[其他]釹鐵中間合金制備的新方法

無效

• 申請號: 85102283
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85102283B
• 公開（公告）日: 1988-08-17
• 發明（設計）人: 杜森林;唐定;杜富英;劉英明;任英
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: C25C3/34
• 分類號: C25C3/34;C25C3/36;C25C7/02
• 代理公司: 中科院長春專利事務所
• 代理人: 宋天平,曹桂珍

本發明是關于用熔鹽電解制備釹鐵中間合金的新方法：這種釹鐵合金適于制備釹鐵硼永磁體。

制備高熔點金屬和稀土合金有下列方法：

（1）二種金屬對摻高溫互溶法;（2）稀土化合物、一種金屬和還原劑互混的熱還原法;（3）利用不同高熔點金屬作為可耗固體陰極，在其表面析出稀土金屬合金化的電化學方法。

考察上述各方法，后一方法較前兩種方法優越，它既不需要首先由化合物制備高純的稀土金屬，也不需要昂貴的還原劑和復雜的設備，它是一步法高溫電化學合金化過程的制造方法（兼有電化學和熱化學過程）。

日本特開昭49-34412介紹了利用Fe、Ni、Co、Cu、Ti、Mn作為可耗固體電極，在REF₃-BaF₂-LiF熔鹽體系（RE表示稀土），采用鐵坩堝，可電解制備上述金屬同Y、Sm、Sc、Lu、Tm、Er、Ho、Tb、Gd和Nd等的合金，但只例舉了Fe-Ce、Fe-Y的制備工藝條件，并沒有說明制備了釹鐵，更沒有說明制備的工藝條件。RIbureauOfminesreportOfinvestigation7146中只說明制備Fe-Gd和Fe-Sm的工藝條件，同樣沒有介紹Nd-Fe生產工藝條件，他們所用的原料是純釹氟化物和氧化物。

本發明利用含釹量不同的鐠釹富集物作為電解原料，以可耗固體鐵陰極在氟化物熔體中電解制備釹鐵中間合金;不以稀土氧化物而是以鐠釹碳酸鹽或氧氯化物作為生產釹鐵中間合金的原料。

本發明采用純金屬鐵坩堝作釹鐵中間合金的接受器。

本發明還利用廉價的混合稀土金屬和釹鐵低共晶合金分別作為液體陰極制備了釹鐵中間合金。并且以混合稀土氟化物代替氟化釹作為溶劑，加入鐠釹富集物電解制備釹鐵中間合金。

利用氟化物熔鹽（REF₃·BaF₂·LiF）電解制備混合稀土金屬，單一稀土金屬和稀土中間合金，常規的方法是將純稀土氧化物加入熔鹽中進行電解。但由于氧化物在氟化物中的溶解度低，在電解過程中沉渣較多，并有氟氧化物渣生成，造成金屬凝聚不好，金屬和鹽不易分離，由于氟化物熔鹽腐蝕性很強，因此金屬接受器的選擇一直是個比較大的問題。

本發明以固體鐵棒作為可耗陰極，在Nd＊F₃65-70%（Nd＊指Nd、Pr富集物，組成見表1），BaF₂10-20%，LiF10-25%的體系中進行電解。電解溫度選在950-1050℃之間。陰極電流密度要大，以便使鐵陰極表面有較高的溫度，前者有利于電化學反應;后者有利于釹鐵合金化的熱化學作用。本發明利用鐠釹富集物的無水碳酸鹽，替代其氧化物加入電解質中電解制備富釹鐵中間合金。鐠釹碳酸鹽在此氟化物熔鹽中的溶解度大，無沉渣，金屬與熔鹽易于分離，不出現陽極效應。例如利用純金屬鐵棒作為可耗固體陰極，鐵坩堝作金屬接受器，電解質組成：Nd＊F₃65%，BaF₂15%，LiF20%（共1.5公斤），自動加料器連續均勻加入碳酸鐠釹（Nd₂＊（Co₃）₃），電流100安培，槽壓8.0-9.0伏，溫度1000℃，時間1.5小時，得釹鐵合金180克，電流效率65%，收率90%，原料（鐠釹富集物）中釹含量越高，電效越高。實驗發現在氟化物熔鹽中加入Nd₂＊（Co₃）₃，由于溶解度大，所以無論在槽底和接受金屬坩堝內部都沒有渣存在。在對比實驗中，將富集鐠釹的氧化物加入氟化物熔鹽中，3小時后在槽底有渣，當出現陽極效應時，攪動沉渣此效應也不能消除，只是補加新料時才能消除;金屬接受器中沉渣也多;在1.5公斤電解質中含渣達500克。而向氟化物熔體中加入鐠釹的碳酸鹽或氧氯化物，我們發現溶解得很快;溶解度較大，改善了電解質的性質，沒有造渣現象，便于釹鐵合金熔鹽的分離，可以連續長周期地電解。再者碳酸稀土較氧化稀土制備工藝簡便。本發明還用氧氯化物代替氧化物，其價格較氧化物更為便宜。電解質合適的組成范圍為Nd＊F₃65-70%，BaF₂10-20%，LiF10-25%。所得合金組成為Nd＊75-85%，Fe15-25%（重量），提供磁性材料廠試用，磁能積達33MGOe。