熔盐电解法生产电池级混合稀土金属工艺及设备
专利汇可以提供熔盐电解法生产电池级混合稀土金属工艺及设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种熔盐 电解 法生产 电池 级 混合 稀土金属 工艺及设备，属于稀土产品制备领域。本发明是高温下混合稀土 氧 化物熔解于氟化物熔体中，随即发生电离；在直流 电场 (60－70V/M)的作用下，Ren+在钨 阴极 表面析出，被还原为Re；O2－在 石墨 阳极 表面被氧化为O2，并于石墨反应生成CO2进入空气。 电解槽 采用 碳 化 硅 结合氮化硅材料制成。本发明降低 电解质 熔点、提高流动性和 稳定性 。混合稀土金属与电解质完全分离、避免夹杂，电解质物理化学性能长期稳定，提高电解槽的使用寿命，而且降低了成本，环保节能，是一项创新型的生产工艺。，下面是熔盐电解法生产电池级混合稀土金属工艺及设备专利的具体信息内容。
1、熔盐电解法生产电池级混合稀土金属工艺，其特征在于：
(1)是以混合稀土氧化物为原料，在温度为920～1080℃时，将混合稀土 氧化物加入氟化物熔体中，稀土氧化物随即发生电离；
(2)在直流电场60-70V/m的作用下，电解电压8～12V、电解温度为920～1080 ℃，Ren+在钨阴极表面析出，被还原为Re；O2-在石墨阳极表面被氧化为O2，并 于石墨反应生成CO2进入空气；
Re2On＝2Ren++nO2- Ren++ne→Re
O2-+C-2e→CO↑ 2O2-+C-4e→CO2↑
其中：n＝3～4；
(3)生成的混合稀土金属为镧、铈、镨、钕的合金，La 22-34％，Ce46-58％， Pr 2-8％，Nd 11-19％。
2、根据权利要求1所述的熔盐电解法生产混合稀土金属工艺，其特征在于： 混合稀土氧化物中含有La2O322-34％、CeO246-58％、Pr6O112-8％、Nd2O311-19％。
3、根据权利要求1所述的熔盐电解法生产混合稀土金属工艺，其特征在于： 熔体为氟化物熔体，其中氟化物熔体包括稀土氟化物、氟化锂，其比例为5∶1。
4、根据权利要求3所述的熔盐电解法生产混合稀土金属工艺，其特征在于： 稀土氟化物为氟化镧47-53％、氟化铈32-38％、氟化镨2-4％、氟化钕8-14％。
5、一种熔盐电解法生产电池级混合稀土金属的设备，包括外壳(1)、保温 材料(2)、内保护壳(3)、阴极(4)、碳化硅结合氮化硅材料电解槽(5)、阳 极(6)、接收器(7)，附于电解槽(5)内表面的阳极(6)形状为倒锥形，其 特征在于：电解槽(5)采用碳化硅结合氮化硅材料。
一、技术领域
本发明涉及一种熔盐电解法生产电池级混合稀土金属工艺及，属于稀土产 品制备领域。
二、背景技术
我国国内现有生产混合稀土金属的工艺普遍采用氯化物熔盐电解法，此方 法的最大缺点就是生产的混合稀土金属的配分很不稳定，不能满足广大混合稀 土金属用户的要求；而且在生产过程中会产生大量的HCl、Cl2等有毒气体，严 重污染环境，产品中残留的Cl元素吸收空气中的水分后腐蚀金属并影响Ni:H电池及其应用产品的质量。
电解槽采用碳化硅结合氮化硅材料替代石墨材料，降低和消除电解稀土金 属中的C含量，防止熔盐渗漏，提高电解槽的使用寿命，解决了稀土生产企业 的普遍性问题。
三、发明内容
本发明解决的技术问题是：产品配分稳定、环保节能、生产成本降低；且 可降低和消除电解稀土金属中的C含量，防止熔盐渗漏，提高电解槽的使用寿 命。
技术解决方案步骤如下：
(1)是以混合稀土氧化物为原料，在温度为950～1050℃时，将混合稀土 氧化物加入氟化物熔体中，稀土氧化物随即发生电离；
(2)在直流电场60-70V/M的作用下，电解电压10V、电解温度为980～1000 ℃，Ren+在钨阴极表面析出，被还原为Re；O2-在石墨阳极表面被氧化为O2，并 于石墨反应生成CO2进入空气；
Re2On＝2Ren++nO2- Ren++ne→Re
O2-+C-2e→CO↑ 2O2-+C-4e→CO2↑
其中：n＝3～4；
(3)生成的混合稀土金属为镧、铈、镨、钕合金，La26-30％，Ce50-54％， Pr3-7％，Nd13-17％。
混合稀土氧化物中含有La2O3 26-30％、CeO2 50-54％、Pr6O11 3-7％、Nd2O3 13-17％。
熔体为氟化物熔体，其中氟化物熔体包括稀土氟化物、氟化锂，其比例为 5∶1。
稀土氟化物为氟化镧47-53％、氟化铈32-38％、氟化镨2-4％、氟化钕8-14％。
电解槽采用碳化硅结合氮化硅材料制成。
本发明产品质量达到了国际同类产品水平：
电流效率大于65％，金属直收率大于95％。
产品质量：La 28±2％，Ce 52±2％，Pr 5±1％，Nd 15±1％，Fe≤0.15％， C≤0.05％，O≤0.01％，Si≤0.01％，W+Mo≤0.05％。
本发明选用三元电解质体系，降低电解质熔点、提高流动性和稳定性。在 实际生产中表现为：混合稀土金属与电解质完全分离、避免夹杂，电解质物理 化学性能长期稳定。
