中國稀土熔鹽電解工藝技術進展展望任永紅我國稀土熔鹽電解技術進展歷程熔鹽電解法是制備稀土金屬及其合金的重要方法之一。1875年，首先由希爾德布及鐠釹合金。用化學爭論所開頭探究爭論稀土氯化物電解工藝技術，并成功制備了金屬鑭、金屬鈰1965800A3KA規模電解槽的工業化生產，該電解工藝主要產品是混合稀土金屬，主要應用于發火材料，同時也可以制備熔點較低的單一稀土金屬鑭、鈰、鐠等。當時氯化物熔鹽電解體系的電解槽為上插陰極構造，由鉬棒〔條〕作為陰極，電解槽內襯為石墨整體坩堝并兼作為1。1整體型氯化物體系電解槽鉬陰極；2.石墨坩堝；3.瓷碗接收器；4.液態金屬；5.陽極母線；6.電解質液面；7.鐵外殼10爐更換整體石墨坩堝。該工藝最大優勢是電解原料本錢低，將稀土氯化物結晶料直接入爐。缺點也很明顯，氯化物揮發物及尾氣氯氣無收集裝置，無組織排放嚴峻，操作環境惡劣。半連續操作使電解過程波動很大，電流、溫度的不穩定造成電流效率只有60%3～5kg，產品質量不穩定，工人勞動強度大。1024℃。承受氯化物電解工藝制備工藝要求操作溫度高于金屬熔點，該工藝用于制備金屬釹會導致電解質揮發加劇，因1/7此，用氯化物體系電解生產金屬釹在本錢上是不經濟的。等熔點較高的稀土金屬產品需求不斷擴大，激發了氟鹽體系氧化物電解技術的研發。3KA解工藝逐步取代氯化物電解工藝成為主流技術。3KA級氟鹽體系電解工藝的電解槽也是上插陰、陽極構造，由上部中心鎢棒作為/板，槽體內襯為圓形整體石墨62010-182。圖2 整體式氟鹽體系氧化物電解槽3.4.5.石墨陽極6.石墨坩堝與氯化物體系電解工藝相比，氟鹽體系電解工藝具有本質的優勢。首先，尾氣中CO以及少量CO23KA70-80%。在3KA規模的根底上進一步提高單爐的電解規模是提高產品的穩定性和均一性的有效途徑。由于受石墨電極材料尺寸的限制，整體型上插陰極構造電解槽擴容空間有限。為了擴大電解槽的爐膛尺寸，必需承受分體石墨砌筑方式。早在上世紀7010KA2/7解槽的工業試驗。19951996200010KA型電解槽應用于金屬釹制備的試驗獲得成功。20028贛州晨光、南方高科、西安西駿、丹東金龍等企業也開發了有自己特色的萬安培砌筑型稀土電解槽并投入運行。氟鹽體系砌筑型電解槽連續了整體槽型的上插陰、陽極構造，將上插陰極由原來3。圖3 砌筑型氟鹽體系氧化物電解槽2.剛玉磚；3.石墨陽極；4.石墨內襯；5.耐火磚；6.鎢陰極；7.鑄鋼板；8.電解質；9.搗打料；10.液態金屬產品；11.鋼板外殼砌筑型電解槽應用使得單槽規模擴大，生產運行更加穩定，工藝技術指標也有了8氯化物體系電解工藝由于其高耗能和高污染，在本世紀初逐步被氟鹽體系電解工〔2011》將“稀土氯化物電解制備金屬工藝工程”作為落后有色金屬工藝被淘汰。3/74/7現有稀土熔鹽電解工藝存在的問題目前工業生產現有稀土氟鹽體系電解槽的電極配置仍沿用了90的上插陰、陽極構造，該構造的熱量來源主要是兩極之間的反響區電解質發熱和高陰極電流密度造成陰極自身發熱。因此，槽體的溫度分布與電極配置全都，起于陰陽極之間反響區的熔鹽外表，止于槽體中心的陰極下端，沒有掩蓋到底部接收器，造成了爐膛溫度上高低低的分布狀態。