[其他]一種連續電解生產金屬釹及釹鐵合金的槽型結構

在審

• 申請號: 101985000000748
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85100748B
• 公開（公告）日: 1988-05-25
• 發明（設計）人: 焦士琢;吳迪武;牛樹生;劉文淮;張志宏;孫曉光;康大平;趙立忠
• 申請（專利權）人: 冶金工業部包頭稀土研究院
• 代理公司: 冶金專利事務所
• 代理人: 陳佩**

一種以氧化釹或鐠釹富集物電解法連續生產金屬釹及釹－鐵合金的槽型結構。采用耐高溫和耐氟鹽腐蝕的石墨槽體及不易與電沉積金屬起作用的高熔點金屬鉬作接受器，槽體上部插入帶有凸緣的筒狀石墨陽極和鉬（或鐵）陰極。槽體外部有一層具有還原氣氛的碳粒保溫結構。這種電解槽保溫好，壽命長、操作簡單，不需輔助熱量，可完全自熱連續電解。

本發明是用氧化釹或鐠釹富集物電解法連續生產金屬釹及釹鐵合金的一種槽型結構。

通常的電解槽結構，陽極采用石墨、碳棒，陰極采用鉬棒，鎢棒或鐵棒，金屬接受器采用氧化鎂、氧化鈹、氧化鋯或螢石、鉬坩堝等材料，有的電解槽還采用密封裝置和氬氣保護，或需輔助加熱。例如，從溶于氟化物鹽浴中的氧化稀土電解制取金屬釹，采用的電解槽就是石墨坩堝、二根石墨棒陽極和一根鎢棒陰極，電解是在保護氣氛下進行，電解溫度需通過陽極供給輔助交流電來維持。發明人曾于1977年進行過在氟化物體系中電解混合稀土氧化物制取混合稀土金屬的擴大試驗，采用石墨槽體、帶有凸緣的石墨筒陽極和鉬棒陰極，以碳化鈣坩堝作金屬接受器，電解槽底部用硅碳棒輔助加熱（熔鹽電解稀土氧化物制取稀土金屬，“稀土”，1980年第二期，第45～51頁），由于電解槽結構設計不合理，金屬接受器材質不耐高溫腐蝕，致使電解26小時被迫中斷試驗。

本發明的目的是為電解制取金屬釹及釹鐵合金提供一個能實現連續生產、金屬直收率高和成本低的槽型結構。

附圖為電解槽結構示意圖。圖中1為耐火磚，2為保溫磚，3為石棉，4為凸緣石墨陽極，5為鉬棒陰極，6為鉬金屬接受器，7為石墨槽，8為碳粒，9為導電板。

本發明的要點在于采用抗高溫和耐腐蝕的石墨槽來盛置熔融鹽浴，石墨槽放在由石棉板、保溫磚和耐火磚做成的砌體內。在石棉板與石墨槽之間填充一層碳粒，其作用在于使石墨槽外壁不易發生氧化，并形成還原氣氛的保護層。電極裝置由一個帶有凸緣的石墨筒陽極和一根鉬棒陰極構成（生產釹-鐵合金時采用鐵棒陰極）。陽極與槽體的距離為3～5厘米，陽極與金屬接受器的距離為2.5～3.5厘米。石墨筒陽極下部浸沒在鹽浴中，鉬棒或鐵棒陰極從石墨筒陽極中心垂直插入鹽浴中，在槽底正對鉬陰極下端放置一個不易與電沉積金屬起作用的高熔點金屬鉬接受器，收集從陰極析出的金屬。

本發明與已有技術相比，槽型結構合理，槽體壽命長，保溫效果好，電解過程完全自熱進行，不需要輔助加熱，電能消耗低。采用敞開式電解槽，不需要保護氣氛，操作簡單易行，不僅適用于生產金屬釹與釹鐵合金，也同樣適用于生產鑭、鈰、鐠及其合金。

發明人曾進行過1000～1100安培規模的制取金屬釹的擴大實驗。采用敞開式石墨電解槽，一個帶有凸緣和導電板的陽極筒、一個鉬棒陰極和一個鉬坩堝接受器，陽極與槽體的距離為3～5厘米，陽極與金屬接受器的距離為2.5～3.5厘米，槽體外部是由碳粒層、石棉層、保溫磚和耐火磚組成的保溫結構，連續電解14天，加氧化釹418公斤，得金屬釹329公斤。取得了以下技術經濟指標：

電流效率≥65%

稀土直收率≥95%

電能單耗＜12度電/公斤金屬