LnCl_3-KCl-NaCl体系粘度的研究

目前关于熔盐体系粘度的研究报道甚少,这是由于熔体粘度的测量,技术上难度较大,尤其是当温度超过773K以后。稀土金属及其合金的生产,国内外多采用KCl-LnCl_3熔盐电解法。近年来,科学工作者系统地研究了LnCl_3-KCl-NaCl(Ln=La、Ce、Pr、Nd、Sm)熔盐体系。这一体系在生产中可以降低电解温度,减少材料腐蚀,降低电解质的挥发损失。因此研究该体系的物理化学性质,将有重要的意义。本工作是通过对熔体粘度的研究,为稀土熔盐化学和生产实践提供基础数据。     

Yb_2O_3在LiF-CaF_2熔盐中的溶解度研究

氟盐体系是熔盐电解稀土氧化物制备稀土金属及其合金的较好体系。为了明晰Yb_2O_3在氟盐体系(LiF-CaF_2)熔盐中的溶解规律。采用等温饱和法测定Yb_2O_3在LiF-CaF_2熔盐中的溶解度的变化规律,通过X射线衍射(XRD)物相初步分析Yb_2O_3在LiF-CaF_2熔盐中的溶解机制。结果表明:在1353 K时, Yb_2O_3在LiF-CaF_2熔盐中溶解达到平衡所需的时间约为2.5 h,在1293～1413 K实验温度范围内, Yb_2O_3的溶解度随温度升高呈线性增长;通过对LiF-CaF_2-Yb_2O_3体系溶解平衡后的水淬、空冷产物进行物相分析,结果表明:Yb_2O_3在LiF-CaF_2熔体中的溶解过程存在物理性的溶解,但氟化过程的溶解仍然是主要溶解形式。     

硅酸钠焙烧提取钙热还原稀土冶炼渣中稀土的研究

采用钙热还原法生产稀土金属时会产生大量的稀土冶炼渣,渣中稀土的存在形式包括稀土金属单质、稀土氧化物和稀土氟化物,其中的稀土金属和稀土氧化物易于被无机酸直接浸出,而氟化稀土则难被酸浸出,成为从钙热还原稀土冶炼渣中高效回收稀土的瓶颈。在工业生产氟化钠晶体方法的启发下,开发了九水硅酸钠焙烧-HCl浸出提取钙热还原稀土冶炼渣中稀土的方法,通过九水硅酸钠焙烧钙热还原稀土冶炼渣,将渣中稀土氟化物转型为易溶于酸的稀土氧化物,而氟元素则转型为Na F被水洗除去,实现了稀土和氟的高效分离。考察了焙烧温度、时间和HCl浓度等因素对稀土提取率的影响,结果表明:在焙烧温度为850℃,焙烧时间为2 h,九水硅酸钠与钙热还原渣质量比为1∶1,酸浸温度为60℃,酸浸时间为1. 5 h,HCl浓度为4 mol·L~(-1),液固比为11∶1的条件下,稀土提取率高达99. 06%。     

三价稀土碳酸盐的制备及热分解产物在冰晶石-氧化铝熔体中的溶解度

不同价态的稀土氧化物,在熔盐中的溶解度差异很大。用碳酸盐沉淀工艺可方便地使稀土碳酸盐中的稀土呈三价状态。在1000℃的冰晶石熔体中,Ce_2O_3的溶解度为13.6Wt％,约为CeO_2溶解度的10倍。由碳酸盐工艺制得的三价轻稀土氧化物因其结构疏松,活性大,溶解速度较快,在冰晶石熔体中的溶解度为14.9Wt％。同样条件下,经灼烧而得的其他轻稀土氧化物(RE_xO_y),在熔体中溶解很慢,且其中的CeO_2在渣中被富集。     

碳酸稀土在冰晶石—氧化铝系熔体中的溶解度

用过饱和平衡法测定了碳酸稀土在冰晶石-氧化铝系熔体中的溶解度。考查了熔体温度等因素对溶解度的影响,得出了溶解度与碳酸稀土的焙烧温度、焙烧时间、氧化铝含量及熔体分子比之间的回归方程,并就碳酸稀土的热分解产物在冰晶石-氧化铝系熔体中的溶解机理进行了探讨。     

2.7NaF·AlF_3(7wt%CaF_2)-Al_2O_3-Ymm_2O_3熔体物理化学性质的研究

本文系统地研究了2.7NaF·AlF_3(7wt％CaF_2)—Al_2O_3—Ymm_2O_3~*熔体的一系列物理化学性质。应用最优化设计原理,分别得到了表征该熔体初晶温度和粘度与Al_2O_3和Ymm_2O_3浓度关系的回归方程,以及该熔体表面张力、密度和电导率与Al_2O_3、Ymm_2O_3浓度和温度关系的回归方程。讨论了性质与组成之间的关系及用该熔体制备钇族稀土铝合金的适用性。     

