[其他]氯化釹電解真空蒸餾法制取金屬釹

在審

• 申請號: 101986000000333
• 申請日: 1986-01-21
• 公開（公告）號: CN1004559B
• 公開（公告）日: 1989-06-21
• 發明（設計）人: 李作順;楊廣祿;李宗安;李振海;楊志;唐仁澤
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院
• 代理公司: 北京市第三專利代理事務所
• 代理人: 母宗緒;虞寶煜

一種電解法制取釹鎂合金，真空蒸餾該合金制取金屬釹的工藝。制取釹的最佳條件為：電解質由脫水氯化釹和氯化鉀組成，電解過程中氯化釹在電解質中保持１８～２６％（重量百分數），電流密度為２．７安培厘米²～３．８安培／厘米²，電解溫度為８５０～８７０℃。蒸餾除鎂的蒸餾罐內的壓力低于１．３３×１０^-1Ｐａ，蒸餾溫度為８５０～８７０℃。用本發明工藝生產釹，成本低，操作簡便，鎂及其它廢料可回收利用使工藝流程形成閉路循環，不污染環境。

本發明涉及電解法制取釹鎂合金再經蒸餾其合金制取金屬釹的工藝方法。

金屬釹的制取方法主要有金屬熱還原法和熔鹽電解法等。

鹽川二郎（T.Kurita，Denki Kagaku，1967，35（7），496-501）在氯化鉀-氯化釹熔鹽體系中直接電解制取了金屬釹。但該法電解溫度高達1050-1100℃，電解質揮發損失和金屬釹的溶解損失均較大，因此，釹的回收率很低，僅為6.95～19.70%。

六十年代初，莫瑞斯E.等（Morrice E.She-ld E.S.et al，US Bur.Mines，RI7146，1968）報導了以LiF-NdF₃為電解質，在惰性氣氛下電解氧化釹制取金屬釹。包頭冶金所同樣是將氧化釹溶解在LiF-NdF₃電解質中，但采用敞開式電解槽制取了金屬釹（冶金部包頭冶金研究所，氧化釹電解制取金屬釹研究報告，1984.9）。該法的優點是電流效率較高，可達68.94%，按電解過程中加入的氧化釹計算，釹的回收率可達95.36%，比莫瑞斯E.提高了金屬釹的回收率。氧化物電解法的不足之處是電解溫度高達1050℃，電解質揮發損失大;用氟化物作電解質，給電解設備材料的選擇帶來了困難，且耐氟化物腐蝕的材料價格均昂貴;電解原料氧化釹是由萃取分離得到的釹的化合物經草酸沉淀或碳酸鈉沉淀、煅燒后制得，其中一部分氧化釹還要制成氟化釹，這又增加了制取金屬釹的成本。

法國專利（FR2548687A）闡述了一種從稀土合金中制取金屬釹的方法，即將脫水的釹的鹵化物（最好是氟化釹）與氯化鈣或氟化鈣混合，于900-1100℃，用金屬鈣熱還原制取釹鎂中間合金，再于1100～1500℃和1.33×10^-2Pa～1.33×10²Pa（1×10^-4mmHg～1mmHg）壓力下蒸餾該合金制取金屬釹。該法收率高，但要求氯化釹原料中雜質含量低;為了蒸餾除鈣，需要較高溫度，蒸餾必須在感應爐內進行;還原的反應溫度亦高，且還原的反應器需用耐氫氟酸和鹽酸蒸氣的材料制成，例如用價格較高的鉭坩堝。所以該法要求的設備較復雜，原材料成本高。

本發明的目的在于研究出一種易于工業化的制取金屬釹的工藝流程，使用該流程可降低制取金屬釹的成本。

本發明的另一個目的是直接使用混合稀土提取分離時得到的氯化釹做為本工藝的原料，不需再轉化為氧化物或氟化物。

本發明的再一個目的是不使用金屬鈣，避免金屬鈣對產品的污染，降低真空蒸餾釹鎂合金的溫度，可采用普通的電阻爐、外部加熱蒸餾罐，使其適于大規模生產。

稀土金屬是外層電子結構、化學性質極相似的一族元素，它們均能與鎂形成合金。可以通過蒸餾稀土鎂合金除去金屬鎂，制取稀土金屬。依據這一原理，用同一種方法可制取各種稀土金屬。

本發明是以液體鎂為陰極，石墨為陽極電解制取釹鎂合金，再經蒸餾除去鎂制取金屬釹的一種工藝方法。采用液體鎂作陰極，電沉積的釹可以很容易地溶于其中形成所需要的釹鎂合金。電解質由氯化釹和氯化鉀組成（也可添加NaCl），電解過程中電解質里的氯化釹含量保持在10～45%（重量百分數，以下表示含量的百分數除特別說明外均為重量百分數）之間，其余為氯化鉀。電解質溫度為790～1000℃。電解得到的釹鎂合金經蒸餾除去其中的鎂。蒸餾除鎂的條件是蒸餾罐內的壓力保持在低于1.33Pa（1×10²mmHg），蒸餾溫度為600～950℃。