另外由于目前的电解槽阳极结构为柱状，所以操作复杂，能耗高，而且不 利于电解槽不同深度的有效电解，使原料深积在电解槽的底部，降低了收率。
电解槽采用碳化硅结合氮化硅材料替代石墨材料，降低和消除电解稀土金 属中的C含量，防止熔盐渗漏，提高电解槽的使用寿命。
本发明不仅可以降低成本，而且产品的杂质含量也很低，环保节能，是一 项创新型的生产工艺。
四、附图说明
本发明的电解槽结构示意图；
五、具体实施方式
实施例1
本发明是以稀土氧化物(La2O3 23-33％、CeO2 47-57％、Pr6O11 3-7％、Nd2O3 12-18％)为原料，稀土氟化物(氟化镧48-52％、氟化铈33-37％、氟化镨2-4％、 氟化钕9-13％)、氟化锂二元体系为电解质，氧化物在熔体中的溶解度为2～5％， 利用钨阴极电解混合稀土氧化物，得到电池级混合稀土金属。
熔盐电解法生产电池级混合稀土金属的设备，包括外壳1、保温材料2、内 保护壳3、阴极4、碳化硅结合氮化硅材料电解槽5、阳极6、接收器7，附于电 解槽5内表面的阳极6形状为倒锥形，电解槽5采用碳化硅结合氮化硅材料。 电解槽5经过充分干燥，并用打弧机接石墨在电解槽5内起弧加热，把电解质 按5∶1比例混合后缓慢加入电解槽5，待熔盐全部熔化后，当电解液面达到阳 极6中上部，温度在950～1050℃时，插入钨阴极4进行电解，氧化物通过自动 加料机均匀定量(110-130g/min)加入，在直流电场(62-68V/m)的作用下， 电解电压9～11V、电解温度为950～1050℃，电解时间为160～200分钟，Ren+在 钨阴极4表面析出，被还原为Re；O2-在石墨阳极6表面被氧化为O2，并于石墨 反应生成CO2进入空气。
Re2On＝2Ren++nO2- Ren++ne→Re
O2-+C-2e→CO↑ 2O2-+C-4e→CO2↑
其中：n＝3～4；
160～200分钟后，用钛勺舀取接收器7中的金属液体，并把液体倒入锭模铸 锭。
生成的混合稀土金属为镧、铈、镨、钕合金，La23-33％，Ce47-57％，Pr3-7％， Nd12-18％。
实施例2
本发明是以稀土氧化物(La2O326-30％、CeO250-54％、Pr6O113-7％、Nd2O3 13-17％)为原料，稀土氟化物(氟化镧49-51％、氟化铈34-36％、氟化镨2-4％、 氟化钕10-11％)、氟化锂二元体系为电解质，氧化物在熔体中的溶解度为2～5％， 利用钨阴极电解混合稀土氧化物，得到电池级混合稀土金属。
熔盐电解法生产电池级混合稀土金属的设备，包括外壳1、保温材料2、内 保护壳3、阴极4、碳化硅结合氮化硅材料电解槽5、阳极6、接收器7，附于电 解槽5内表面的阳极6形状为倒锥形，电解槽5采用碳化硅结合氮化硅材料。 电解槽5经过充分干燥，并用打弧机接石墨在电解槽5内起弧加热，把电解质 按5∶1比例混合后缓慢加入电解槽5，待熔盐全部熔化后，当电解液面达到阳 极6中上部，温度在950～1050℃时，插入钨阴4极进行电解，氧化物通过自动 加料机均匀定量(120g/min)加入，在直流电场(64-66V/m)的作用下，电解 电压10V、电解温度为980～1000℃℃，电解时间为180分钟，Ren+在钨阴极4 表面析出，被还原为Re；O2-在石墨阳极6表面被氧化为O2，并于石墨反应生成 CO2进入空气。
Re2On＝2Ren++nO2- Ren++ne→Re
O2-+C-2e→CO↑ 2O2-+C-4e→CO2↑
其中：n＝3～4；
180分钟后，用钛勺舀取接收器7中的金属液体，并把液体倒入锭模铸锭。
生成的混合稀土金属为镧、铈、镨、钕合金，La26-30％，Ce50-54％，Pr3-7％， Nd13-17％。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 中频感应炉混熔电池级混合稀土金属工艺方法 | 2020-05-13 | 631 |
| 用碱法料制备低铅低镁混合稀土金属的方法 | 2020-05-13 | 1018 |
| 混合稀土金属的制造方法 | 2020-05-11 | 483 |
| 氟碳铈精矿直接电解制备混合稀土金属 | 2020-05-14 | 430 |
| 一种用于钢中加入的REFeSiCa合金及其制造方法 | 2020-05-22 | 485 |
| 用碱法料制备低铅低镁混合稀土金属的方法 | 2020-05-15 | 592 |
| 稀土氯化物熔盐电解制取电池级混合稀土金属方法 | 2020-05-17 | 1022 |
| 氟碳铈精矿直接电解制备混合稀土金属的方法及其制得的产品 | 2020-05-17 | 445 |
| 镧镨铈混合稀土金属及其生产工艺 | 2020-05-11 | 76 |
| 一种生产低铁低镁高纯度混合稀土金属的方法 | 2020-05-14 | 193 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
