熔盐电解制取钆、钇与铁的合金的试验研究

摘要

本课题是基于嘉通新材料有限公司的项目:添加少量钆、钇于钕铁硼永磁材料中的前期工作。根据陈久昌的专利技术《新型钕铁硼合金》的要求,利用熔盐电解法制备钆、钇与铁的中间稀土铁合金。因为钆、钇对钕铁硼永磁材料的性能不会造成太大波动,可以满足产品使用要求,而钆、钇相对较为廉价,对钕铁硼永磁材料来说,熔盐电解制得的稀土铁合金比制取纯金属更方便合理,可以达到降低成本的目的。
　　熔盐电解制备钆铁合金。在试验过程中,通过正交实验方法确定较佳的工艺条件为电解温度为1000℃左右,电流强度为60～70A,熔盐成分GdF3:LiF质量比为90:10左右。同时考查了熔盐组成、电解温度和阴极电流密度等因素对电解过程的影响。经过实验论证,产品检测分析,工艺可行,电流效率和稀土收率分别达到65％和85%以上。
　　熔盐电解制取钇铁合金,平均电解温度为980℃,平均槽电压为10V,阴极电流密度为9A·㎝-2左右,熔盐组成YF3:LiF质量比为90:10。通过加入高纯氧化钇和富钇氧化物的实验对比,得出以高纯氧化钇为原料,稀土收率和电流效率较高,制得的合金中钇品位为75%左右,电流效率可以达到65%以上。
　　另外,还利用熔盐电解制取法尝试制备钆钇铁三元合金,虽然工艺可行,但是电流效率偏低,工艺技术条件有待优化。
　　最后,对制得的钆铁合金进行了碳含量的分析实验。初步了解了电解温度、电流效率、氧化物利用率等因素对合金中碳含量的影响,并针对生产中产生的废钆熔盐进行了相关的回收实验分析,整个回收过程的稀土总收率达90.74%,且回收的熔盐和稀土氧化物的产品质量都符合要求。

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第一章 绪论

1.1 概述

1.2 熔盐电解法简述

1.3 熔盐电解法制取RE-Fe合金[49～50]

1.4 研究内容和目的

第二章 实验部分

2.1熔盐电解制取稀土铁合金的电极过程

2.2 实验原理及工艺

2.3 实验条件

2.4 实验装置

2.5 熔盐电解工艺步骤

2.6 熔盐电解法制取钆-铁合金

2.7 熔盐电解制取钇铁合金

2.8 熔盐电解制取钆-钇-铁合金

2.9 制取稀土铁中间合金与稀土单质的不同

第三章 钆铁合金中碳含量的实验研究

3.1 实验设备及原料

3.2 实验过程

3.3 结果与讨论

3.4 小结

第四章 稀土废熔盐的回收实验

4.1 实验方法

4.2 废钆熔盐的重选试验

4.3 从高品位废钆熔盐中回收合格熔盐实验

4.4 从低品位废钆熔盐中回收氧化稀土

4.5 小结

第五章 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文

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