熔盐电解法制备镁稀土合金的现状及展望

熔盐电解法是一种高效制备镁稀土合金的方法,工艺流程简便易于连续生产,而且制备的镁稀土合金成分均匀,不偏析。 不同稀土元素的熔盐体系也有所区别,重稀土元素一般采用氧化物电解法,而轻稀土元素则采用氯化物电解法。 针对以上不同的电解方法,本文从电解原料、电解槽结构、电极过程、电解工艺、尾气处理等多方面详细阐述了制备镁稀土合金的现状,并对电解法制备镁稀土合金的未来提出发展方向。     

镁电解槽中制备镁稀土合金的电解工艺及机制研究

在模拟镁电解槽中,采用电解法制备出稀土含量<10%的镁稀土合金;研究了熔盐中RECl3和CaCl2的含量、电解温度和阴极电流密度对合金中RE含量和电流效率的影响。并采用循环伏安实验和还原实验研究电解制备镁稀土合金的机制。研究结果表明,电解制备镁稀土合金最佳的工艺条件为:熔盐中RECl3和CaCl2的含量分别为3%和10%(质量分数),电解温度为948 K,阴极电流密度约为8 A.cm-2。其电解过程机制为:阴极上只电解出金属镁,而后金属镁把稀土元素还原出来,形成镁稀土合金。     

稀土在氯化物熔盐中液体铝阴极上的去极化作用

利用液体阴极从熔盐中电解制备稀土合金,由于液体阴极上的会极化作用,比在固体阴极上析出要容易的多,电流效率也高得多,成为很有意义的工艺方法。     

熔盐电解LiCl-KCl-AlCl3-La2O3共析出制备Al-Li-La合金

研究了LiCl-KCl-AlCl3-La2O3熔盐体系中共析出制备Al-Li-La合金的可行性。研究表明,在LiCl-KCl熔盐中,AlCl3将La2O3氯化为LaCl3,使电解制备Al-Li-La合金顺利进行。借助循环伏安法对熔盐体系的电化学行为进行分析发现,对质量比为45∶45∶5∶2的LiCl-KCl-AlCl3-La2O3熔盐,当阴极电流密度大于0.25 A/cm2,可以实现Al、Li和La的共析出。通过研究电解温度、阴极电流密度和电解时间对合金组成的影响,得到了较佳的电解参数:电解温度650℃,在LiCl-KCl混合熔盐中加入质量分数为5%的AlCl3和2%的La2O3,阴极电流密度12.5 A/cm2,电解时间1 h。X射线衍射对合金分析测试表明,合金主要由Al2La和βLi组成。     

熔盐电化学创新研究——武汉大学电化学研究中心熔盐电化学研究工作简介

简要介绍近3年武汉大学电化学研究中心在熔盐电化学方面的若干研究进展:1)熔盐电解固态化合物制备单质硅及其合金以及无机功能材料;2)适于高温熔盐的全密封长寿命Ag/AgCl参比电极和可负载微量粉末的金属腔(坑)工作电极新技术;3)“三相界线电化学”新概念以及描述三相界线在薄层固态化合物电解还原过程中扩展变化的薄层模型.     

熔盐体系及有关应用的新进展

介绍近年来熔盐体系的概况,着重室温熔盐的发展.熔盐在电化学制备合金和功能材料、能源、分析和分离、用作反应介质和催化剂、环境保护等方面应用前景良好.     

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。     

稀土在RECl_3-KCl-CaF_2熔体中溶解损失的研究

熔盐电解过程中,常常发现阴极区电解质的颜色变深、透明度降低、粘度增大等现象。这是阴极析出金属又重新在熔盐中溶解所致。金属在电解质中的溶解损失是电流效率降低的主要原因之一。稀土金属在熔盐中的溶解度较大,要提高稀土熔盐电解的电流效率,就     

第三届全国熔盐化学及电化学学术会议在临安召开

中国金属学会第三届全国熔盐化学学术会议于1985年5月29日至6月1日在浙江省临安县召开。参加会议的有来自全国40个单位的87名代表。在会上宣读和交流了69篇论文,其中有关稀土熔盐与电化学的论文18篇,占全部论文的四分之一,主要包括:熔盐电解制取稀土铝合金;铝电解槽中添加稀土生产含稀土的钼;稀土氯化物制备;稀土氯化物和氧     

