[实用新型]一种制备低氧高纯稀土金属的装置

说明书

本实用新型涉及稀土金属制备领域，尤其涉及一种制备低氧高纯稀土金属的装置，包括混凝土基座和支架，所述支架通过旋转装置固定在混凝土基座上，所述支架两侧分别固定有阴极和浇铸罐，所述阴极和浇铸罐均通过升降装置与支架固定连接，所述阴极周侧环绕固定有陶瓷管，所述浇铸罐上端固定有抽/充气管，所述抽/充气管通过密闭连接与气管连接，所述气管上固定有阀门，所述浇铸罐下端固定有注液管，所述混凝土基座上还固定电解槽，所述电解槽内底部有坩埚，所述坩埚上方的电解槽内还固定有多个阳极，所述浇铸罐上的注液管伸入到坩埚内部。熔盐电解制得的稀土金属熔液仅需一步便制得方便后续使用的以浇铸罐为包装盒的稀土金属产品。

【技术领域】

本实用新型涉及稀土金属制备领域，尤其涉及一种制备低氧高纯稀土金属的装置。

【背景技术】

稀土元素具有一系列特殊的性能，广泛应用于冶金、石油化工、玻璃陶瓷、原子能、功能材料、纺织、医药及农牧业等领域，特别是在高新技术和国防军工材料制备领域，稀土已经变得必不可少。材料中添加稀土元素可起到净化熔体、变质夹杂、微合金化等作用，显著提高材料的韧、塑性和疲劳寿命等，使材料更加强韧、耐热、耐磨、耐蚀。另外，添加稀土后材料具备独特的光、电、磁等性能。

但稀土在材料中应用最大的瓶颈是稀土不能长时间稳定的发挥作用，究其原因是在材料制备过程作为添加剂的稀土金属纯度低，尤其是氧含量高，添加稀土后产生许多负面影响。如在先进钢铁材料生产中，往高纯净度钢水中添加纯度低、氧含量高的稀土金属时，易产生大型氧化物夹杂，破坏材料基体的连续性、均一性。近年，随着钢水纯净化技术快速发展，钢水中的氧含量可控制到5ppm以下，对高纯净度的钢水而言添加此种稀土金属是一种污染，不能起到净化、变质夹杂及细化晶粒的效果，作用由正变负。随着“中国制造2025”计划的提出，对材料的性能也提出了更高的要求，对作为添加剂的稀土金属的纯度、氧含量提出了更高要求，目前无一种现成的技术可直接用于高效生产低氧高纯稀土金属，发明一种可高效制备低氧高纯稀土金属的短流程工艺是十分有必要的。

目前，稀土金属的制备方法主要有熔盐电解法和金属热还原法。近年，熔盐电解法逐渐成熟并用于生产稀土金属，该法有许多的优点，产品的纯度较高，但未对该法进行深度改进和优化的前提下，是不能用于低氧高纯稀土金属的制备。国内外众多科研工作者对高纯稀土金属的制备技术进行了大量的研究，如中国专利ZL201611168930.3公开了一种稀土铁合金及其制备方法；中国专利ZL201611169551.6公开了一种低氧稀土钢用稀土铁中间合金的制备方法；中国专利ZL201610265575.5公开了一种高纯稀土金属及其制备方法和用途；中国专利ZL201510964913.X公开了一种电解制备高纯La、Ce混合稀土的方法。但现有的各种方法仍不能满足制备低氧高纯稀土金属的要求，各种方法制得的各类稀土金属的氧含量高、纯度低，或者未对产品的包装、运输、贮存及使用进行严格的控氧，新制得的低氧、高纯产品被多次氧化、脏化，最终添加到材料的稀土金属氧含量高、纯度低，达不到高性能材料制造的要求。近年，众多科研工作者还对稀土金属的二次提纯技术进行了大量研究，发展出真空熔炼、真空蒸馏、电解精炼、电迁移、区域熔炼等一种或多种联合的提纯方法，这些方法思路多是对基体内的杂质进行“再分布”，难以实现杂质的“去除”，虽然能够达到提纯的目的，但往往只能提纯某些杂质，加之增加操作工序，前后工序转运过程控氧难度大，使稀土金属再次被氧化的风险变大，这些方法对低氧含量的稀土金属并不适用，二次提纯后“适得其反”，其氧含量往往大幅升高，成本大幅增加。也有学者声称在实验室条件下制得了纯度很高的高纯稀土金属，氧含量低于30ppm，纯度达99.999％，但这些方法大多在极其严苛的实验条件下进行的，操作复杂，设备要求高，投入大。

本实用新型即是针对现有技术的不足而研究提出的。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是克服上述现有技术的缺点，提供了一种制备低氧高纯稀土金属的装置。

本实用新型可以通过以下技术方案来实现：