氟化物熔盐的制备及其应用进展(6) -冶金与材料杂志社投稿_期刊论文发表|版面费|电话|编辑部|论文发表

来稿应自觉遵守国家有关著作权法律法规，不得侵犯他人版权或其他权利，如果出现问题作者文责自负，而且本刊将依法追究侵权行为给本刊造成的损失责任。本刊对录用稿有修改、删节权。经本刊通知进行修改的稿件或被采用的稿件，作者必须保证本刊的独立发表权。一、投稿方式： 1、请从我刊官网直接投稿。 2、请从我编辑部编辑的推广链接进入我刊投审稿系统进行投稿。二、稿件著作权： 1、投稿人保证其向我刊所投之作品是其本人或与他人合作创作之成果，或对所投作品拥有合法的著作权，无第三人对其作品提出可成立之权利主张。 2、投稿人保证向我刊所投之稿件，尚未在任何媒体上发表。 3、投稿人保证其作品不含有违反宪法、法律及损害社会公共利益之内容。 4、投稿人向我刊所投之作品不得同时向第三方投送，即不允许一稿多投。 5、投稿人授予我刊享有作品专有使用权的方式包括但不限于：通过网络向公众传播、复制、摘编、表演、播放、展览、发行、摄制电影、电视、录像制品、录制录音制品、制作数字化制品、改编、翻译、注释、编辑，以及出版、许可其他媒体、网站及单位转载、摘编、播放、录制、翻译、注释、编辑、改编、摄制。 6、第5条所述之网络是指通过我刊官网。 7、投稿人委托我刊声明，未经我方许可，任何网站、媒体、组织不得转载、摘编其作品。

氟化物熔盐的制备及其应用进展(6)

作者:

关键词:

摘要：

2.2.3 氟化物体系氧化物电解制备稀土及合金

自从1875 年HILLEBRAND等采用氯化物熔盐电解制取金属以来，熔盐电解已发展成为生产稀土金属及合金的主要方法[108]。由于稀土氯化物电解制备稀土金属工艺存在原料易吸潮、稀土收率低、电耗高、同时电解过程产生大量氯气，对环境造成严重污染等问题，该工艺在 2010 年被列入淘汰类名单[109]。氟化物熔盐电解使用稀土氧化物为原料，常用的氟化物体系是 REF3-LiF，具有电流效率高、电能消耗低、体系稳定性好、污染小等优点。特别值得提出的是，自20 世纪90 年代以来，随着NdFeB磁性材料产业的迅猛发展，包头稀土研究院开发了氟化物熔盐体系稀土氧化物电解制备金属钕的工艺[110]，成功取代了氯化物电解工艺，成为了当今生产稀土金属及其合金的最主要生产工艺[111-114]。

氟化物熔盐电解制备稀土及合金的典型特征是，在氟化物熔盐体系中，加入稀土氧化物或者混合稀土氧化物为原料进行电解。STEFANIDAKI等[115]用循环伏安法研究了LiF-NdF3、LiF-Nd2O3和LiF-NdF3-Nd2O3体系的电化学行为，优选LiF-NdF3-Nd2O3体系并从中电沉积制得金属钕。陈德宏等[116]设计了下阴极结构的稀土金属电解槽，在LiF-NdF3-Nd2O3体系中电解制得了金属钕，较之上插阴极电解工艺，其电解温度和槽电压明显降低。廖春发等[117]以Na3AlF6-AlF3-MgF2-LiF 为电解质，Al2O3、Nd2O3为原料，在温度935℃、恒压3.2V条件下，通过该体系电解得到了Al-Nd中间合金。陈国华等[113]在氟化锂-氟化镨钕-氟化镝熔盐体系中，通过电解氧化镝与氧化镨钕的方法，制得了成分稳定的Pr-Nd-Dy合金。YANG等[118]在1050℃温度条件下，从含MgO 和Y2O3的YF3-LiF熔盐中电沉积制备Mg-Y合金，Mg-Y合金在钨电极上的沉积过程由电解液中的离子扩散控制。彭光怀等[119]以混合Gd2O3-MgO为原料，在GdF3-LiF-BaF2-CaF2氟化物熔盐体系中电沉积制备了Gd-Mg中间合金。张小联等[120]采用 GdF3-LiF-BaF2为电解质，Gd2O3、ZrO2及 MgO 混合氧化物为原料，电沉积制备了Gd-Zr-Mg 三元合金。