四电极法测量Na_3AlF_6-Al_2O_3-RE_2O_3熔体的电导率

为了排除和减小电极与熔体接触面间的阻抗,电极与连接导线的电阻以及石英电导池腐蚀的影响,本文用交流四电极法测量了熔体Na_3Na_3AlF_6-Al_3O_3-RE_2O_3的电导率,其中RE指以Ce为主的混合稀土。 实验装置如图1所示,电极为φ0.8mm的Pt和Pt-Rh丝(其中二根Pt、二根Pt-Rh),中     

稀土处理球墨铸铁的热力学研究

利用固体电解质电池测定了氟硫化铈(CeSF)的生成自由焓,从而解决了氟化稀土的脱硫机理。依据此热力学数据及有关数据,建立了石墨形态控制图,详细地讨论了硫、氧对石墨形态的影响,并指出氧也是影响石墨形态的主要杂质。讨论了稀土金属、稀土氧化物及稀土氟化物做为变质剂的作用机理。指出稀土做为变质剂优于钙和镁。此外,稀土氧化物和稀土氟化物渣也是良好的变质剂。     

{[(μ_2—Cl)(C_5H_5)Sm(μ_2—Cl)]_2(μ_3—Cl](μ_4—O)Sm(μ_2—Cl)THF}_2~(2-)·[Li(DME)_2·Li(THF)_2DME]~(2+)·DME的晶体结构

1977年,Bradley等人报道了稀土离子间以双氧离子(O_2~(2-))为桥的稀土金属有机配合物的合成及其晶体结构,类似的稀土离子间夹有氧离子(O~(2-))的金属有机配合物也相继有些报道,但本文提出的含有六个Sm~(3+)夹有两个氧离子的簇状配合物则未见报道。     

RECl_3-KCl体系电解稀土金属电流效率问题的讨论

本文综述了稀土熔盐电解的工艺技术现状和问题,分析了造成RECl_3-KCl体系电解稀土金属时电流效率低的原因,其中包括电解工艺条件、原料中的杂质、变价稀土元素和稀土金属溶解等,并对提高稀土熔盐电解制取稀土金属电流效率的途径进行了讨论。     

Ce_2O_3-CaO-CaF_2三元渣系中Ce_2O_3的活度研究

实验测得1600℃时CeO_2-CaO-CaF_2及Ce_2O_3-CaO-CaF_2渣系的熔化范围,依据反应(Ce_2O_3)+3C_(石墨)=2[Ce]_(Sn)+3CO↑,测定了Ce_2O_3-CaO-CaF_2渣系Ce_2O_3的活度,绘制了Ce_2O_3与CeO_2的等活度图,并对高温低氧分压情况下CeO_2向Ce_2O_3的转变问题进行了热力学分析。实验表明,当CeO_2配料浓度不变时,渣中Ce_2O_3的活度随CaO含量的增加而增加;当CaO浓度不变时,Ce_2O_3的活度随CeO_2配料的增加而增加。     

稀土金属氧化物对Pd/δ,θ-Al2O3催化蒽醌氢化制H2O2性能的影响

 采用湿浸法制备了用于蒽醌氢化制过氧化氢的系列氢化催化剂. 考察了不同稀土金属(La, Ce,Pr,Nd和Sm)氧化物对Pd/δ,θ-Al2O3催化剂性能的影响. 采用XRD,H2-O2滴定和N2物理吸附等技术对催化剂进行了表征. 结果表明,适量稀土金属氧化物的加入能抑制高温处理时Al2O3晶粒的增长,增大催化剂比表面积,提高金属Pd的分散度,从而提高催化剂的氢化活性. 稀土金属氧化物对Pd/δ,θ-Al2O3催化性能的影响顺序为La＞Nd＞Pr＞Sm＞Ce.     

K2CO3/γ-Al2O3对SO2吸附性能的研究

烟气脱硫（FGD）作为燃烧后脱硫的最主要方式是目前世界上应用得最广和最有效的控制SO2排放的技术。使用可再生吸附剂不但可将硫回收成硫酸或硫磺等易出售产品,而且具有高脱硫效率和同时脱除氮氧化物的性能。现行工艺中较为广泛应用的能同时脱硫脱氮的可再生吸附剂体系主要有活性焦碳、Na2CO3/γ－Al2O3(NOXSO工艺）和CuO/γ-Al2O3等三种。本文以自发单层分散原理为指导,从基础研究的角度出发,系统地考察了K2CO3／γ-Al2O3体系的SO2吸附性能。     