中国稀土科技文献索引(1990)

金属学和火法冶金09,稀土元素在铁基,镍基溶液中的热力学性质,相平衡及其作用打L理的研究,杜挺,物理,1更洲〕,19(l),27098相图在电解制备NC一Fe合金中的应用,郑朝贵,物理,1990,19(2),93.099稀土合金相图与发展稀土磁性材料,吴昌衡,物理,1990,19(3),154.100 La在KCI一NaCI和LaCI厂KCI一NaCI熔体中的溶解行为,郭春泰等,金属学报,1990,26(4),B245101 prCI厂CaC12一MgC12三元体系相lKI的研究,郑朝贵等,金属学报,1990,26(l),B68,102 BaCuOZ一YCuoZ石硬二元单相I到,邵宝忠等,硅酸盐学报,1990,18(2),184.103熔盐电解制取锢一镍合金…     

Preparation of Mg-Li alloys by electrolysis in molten salt at low temperature

A new technology for preparation of low cost Mg-Li alloys was studied. The alloys were prepared by electrolysis in molten LiCl-KCl (weight ratio is 1:1) electrolyte with Mg rod severing as the consumed cathode. Main factors that affect current efficiency were investigated, and optimal electrolysis parameters were obtained. Mg-Li alloys with low lithium content (about 25%) were prepared by the unique method of a higher post-thermal treatment temperature after electrolysis at low temperature. The results showed that the electrolysis can be carried out at low temperature, which resulted in reducing preparation cost due to energy saving.The new technology for the preparation of Mg-Li alloy by electrolysis in molten salt was proved to be feasible.     

Possibility of electrochemical refining of uranium alloys with aluminum in chloride melts

Selectivity of liquid aluminum electrodes in separation of uranium from fission products was studied. The composition of a salt electrolyte and modes of electrolysis for electrorefining of uranium-aluminum alloys in molten chlorides were determined.     

稀土在中国高新材料研制开发中的应用

我国在稀土资源和稀土原料的生产方面都居世界领先地位，近年来稀土高新材料的研制与开发也取得重大进展。本文概述了我国在稀土高新材料开发与研究方面的成果，指出今后应把稀土应用基础研究、中重稀土的应用研究和稀土在能源领域的应用研究作为重点进一步开展工作。     

Enhanced electrochemical reduction of rare earth oxides in simulated oxide fuel via co-reduction of NiO in Li2O–LiCl salt

Rare earth oxides in spent oxide fuel from nuclear plants have poor reducibility in the electrochemical reduction process due to their high oxygen affinity and thermodynamic stability. Here, we demonstrate that the extent of their reduction can be enhanced via co-reduction of NiO in a Li₂O–LiCl electrolyte for the electrochemical reduction of a simulated oxide fuel (simfuel). First, the electrochemical behaviors of Nd₂O₃, NiO, and Nd₂O₃–NiO were studied by cyclic voltammetry and voltage control electrolysis. Then, the electrochemical reduction of the simfuel containing UO₂ and rare earth oxides (Nd₂O₃, La₂O₃, and CeO₂) was conducted in molten LiCl salt with 1 wt.% Li₂O via the co-reduction of NiO. The extent of reduction of the rare earth oxides was found to be significantly improved.     

YVO4∶Sm3+红色发光材料的熔盐法合成与光谱性能

采用熔盐法合成了YVO4∶Sm3+红色发光材料. 用X射线粉末衍射对其结构进行表征, 证实样品为具有锆石结构的YVO4相; 测定了样品的激发与发射光谱; 分析了不同的掺杂浓度和烧结温度对样品发光强度的影响. 研究结果表明, 采用熔盐法合成的样品均可以产生Sm3+的特征发射, 但是与其它方法相比, 熔盐法合成样品位于647 nm处Sm3+的4G5/2-6H9/2发射明显得到加强, 从而使得样品发出明亮的红光, 而不是其它合成方法获得的橙色光. 当掺杂浓度为1%(摩尔分数)且在500 ℃下烧结5 h后, 熔盐法得到的YVO4∶Sm3+荧光粉的发光强度最大.     

