[发明专利]一种熔盐电解制备镨钕镝铽四元合金的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氟化物体系熔盐电解共沉积制备镨钕镝铽四元合金的方法，属于稀土火法冶金领域。

背景技术

含高熔点镝(铽)等稀土镝(铽)合金的制备方法主要有两种：金属对掺高温互熔法和氟化物真空钙热还原法。

对掺高温互熔法是指用生产的中重稀土金属镝(铽)等与其他轻稀土金属镧、铈、镨、钕中的一种或多种在真空环境下高温互熔，具有生产方法简单的特点。通过对掺法生产的合金产品杂质含量较高，能耗较大，成本高。

氟化物真空钙热还原法是指采用金属钙在真空环境下以氟化镝(铽)等和轻稀土金属及合金为原料，生产成稀土镝(铽)合金。由于采用真空还原法生产，其生产能耗还是较高，需要使用昂贵的真空还原设备和钨、钼坩埚等，生产成本高，且产能低。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种氧化物熔盐电解共沉积制备镨钕镝铽稀土合金的方法。该方法生产成本低，电流效率和收率高，产品质量高，环境友好，属于绿色环保工艺。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

以石墨块作阳极，钼棒为惰性阴极，钼坩埚作为稀土合金接受器，在质量比氟化稀土：氟化镝和铽：氟化锂=（3-9）：（1-6）：1组成的氟化物熔盐电解质体系中，加入电解原料稀土氧化物以及氧化镝和铽的混合物，其用量的质量百分含量为稀土氧化物：氧化镝和铽=（99-40）：（1-60），通以直流电，阳极电流密度0.5-2.0A/cm²，阴极电流密度为5-25A/cm²；电解温度为1050-1200℃电解，得到镨钕镝铽四元合金。

在所述氟化物熔盐电解质体系中，氟化稀土为氟化镨钕；

所述电解原料中的稀土氧化物为氧化镨钕；

所述制备的稀土镝和铽合金中稀土与镝和铽的质量百分含量RE：Dy+Tb=（99-40）：（1-60）。

本发明的优点是：以简单氟化物电解质体系电解混合氧化物制得镨钕镝铽四元合金，工艺流程简单，成本低，产品成分稳定，工艺过程仅产生CO₂和少量CO，对环境污染小，属于绿色环保工艺，适于大规模生产。

具体实施方式

将氟化稀土、氟化镝、氟化铽、氟化锂按设计比例混匀加入电解槽中，待电解质熔化，温度达到电解温度后，插入阴极导电钼棒，使之插入到电解质液面预定深度，启动整流器，进行电解，电解一段时间后，取出合金，称重并作分析。

实施实例一：

电解质比例为氟化镨钕：氟化镝：氟化铽：氟化锂=6.4：0.9：0.9：1（质量比），原料比例为氧化镨钕：氧化铽=10.5:1：1（质量比）。在300A电解炉内进行电解，电解电流强度为300A，阴极电流密度为8A/cm²，阳极电流密度为1.1A/cm²，电解时间240min，混合氧化物加入量为2.5kg，电解温度1070℃，电解制得镨钕镝铽合金重1.6kg。合金成分分析结果如下：

（质量分数、%）

PrNdDyTbC20.861.78.58.80.037