稀土氧化物对甲烷蒸汽转化反应NiO／α—Al2O3催化剂的影响

用微型反应器和XRD等技术研究了稀土氧化物(RE_xO_y)对甲烷水蒸汽转化反应NiO/α-Al_2O_3催化剂性能的影响。结果表明,制备方法(如浸渍顺序)和稀土氧化物的种类均影响催化剂组份镍的分散度。稀土氧化物是通过抑制镍的晶粒长大、金属镍的氧化以及NiO-Al_2O_3间的相互作用,改善了催化剂的活性、稳定性和抗高温水蒸汽作用的能力。稀土氧化物对镍系催化剂的稳定效应与金属和添加剂间的相互作用有关。     

稀土氧化物Ce_2O_3在制备Al-Ti-C细化剂中的作用

研究了稀土氧化物Ce2O3在采用氟盐法制备铝合金用Al-Ti-C细化剂的作用,通过OM,XRD,SEM及EDAX等研究手段对细化剂的组织进行了研究。结果表明,稀土氧化物Ce2O3制备Al-Ti-C细化剂过程中,可以提高反应物氟钛酸钾与碳粉反应速度,在铝液中产生激烈的翻腾作用,从而在制备过程中对铝熔体产生强烈搅拌作用,这样可以不采用物理搅拌方法就能使合金中的组织分布均匀,此外通过环境扫描电镜(ESEM)观察发现,稀土氧化物Ce2O3反应后的稀土元素是一种强烈的表面活化元素,可以吸附在Al-Ti-C细化剂中的Al3Ti相上,形成新的稀土化合相[AlTiCe],并提高产生TiC粒子的反应速率,促进TiC粒子生成。     

稀土氧化渣净化铸造铁水的实验研究与热力学分析

用30 kg中频炉和自制的硅钼棒炉,对不同硫、磷含量的铸造铁水用稀土氧化渣进行了净化处理研究,对处理过程中的脱硫和脱磷行为进行了热力学分析。研究表明,与传统的钙系渣处理相比成本可降低50％以上,脱硫率可提高30～40％;且兼有提高铸件性能及脱磷、脱氧的作用。     

甲烷氧化偶联催化剂La2O3／SrCO3—BaCO3的催化活性与表征

在甲烷氧化偶联制Ｃ２烃的研究中，人们发现碱土金属与稀土金属组成的复合氧化物催化剂具有高的催化活性［１，２］．稀土化合物作为有希望的工业催化剂之一，已受到广泛的关注．一般认为，它们含有的氧空位对活化甲烷的有效氧物种有利．Ｄｅｂｅｙ等在１％Ｓｒ／Ｌａ２Ｏ...     

CeCl_3和SmCl_3在氯化物熔盐中的电化学行为

利用计时电位法研究了Ce~(3+)在LiC1-KC1共晶熔体和Sm~(3+)在等摩尔KCl-NaCl熔体中固体阴极上的电化学反应。在LiCl-KCl熔体中,Ce~(3+)的电化学反应为:Ce~(3+)+3e→Ce°;在KCl-NaCl熔体中,Sm~(3+)为Sm_(3+)+e→Sm~(2+)。在600℃下Ce~(3+)的扩散系数Dc_e~(3+)=2.08·10~(-5)cm~2/s;Sm~(3+)的扩散系数与温度的关系式为:lgDs_m~(3+)=-2.802-250/T。实验结果表明,Ce~(3+)可完全放电变为Ce°;而Sm~(3+)在比其它稀土离子更正的析出电位下还原为Sm~(2+),在氧化还原条件下Sm~(2+)的电化学反应为;Sm~(3+)+eSm~(2+)。     

CeCl3—CaCl2—MgCl2三元体系相图的研究

至今只见到某些稀土氯化物二元相图的报道,而含稀土的三元熔盐体系相图则研究甚少。据报道,CeCl_3-CaCl_2-MgCl_2体系中相关的三个二元体系均属简单低共熔型。曾重新考察并测定其低共熔点的组成与温度为:CeCl_3-MgCl_2,54.0wt.％CeCl_3(660℃);CeCl_3-CaCl_2,57.0     

NdF3-LiF-Nd2O3熔盐体系中下阴极电解金属钕研究

设计了下阴极结构的稀土金属电解槽,该电解槽底部以钨材料为容器兼阴极,上部悬挂多块石墨作阳极,在NdF3·LiF-Nd2O3体系中,探索研究了液态下阴极电解制备金属钕的工艺技术条件.研究表明,在槽温990～1020℃,阴极电流密度1～3 A·cm-2.槽电压5.6 V条件下,电解可平稳进行,电流效率达65.64%,稀土回收率达88%～92%;该工艺与目前主流上插阴极电解工艺相比,其电解温度和槽电压明显降低,降低了电耗.