由此帶來了一些無法回避的問題：爐口溫度高，槽體和陽極燒損嚴峻，電解質揮發量大；電流效率和產品質量的影響很大；人工勺舀出爐；尾氣粉塵的無組織排放嚴峻，無法滿足環保要求。續性差造成電流效率無法進一步提高。上述這些弊端產生的根源是電極配置構造不合理。冰晶石體系氧化鋁電解槽的槽型和工藝技術已經格外成熟。其底部炭塊與外部的陰極鋼棒相連接，使底部液態金屬成為陰極。這種構造我們稱之為液態陰極構造〔底部陰極構造/下陰極構造。液態陰極構造使電解槽的高溫區位于陽極下部的水平反響區內，這樣液態金屬產品總是處于既定的高溫狀態，而爐口熔鹽外表溫度相對較低。這種上低下高的溫度分布更有利于電解過程的挨次，這很早就成為業內人士的共識。稀土熔鹽電解工藝技術進展的展望稀土熔鹽電解技術的第三次革迫在眉睫。液態陰極電解工藝成為主流技術人們很早就已經生疏到上插陰、陽極構造稀土電解槽存在一些與生俱來的、無法10KA201115據。還有很多同仁針對稀土液態陰極電解工藝進展了大量的根底理論爭論工作。目前尚存在兩個技術瓶頸：高溫冶金砌筑材料及設計手段和思路。發揮數值模擬的優勢。化運行。氟鹽體系液態陰極稀土電解槽的技術優勢格外明顯：電流效率、料比、電耗等技術指標會大大改善；由于爐口溫度大幅度降低，槽體壽命將成倍延長；電解槽密閉運行，尾氣有效回收利用；舊石墨陽極與陽極對接使用，石墨陽極的利用率接近100%；產品批量可以依據用戶需求在100-500公斤范圍調整；稀土電解生產治理系統成為企業治理的主要手段稀土電解生產需要與時俱進，徹底擺脫作坊式治理模式，迫切需要一套生產治理系統。該系統可實現電解設備運行數據的存儲和實時監控，各生產環節共同維護生產過程的數據生成電子記錄本，可以隨時查看各車間、各爐子的運行數據和指標。各類信息化生產治理將提升整體的行業進展水平。生產治理系統的提升將給企業帶來實實在在的經濟效益。治理系統實施以后，人們可以隨時查看各車間、各爐子的運行數據和指標，避開人為的拖延和扯皮現象。運用科電解生產過程的自動化水平大幅度提高個設備的運行狀況和經濟指標。10KA5產品批量和質量均一性將為后續釹鐵硼合金的熔配工序供給產品質量穩定性保障。械手來關心完成。稀土氯化物電解工藝重應用于工業生產及氯化物揮發物對環境的破壞；另一方面是與氟鹽體系電解工藝相比較氯化物電解電流效率低，電耗高。但在其他有色輕金屬行業中，由于電解槽爐口封閉問題被很好地處理，氯化物體系電解工藝仍是生產鎂金屬、鋰金屬的主要方法。過程中，氯氣可以作為稀土電解的副產品為企業制造效益。造成氯化物體系電解生產稀土金屬工藝能耗高的緣由，一方面是高陰極電流密度使槽電壓增高；另一方面稀土金屬在氯化物電解質中的溶解度高，造成局部金屬產品在流入接收器的過程中被二次氧化。而液態陰極槽型構造的陰極電流密度小，陰極反響區的壓降格外低，使槽電壓大幅度降低；另外，稀土離子直接在底部的液態金屬外表被復原成單質金屬融入液態金屬中，產品二次氧化的幾率格外低，從而電流效率大大提高。估量氯化物體系液態陰極電解槽生產混合稀土金屬，電流效率可以從60%左75%10-12Kwh/kgRE8Kwh/kgRE濾、灼燒等轉型環節，集約化生產可以大幅降低稀土金屬產品的本錢。稀土元素應用不平衡問題起到樂觀作用。結語系砌