Enhanced electrodeposition and separation of metallic Cr from soluble K_2CrO_4 on a liquid Zn cathode

Carbon contamination and the formation of low-valence oxides limit the preparation of refractory metals by molten salt electrolysis.In this paper,a liquid Zn cathode is adopted for the electrochemical reduction of soluble K_2Cr O_4to metallic Cr in Ca Cl_2-KCl molten salt.It is found that Cr O_4~(2-)can be directly electrochemically reduced to Cr via a six-electron-transfer step and low-valence Cr oxides is hardly produced.The reduction rate is obviously increased from 16.7 mg_(Cr)h~(-1)cm~(-2)on the solid Mo cathode to58.7 mg_(Cr)h~(-1)cm~(-2)on liquid Zn cathode.The electrodeposited Cr is distributed in liquid Zn cathode.Carbon contamination is effectively avoided due to the negligible solubility of carbon in the liquid Zn cathode.Furthermore,Cr can be effectively separated and enriched to the bottom of liquid Zn under supergravity field,realizing the efficient acquisition of metallic Cr and recycling of liquid Zn.The method herein provides a promising route for the preparation of refractory metals with high-purity by molten salt electrolysis.     

铝电极在LiNO3-KNO3熔盐中的电化学行为

采用循环伏安和恒电位电解法考察了铝电极在LiNO3-KNO3熔盐中的电化学行为. 实验结果表明, 在该熔盐中, 锂离子在铝电极上的电还原过程伴随着新生态的锂原子向电极内部的随后扩散步骤; 锂原子进入铝电极后与铝发生合金化, 形成β-LiAl合金和γ-LiAl合金; 锂离子在铝电极上的还原过程受还原态锂在铝基体内的扩散步骤控制. 循环伏安实验发现, 铝电极在该熔盐中的氧化和还原峰电流都先随循环次数增加而增大, 最后基本上趋于稳定. 这表明铝电极在该熔盐体系中具有较好的电化学稳定性.     

在LiCl-KCl-ZnCl_2熔盐体系中电化学共还原提取钕

针对镧系元素钕,本文通过循环伏安、开路计时电位、方波伏安等方法研究了773 K时Nd(III)在钼电极上在LiCl-KCl-ZnCl2熔盐体系中的电化学行为及Zn-Nd合金的形成过程.结果表明:在LiCl-KCl-ZnCl2熔盐中,Nd(III)在预先沉积的Zn阴极上欠电位沉积形成三种Zn-Nd金属间化合物.基于电化学行为研究,采用恒电位电解提取Nd并用方波伏安曲线测量来检测Nd(III)离子浓度的变化,然后通过电解前后Nd(III)离子浓度变化评估了Nd的电解提取效率.实验结果表明:-1.84 V恒电位电解进行50 h后,Nd(III)离子浓度接近于零,提取效率为99.67%.在973 K时通过恒电流电解提取Nd并获得了Zn-Nd合金,通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)附带能量散射谱(EDS)对合金的相组成和微观形貌进行了分析.XRD分析表明在Zn-Nd合金中存在Nd2Zn17,LiZn和Zn相,EDS能谱分析表明Nd在合金中的原子分数高达14.99%.     

在LiCl-KCl-ZnCl2熔盐体系中电化学共还原提取钕

针对镧系元素钕,本文通过循环伏安、开路计时电位、方波伏安等方法研究了773 K时Nd（Ⅲ）在钼电极上在LiCl-KCl-ZnCl₂熔盐体系中的电化学行为及Zn-Nd合金的形成过程. 结果表明：在LiCl-KCl-ZnCl₂熔盐中,Nd（Ⅲ）在预先沉积的Zn 阴极上欠电位沉积形成三种Zn-Nd金属间化合物. 基于电化学行为研究,采用恒电位电解提取Nd并用方波伏安曲线测量来检测Nd（Ⅲ）离子浓度的变化,然后通过电解前后Nd（Ⅲ）离子浓度变化评估了Nd的电解提取效率. 实验结果表明：-1.84 V恒电位电解进行50 h后,Nd（Ⅲ）离子浓度接近于零,提取效率为99.67%. 在973 K时通过恒电流电解提取Nd并获得了Zn-Nd合金,通过X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）附带能量散射谱（EDS）对合金的相组成和微观形貌进行了分析. XRD分析表明在Zn-Nd合金中存在Nd₂Zn₁₇,LiZn 和Zn相,EDS能谱分析表明Nd在合金中的原子分数高达14.99%.