[发明专利]一种稀土熔盐电解用钨电极及其制备方法

说明书

本发明属于稀土金属电解技术领域，具体涉及一种稀土熔盐电解用钨电极及其制备方法。本发明提供了一种稀土熔盐电解用钨电极，包括敞口钨外壳和铜合金；所述铜合金位于所述敞口钨外壳内；所述铜合金的侧壁和所述敞口钨外壳之间设置有钨缓冲层；所述铜合金的底部和所述敞口钨外壳的内底接触。本发明以铜合金作为钨电极的芯体，代替部分钨金属，一方面能够降低钨电极整体的质量；同时能够进一步提高钨电极的导电性，降低钨电极上的耗电量；同时在铜合金和钨外壳之间设置钨缓冲层，能够避免因铜合金在实际应用过程中产生的线膨胀对钨外壳的破坏，提高钨电极整体的稳定性。

技术领域

本发明属于稀土金属电解技术领域，具体涉及一种稀土熔盐电解用钨电极及其制备方法。

背景技术

稀土金属主要用于生产高性能稀土永磁材料，是电子信息、新能源汽车、新材料等领域重要基础原料。稀土金属的生产工艺主要以熔盐电解法为主。熔盐电解法根据电解质体系的不同主要分为两种，一种是氯化稀土电解体系，即两元电解质体系，例如RECl₃-KCl(RE为稀土金属)；另一种是氟化物-氧化物电解质体系，即三元体系，例如RE₂O₃-REF₃-LiF；对于氯化稀土电解体系而言，氯化物熔盐的挥发性强且稀土金属在氯化物熔盐中的溶解度大，造成电耗高、电流效率低且收率低；而氟化物-氧化物电解质体系的电流效率高，且原料稳定，是目前熔盐电解法的主要电解质体系。

对于氟化物-氧化物电解质体系来说，在电解的过程中，原料稀土氧化物发生解离，成为稀土阳离子和氧阴离子，在直流电场的作用下，稀土阳离子向阴极移动，在阴极得到电子被还原成稀土金属；氧阴离子向阳极移动，在阳极失去电子生成氧气。

而对于阴极来说，通常采用价格高昂的钨金属制备。一方面由于钨金属的密度较大，导致传统的钨电极的质量高；另一方面由于钨电极的电阻高，导电性能差，导致在钨电极上的耗电量大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稀土熔盐电解用钨电极及其制备方法，本发明提供的钨电极质量轻且具有优异的导电性，进而能够降低钨电极上的耗电量。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种稀土熔盐电解用钨电极，包括敞口钨外壳和铜合金；

所述铜合金位于所述敞口钨外壳内；

所述铜合金的侧壁和所述敞口钨外壳之间设置有钨缓冲层；

所述铜合金的底部和所述敞口钨外壳的内底接触。

优选的，所述铜合金包括铜钒合金和/或铜铌合金。

优选的，所述铜钒合金中钒的质量百分含量为5～15％；

所述铜铌合金中铌的质量百分含量为3～20％。

优选的，所述敞口钨外壳的外径为65～120mm，内径为40～70mm；

所述敞口钨外壳的底部厚度为10～20mm。

优选的，所述铜合金的直径为20～60mm；

所述钨缓冲层的厚度为3～8mm。

优选的，所述敞口钨外壳的密度≥18g/cm³；

所述钨缓冲层的密度为12～14g/cm³。

本发明还提供了上述技术方案所述稀土熔盐电解用钨电极的制备方法，包括以下步骤：

将铜合金置于所述敞口钨外壳内，在所述铜合金和所述敞口钨外壳之间添加钨粉，经压制得到电极坯体；所述铜合金的中轴线和所述敞口钨外壳的中轴线重合；