广泛应用于多个领域,如冶金、催化、电子、能源等。

稀土金属的制备过程通常通过以下几个步骤:提取原料、分离稀土金属元素、精细合成等。

1.1提取原料稀土金属的提取过程是非常重要的一个步骤。

通常情况下,稀土金属由稀土矿石和废旧催化剂等原料提取。

稀土矿石矿床储量较大,其中包括了多种稀土金属元素。

催化剂中含有的稀土金属则来自工业生产中的不同过程。

通过提取各类原料中的稀土金属元素,得到的原料经过大量的处理可以用于稀土金属的制备。

1.2分离稀土金属元素稀土金属的分离工作主要是基于其化学性质,将不同的稀土金属元素分离后,进行缩合反应和分离,最终得到相应稀土金属。

1.3精细合成精细合成是指通过物理化学手段,将提取的稀土金属元素与其他元素合成成稀土金属材料。

在此过程中,控制合成条件和合成过程中材料微观结构和化学状态的变化,对提高稀土合金材料的性能有着重要意义。

通常情况下,精细合成的方法包括冶金、熔盐电解、热化学还原等。

三、稀土合金的应用领域稀土金属合金由于其多种特殊的物理、化学特性,已经被广泛应用于许多领域,如环保、能源、电子、医疗、冶金等等。

3.1稀土合金在环保领域的应用稀土材料在环保领域有着广泛应用,例如使用稀土材料作为有机催化剂可以有效的促进氧化还原反应,使用稀土催化剂对污染气体进行处理,降低空气污染程度等。

此外,一些稀土元素也可以被应用于储能系统、太阳能电池等,从而达到又不损失能量的环保目的。

稀土金属及合金制备

稀土金属及合金制备

概述稀土火法冶金技术分为三大类:熔盐电解、金属热还原和火法提纯技术。

稀土火法冶金( rare earths pyrometallurgy)技术是指应用高温这一重要的热力学条件,完成还原稀土离子成金属态和金属提纯的过程。

此过程没有水溶液参加,故又称为火法冶金。

火法冶金工艺过程简单,生产率较高。

稀土火法冶炼主要包括硅热还原法制取稀土合金,熔盐电解法制取稀土金属或合金,金属热还原法制取稀土合金等。

火法冶金的共同特点是在高温条件下生产。

稀土金属的制备方法有:①金属热还原法。

常用钙、锂、钠、镁等金属做还原剂,还原稀土金属的卤化物。

②熔盐电解法。

可电解稀土卤化物与碱金属、碱土金属卤化物的熔盐。

进一步纯制可采用真空熔炼法、真空蒸馏法、电迁移法和区域熔炼法。

二:稀土氯化物电解制取稀土金属2.1氯化物熔盐电解的基本原理根据电解质能够发生电离的原理,由RECl:—KCl组成的电解质,在熔融状态下也会发生电离作用,化合物离解为能自由运动的阳离子和阴离子。

氯化稀土将按如下方式离解RECl3=RE3十十3C1—-氯化钾将按如下方式离解:KCl=K十十C1—在直流电场的作用下,电解质中的阳离子K十、RE3十都朝电解槽的阴极运动,而阴离子Cl—则向电解槽的阳极移动,结果在靠近阴极的电解质层中,集中有大量的阳离子,在靠近阳极的电解层中,集中有大量的阴离子。

在稀土氯化物电解条件下,阳离子中的稀土离子RE3+获得电子生成稀土金属,在阴极上的电化学反应为:RE3十十3e一=RE阴离子中的氯离子C1—则在阳极上失去电子,并生成氯气(C12),在阳极上的电化学反应为:2C1—一2e—===Cl23C1——3e—===3/2 C12这样,电解的结果,在阴极上使得到稀土金属,在阳极上放出氯气,而消耗了氯化稀土和直流电。

电解过程中的总反应式可以表示如下:RECl3===RE+3/2 C122.2 稀土氯化物电解原料和电解质稀土氯化物电解原料是把稀土氯化物和氯化钾按一定比例配制(一般氯化稀土重量为35—50%)构成熔盐电解体系。

稀土湿法冶金工艺

稀土湿法冶金工艺

稀土湿法冶金工艺稀土市场是一个多元化的市场,它不只是一个产品,而是15个稀土元素和钇、钪及其各种化合物从纯度46%的氯化物到99.9999%的单一稀土氧化物及稀土金属,均具有多种多样的用途,加上相关的化合物和混合物,产品不计其数。