由于稀土金属独特的物理化学性质及其在诸多领域的广泛应用，采用氟化物熔盐电解制备稀土及其合金的专利大量涌现。王小青等[121]在氟化物熔盐体系中，以RE2O3和Dy2O3的混合物为原料，电解制备出了RE-Dy合金。蔺继荣等[122]在熔融的二元氟盐体系中用自耗纯铁阴极电解Dy2O3生产Dy-Fe合金。颜世宏等[123]在GdF3-LiF二元氟化物熔盐体系中加入 Gd2O3，石墨板为阳极，纯铁棒为自耗阴极，电解得到Gd-Fe合金。张小联等[124]以GdF3-LiF或 GdF3-LiF-BaF2氟化物熔盐为电解质，以 Gd2O3与MgO为原料，在阴极发生Gd和Mg的电化学析出，并合金化得到 Gd-Mg合金。张志宏等[125]在RE2O3- GdF3-LiF的熔盐电解质体系里，加入RE2O3和Gd2O3的混合物，电解制得RE-Gd合金。焦芸芬等[126]在AlF3-NaF-LiF三元体系中，以Al2O3、CuO、RE2O3混合物为原料，电解制备出Cu-Al-RE合金。刘庆生等[127]先对钕铁硼油泥废料进行热解脱油处理得到残存固体产物，以此为原料制备成阳极，在氟化物熔盐体系中电解生产Nd-Fe-B合金。彭光怀等[128]以金属镍为自耗阴极，以REF3-LiF-MgF2-BaF2氟化物熔盐为电解质，以RE2O3与MgO混合物为原料，电解得到 RE-Mg-Ni基储氢合金。曹永存等[129]在YF3-NdF3-LiF体系中，以Y2O3、Nd2O3和MgO的混合物为原料，电解得到RE-Y-Nd-Mg四元合金。赵二雄等[130]在REF3-DyF3-TbF3-LiF体系中，加入稀土氧化物以及氧化镝和铽的混合物，电解制得 Pr-Nd-Dy-Tb四元合金。张密林等[131]在氟化物-氯化物熔盐体系中电解制备了各种稀土合金。如在NaCl-KCl-AlF3体系里加入氧化镨和氧化镝的混合物，电解制备出Al-Pr-Dy合金；在MgCl2-LiCl-NaCl-AlF3体系中加入Nd2O3，电解制备出 Mg-Al-Nd三元合金[132]；在MgCl2-LiCl-KCl-KF体系中，分别电解制备出 Mg-Li-Ho三元和 Mg-Li-Ce-La四元合金[133-134]。相对于全氟化物熔盐体系，氟化物-氯化物熔盐体系具有电解温度低、能耗少，熔盐体系挥发性小的特点。

稀土氧化物电解的熔盐性质及电极过程研究在过去几年也蓬勃发展。姜银举等[135]探讨了氟化物熔盐体系中氧化物电解时产生HF 的机理，并提出了抑制 HF 生成与回收等一些有利于环保的方法。ZHU等[136]研究了 REF3-LiF和 REF3-LiF-RE2O3（RE=La、Nd）等熔盐电解质体系的表面张力在不同调价下的变化趋势，有助于更好地了解RE2O3在REF3-LiF熔盐体系中的溶解机制。王旭等[137]研究了熔盐电解制取 Al-Nd合金所用基础电解质AlF3-(Na/Li)F-Al2O3-Nd2O3的主要物理化学性质及变化规律，间接地分析熔体结构信息和Nd2O3的溶解过程，并测量了熔盐体系的重要热物性参数，为熔盐电解制备Al-Nd合金工艺提供了基础数据。

文章来源：《冶金与材料》网址: http://www.yjyclzz.cn/qikandaodu/2021/0420/827.html