[发明专利]一种稀土合金材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种稀土合金材料及其制备方法，稀土合金材料由稀土氧化物及熔盐混合制成，稀土氧化物为氧化稀土，熔盐为氟化稀土和氟化锂组成；氧化稀土、氟化稀土及氟化锂的质量比为100:(4‑5):(0.5‑0.8)；上述制备方法为：按照稀土合金材料的重量份数称取各原料，混合，得到稀土合金材料；将稀土合金材料加入到电解槽内，采用金属钨作为阴极，石墨作为阳极，并控制电流强度，通入直流电进行电解，电解完成，得到稀土合金。本发明的氟盐体系过程相对稳定，炉温变化不大，易控制，极大提高了单台炉子产量；而且，节约了氟化稀土和氟化锂的使用量，料比降低了1.2％左右，大大降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及稀土合金及金属技术领域，更具体的说是涉及一种稀土合金材料及其制备方法。

背景技术

稀土金属和稀土合金的制备是通过稀土火法冶金工艺技术实现的。稀土火法冶金技术是应用高温这一重要的热力学条件，完成还原稀土离子成金属态和金属提纯的过程。稀土火法冶金工艺是从稀土化合物中制取金属开始的。1875年，W.Hitebrand和T.Norton首次成功的用熔盐电解法制取了金属铈等轻稀土金属，但是杂质较多。1907年，在奥地利的Treibach建立了世界上第一个应用熔盐电解法生产混合稀土金属的工厂，然而在此后的一段时间内，稀土火法冶金技术的发展较为缓慢，直至20世纪40年代末期，金属熔盐电解的生产规模达到了2000A。到了20世纪80年代后，随着稀土金属及合金在新型稀土功能材料应用的迅速增加和商品化，稀土火法冶金制备稀土金属及合金工业化技术逐渐成熟。

目前，我国形成规模化生产混合稀土金属生产线，其主导工艺为氯化物体系熔盐电解法，这种工艺虽有成本低的特点，但存在以下明显缺点：废气排放对环境影响较大。资料表明，我国每年稀土金属生产量约5000吨，采用“氯化物电解工艺”年排放的氯气超过1900吨，其对生态环境影响不容忽视；该工艺中的炉温变化较大不易控制；金属产品中非稀土杂质含量高；熔盐电解法制备的稀土铁合金中氧含量比较高，加入钢包中后，生成的夹杂物易产生水口堵塞问题，影响正常出钢。

因此，如何研制一种制备稀土合金的合格率高、杂质低、表面光洁度高的稀土合金材料是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种能够保证在制备稀土金属及合金过程易操作、产杂质量低，且制得的合金的表面光洁度高，合格率高，原料使用量低的稀土合金材料及其包含其的稀土合金的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种稀土合金材料，由稀土氧化物及熔盐混合制成，所述稀土氧化物为氧化稀土，所述熔盐为氟化稀土和氟化锂组成；

所述氧化稀土、氟化稀土及氟化锂的质量比为100:(4-5):(0.5-0.8)。

本发明的有益效果：本发明中通过将氧化稀土、氟化稀土及氟化锂直接混合作为电解质，即为制备稀土合金的材料，在电解过程中不再单独加入氟化稀土或氟化锂，氟盐体系过程相对稳定，炉温变化不大，易控制，极大提高了单台炉子产量；而且，节约了氟化稀土和氟化锂的使用量，料比降低了1.2％左右，大大降低了生产成本。

氧化稀土是指元素周期表中原子序数为57到71的15种镧系元素氧化物，以及与镧系元素化学性质相似的钪(Sc)和钇(Y)共17种元素的氧化物。

氟化稀土由氢氟酸和氢氧化稀土在一定的条件下反应所得。

优选地，所述氧化稀土选用氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钐、氧化铕、氧化钆、氧化铽、氧化镝、氧化钬、氧化饵、氧化铥、氧化镱、氧化镥、氧化钇、氧化钪中的多种组合；

所述氟化稀土选用氟化镧、氟化铈、氟化镨、氟化钕、氟化钐、氟化铕、氟化钆、氟化铽、氟化镝、氟化钬、氟化饵、氟化铥、氟化镱、氟化镥、氟化钇或者氟化钪中的多种组合；

其中，稀土氧化物与稀土氟化物中使用相同的稀土元素。