下面,我们从最初的矿石开采起,逐一介绍稀土的分离方法和冶炼过程。

萃取分离生产线稀土选矿选矿是利用组成矿石的各种矿物之间的物理化学性质的差异,采用不同的选矿方法,借助不同的选矿工艺,不同的选矿设备,把矿石中的有用矿物富集起来,除去有害杂质,并使之与脉石矿物分离的机械加工过程。

稀土矿的选矿一般采用浮选法,并常辅以重选、磁选组成多种组合的选矿工艺流程。

稀土冶炼方法稀土冶炼方法有两种,即湿法冶金和火法冶金。

湿法冶金属化工冶金方式,全流程大多处于溶液、溶剂之中,如稀土精矿的分解、稀土氧化物、稀土化合物、单一稀土金属的分离和提取过程就是采用沉淀、结晶、氧化还原、溶剂萃取、离子交换等化学分离工艺过程。

现应用较普遍的是有机溶剂萃取法,它是工业分离高纯单一稀土元素的通用工艺。

湿法冶金流程复杂,产品纯度高,该法生产成品应用面广阔。

火法冶金工艺过程简单,生产率较高。

稀土火法冶炼主要包括硅热还原法制取稀土合金,熔盐电解法制取稀土金属或合金,金属热还原法制取稀土合金等。

火法冶金的共同特点是在高温条件下生产。

稀土精矿的分解稀土精矿中的稀土,一般呈难溶于水的碳酸盐、氟化物、磷酸盐、氧化物或硅酸盐等形态。

必须通过各种化学变化将稀土转化为溶于水或无机酸的化合物,经过溶解、分离、净化、浓缩或灼烧等工序,制成各种混合稀土化合物如混合稀土氯化物,作为产品或分离单一稀土的原料,这样的过程称为稀土精矿分解也称为前处理。

分解稀土精矿有很多方法,总的来说可分为三类,即酸法、碱法和氯化分解。

酸法分解又分为盐酸分解、硫酸分解和氢氟酸分解法等。

碱法分解又分为氢氧化钠分解或氢氧化钠熔融或苏打焙烧法等。

一般根据精矿的类型、品位特点、产品方案、便于非稀土元素的回收与综合利用、利于劳动卫生与环境保护、经济合理等原则选择适宜的工艺流程。

稀土金属及其合金的制取

稀土金属及其合金的制取
由于单纯RECl3熔点较高,粘度大,本身又不十分大稳定(容易与水和氧作用),特别是它对稀土金属有很大的溶解度等物理化学原因,不能用单纯熔融RECl3作为电解质。实际上,电解质都是两元或多元熔体。除RECl3组元外,常用作电解质的主要组元是碱金属或碱土金属的氯化物。
纯盐类都有固定的熔点,例如KC1,在776℃时熔化,而低于776℃时就凝固了。但是几种盐混合在一起熔化时,就不是一个温度下熔化,而是有一个熔化的温度范围,我们把熔化的温度范围称为熔度,以便和熔点相区别。多组分电解质都用熔度表示。
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阴极反应: RE+3+3e=RE (7-3) 阳极反应: 阴离子中的氯离子Cl-则在阳极上失去电子,并生成氯气Cl2,在阳极上的电化学反应为: 2Cl--2e = Cl2 (7-4) 3Cl--3e = 3/2Cl2 (7-5) 电解的结果,在阴极上便得到稀土金属,在阳极上放出氯气,而消耗了氯化稀土和直流电。电解过程中的总反应式可以表示如下: RE Cl3 = RE +3/2Cl2 (7-6)
实验测得混合稀土氯化物和氯化钾组成的电解质平均密度为1.97g/cm3。电解质的密度在加料前后有所变化。它在1.85~2.10 g/cm3之间波动。
电解质蒸气压
熔盐蒸气压高、易挥发,则电解质的损失大,也给电解尾气回收利用增添了难度。在混合稀土金属生产过程中,稀土直收率一般为90%左右,物料平衡计算表时,约有3~4%的稀土挥发损失了,氯化钾的消耗也是很可观的。
电解质中添加少量的象LiCl等能直接增加比电导的物质,则可以间接地增加电解质的导电率,改善电解质的导电性能。
电解质的密度
电解质与金属;渣泥的密度大小对于它们的分离有影响,尤其在熔盐电解制取稀土金属与轻金属的中间合金时,电解质的密度更有一个重要的参数,它决定着中间合金是浮在熔体之上还是沉于其下,并直接影响合金的产量和质量。
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