[发明专利]一种连续悬浮电解生产稀土中间合金的方法及其应用

说明书

本发明公开的连续悬浮电解生产稀土中间合金的方法，包括如下步骤：在具有阳极的电解槽中形成氟化物熔盐体系，形成均匀电解体系；将金属补材添加到电解体系，以在电解体系中形成金属液，该金属液与阴极共同形成液态阴极；控制系统在工艺流程中获取实时电解工艺参数，并依据实时电解工艺参数对至少包括金属补材的补充速度或稀土氧化物的补充速度或电解制取的合格金属液的抽取速度中任一进行控制：至少在通电后的电解过程中，控制系统还监控液态阴极中监控量，在满足预定标准后，即可抽取合格金属液以成连续电解。本发明工艺操作简单，可以连续稳定电解，产品成分均匀且成分稳定，对环境污染小，属于绿色环保工艺，适用于大规模连续生产。

技术领域

本发明涉及稀土中间合金的生产方法及其应用，特别是一种连续悬浮电解生产稀土中间合金的方法及其应用。

背景技术

现在冶金行业生产中，会使用到密度较小的金属与密度较大的金属混配的合金，目前生产方式主要有二种，一种是先生产好密度较小的金属和密度较大的金属，然后再按一定的比例加入炉中熔化搅拌均匀浇铸成锭，再使用，这种方法成本高，再者不适应于密度相差大且熔点相差又大的金属间混配生产合金，第三是不能连续生产。另一种是采用悬浮法电解生产，即在方形或圆形石墨槽中，先熔化熔盐体系，再将密度较轻的金属加入熔盐体系中熔化并悬浮在熔盐体系上面，然后将阴极与悬浮的金属液体接触，形成液态阴极，同时将另一种金属的氧化物加入石墨槽内，通电电解，当达到方法所需配比后，提起阴极，将合金舀出浇铸成锭，然后再重复上述操作再次电解生产，这种方法虽降低了生产成本，但生产同样不能连续，再者电解反应主要在熔盐体系上面，会导致下部熔盐温度下降影响电解效率，第三是不能精确控制每次电解合金的质量。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开的连续悬浮电解生产稀土中间合金的方法及其应用，其工艺操作简单，不需要每炉舀出金属，可以连续稳定电解，产品成分均匀且成分稳定，工艺过程仅产生CO₂和CO，对环境污染小，属于绿色环保工艺，适用于大规模生产。

本发明公开的连续悬浮电解生产稀土中间合金的方法，包括如下步骤：

A、在具有阳极的电解槽中形成氟化物熔盐体系，形成均匀电解体系；这里优选的，氟化物熔盐体系中还可以加入适量稀土氧化物而进一步地获得电解体系。优选的，这里稀土氧化物的加入了为占电解体系总质量0.5-5％。

B、将金属补材添加到电解体系，以在电解体系中形成金属液，该金属液与阴极共同形成电解用的液态阴极；注意的是，这里优选的，金属液形成于电解体系的液面上。

C、控制系统在工艺流程中获取实时电解工艺参数，并依据实时电解工艺参数对至少包括金属补材的补充速度或稀土氧化物的补充速度或电解制取的合格金属液的抽取速度中任一进行控制：至少在通电后的电解过程中，控制系统还监控液态阴极的监控量，在满足预定标准后，即可抽取合格金属液以成连续电解。优选的，监控量至少包括液态阴极的电阻或液态阴极的电导率或稀土元素含量等可以直接或者间接反映液态阴极中金属液成分的指标。

进一步优选的，监控系统对液态阴极的监控量的监控可以为实时监控，也可以为定时监控，比如每间隔一定时间如0.5min或2min或5min或10min或30min等进行采样监控。

进一步优选的，金属补材为以金属丝的形式提供。更进一步的，金属补材在被添加到电解体系前应当被预热。更进一步的，金属补材的预热温度为300-400℃。

进一步优选的，合格金属液的抽取采用抽取管道时，该抽取管道应当被预热。更进一步的，抽取管道的预热温度为800-980℃。

进一步优选的，电解采用直流电解，电解电压为8-12V。

本发明公开的连续悬浮电解生产稀土中间合金的方法的一种改进，在通电后的电解过程中，控制系统实时监控液态阴极中稀土元素含量，在抽取合格金属液时所满足预定标准为液态电极的金属液中稀土元素总含量1-20wt.％。