[发明专利]制备稀土金属的方法

权利要求书

1.制备稀土金属的方法，其特征在于，所述方法利用电解槽实施，所述电解槽分为阳极室和阴极室，阳极室内设有阳极电解质和石墨阳极，阴极室内设有阴极电解质和惰性阴极，电解槽内底部盛有液态合金，阳极电解质和阴极电解质互不接触而是通过液态合金相连接；

液态合金用于与阳极电解质和阴极电解质构建稀土金属原子/稀土离子的电化学反应界面，以及用作稀土金属原子的传递介质；

对所述电解槽通电运行，向阳极室中加入稀土氧化物原料，在阴极室中得到固态或液态的稀土金属产物。

2.根据权利要求1所述制备稀土金属的方法，其特征在于，所述稀土氧化物原料中，总稀土氧化物的含量≥90wt％，单一稀土氧化物占总稀土氧化物的90wt％以上；其中，单一稀土氧化物指的是氧化镧、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、氧化铒、氧化铥、氧化镱、氧化镥、氧化钇和氧化钪中的一种。

3.根据权利要求1所述制备稀土金属的方法，其特征在于，所述稀土金属产物中，总稀土金属的含量≥99wt％，其中，单一稀土金属占总稀土金属的99wt％以上。

4.根据权利要求1所述制备稀土金属的方法，其特征在于，所述惰性阴极为不与稀土金属发生合金化反应的金属材料，优选为钨、钼、钽或铌。

5.根据权利要求1所述制备稀土金属的方法，其特征在于，所述电解槽正常工作时，阴极电流密度为0.1～15.0A/cm²。

6.根据权利要求1所述制备稀土金属的方法，其特征在于，所述液态合金为单一稀土金属，或由单一稀土金属与Cu、Co、Fe、Ni、Mn、Pb、Zn、Sn、In、Sb、Bi中的一种或多种组成；所述液态合金的密度大于所述阳极电解质或所述阴极电解质的密度。

7.根据权利要求1或6所述制备稀土金属的方法，其特征在于，所述阳极电解质为氟化物体系或氯化物体系。

8.根据权利要求7所述制备稀土金属的方法，其特征在于，所述氟化物体系包括含量为45～95wt％的单一稀土氟化物、含量为5～40wt％的LiF和含量为0～40wt％的添加剂，其中，添加剂为BaF₂或/和CaF₂；所述氟化物体系还溶有稀土氧化物或/和含有固态稀土氧化物原料。

9.根据权利要求7所述制备稀土金属的方法，其特征在于，所述氯化物体系为CaCl₂，或由CaCl₂与LiCl、NaCl、KCl、BaCl₂、CaF₂、LiF中的一种或多种组成。

10.根据权利要求1或6所述制备稀土金属的方法，其特征在于，所述阴极电解质包括含量为40～90wt％的单一稀土氟化物、含量为10～50wt％的LiF和含量为0～30wt％的添加剂，其中，添加剂为BaF₂或/和CaF₂。