專利名稱：一種氧化物熔鹽電解制備鏑鐵合金的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氧化物熔鹽電解制備鏑鐵合金的方法，屬于稀土冶金領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
被譽為磁王的第三代稀土永磁“釹鐵硼”磁體的制造中，需要大量使用稀土金屬 鐠、釹、鏑、鋱等。為了降低生產(chǎn)成本，用生產(chǎn)成本低、熔點低的鐠釹合金、鏑鐵合金代替稀土 金屬鐠、釹、鏑，成為大多數(shù)“釹鐵硼”企業(yè)的主要做法。鐠釹合金、鏑鐵合金也已成為稀土 金屬生產(chǎn)企業(yè)的主導產(chǎn)品。目前鏑鐵合金的生產(chǎn)方法，主要采用熔鹽電解法和熔煉對滲法共同完成，其中鏑 金屬采用氧化物熔鹽電解法制取，即用氧化鏑在氟化鏑熔鹽中電解制得。鐵采用熔煉對滲 法制取，即用電工純鐵制作電解陰極，當陰極上得到電解的金屬鏑時，純鐵和金屬鏑就熔滲 成鏑鐵合金。鐵陰極電流密度為7A-9A/cm2。鐵陰極本身不參與電解反應(yīng)，只是不斷消耗自 身。中國專利CN1827860公開了一種熔鹽電解法生產(chǎn)鏑鐵合金工藝及設(shè)備，提出在高 溫下條件下，氧化鏑熔解于氟化物熔體中，熔解的氧化鏑隨即發(fā)生電離，在直流電場的作用 下，Dy3+在鐵陰極表面析出，還原成Dy，Dy與!^e合金化形成Dy_Fe，此法與上述鏑鐵合金生 產(chǎn)方法是一致的，這種工藝與熱還原法和中間合金法生產(chǎn)出的金屬鏑再用熔煉對滲法生產(chǎn) 出鏑鐵合金的方法相比較，具有投資少、生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)工藝簡單、工藝流程短，可連續(xù)規(guī) 模化生產(chǎn)的諸多優(yōu)點。但同時也存在以下缺陷合金中鏑、鐵配分波動大，難控制，配分誤差 高達3%_5%，影響了產(chǎn)品的一致性。鏑的電解過程中造渣嚴重，影響生產(chǎn)成本的進一步下降。 并且無法在10000A等大型電解爐中生產(chǎn)，產(chǎn)品一致性極差。而且由于鐵陰極屬自耗式、生 產(chǎn)中陰極更換頻繁，造成員工勞動強度加大。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述不足，本發(fā)明提供一種氧化物熔鹽電解制備鏑鐵合金的方法。該方法的 氧化鏑(Dy203)、氧化鐵(Fe2O3)經(jīng)電解共同在鎢陰極上析出，合金化而生產(chǎn)出鏑鐵合金。改 變了傳統(tǒng)鏑鐵合金生產(chǎn)中，鐵通過消耗鐵陰極與鏑對滲產(chǎn)生鏑鐵合金的方法。而且鏑、鐵配 分可控，造渣微量，并可在10000A等大型電解槽中生產(chǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明在氟化物熔鹽電解質(zhì)體系中，加入Dy2O3和!^e2O3的 混合氧化物，電解制取鏑鐵合金。其中氟化物熔鹽電解質(zhì)體系采用DyF3、！^F3、LiF、MgF2四 元系，其組成的重量百分比為DyF3 =FeF3 =LiF :MgF2=60_80 :5-15 :15-25 :1. 5-2. 5。在氟化 鏑(DyF3)四元素熔鹽電解質(zhì)體系中加入1. 5%-2. 5%低比例的氟化鎂(MgF2),可增加熔鹽與 鏑鐵合金液兩相間的界面張力。使合金液與熔鹽容易分層，降低產(chǎn)品雜質(zhì)含量。同時可使 電解槽底部結(jié)渣明顯減少，使熔鹽粘度下降流動性好，同時提高熔鹽導電性。Mg2+的理論電極電位較Dy2+的電極電位要正，但在四元系熔鹽體系中，氟化鏑濃度 遠高于氟化鎂的濃度，在濃差極化作用下使Dy2+的電極電位向正方向移動，因此在電解過程中Dy2+的實際電位遠正于Mg2+。所以在四元系熔鹽體系中，當Mg2+小于4%時，鎂不會在 陰極上析出。本發(fā)明采用氧化鏑(Dy2O3)和氧化鐵(Fe52O3)的混合物為電解原料，進行電解生產(chǎn)。 其混合物的重量百分比為=Dy2O3 Fe203=60-80 :40_20?；旌显现醒趸C(Dy2O3)和氧 化鐵(Fe2O3)的混合物比例可根據(jù)合金中鏑、鐵配分要求隨意調(diào)控，但氧化鏑含量不能低于 60%。本發(fā)明采用高陰極電流密度20A-30A/cm2。理論和實踐表明在該熔鹽體系中，雖 然1 3+電極電位比Dy3+正，但利用高陰極電流密度時，陰極極化得以加強，造成陰極區(qū)1 3+ 相對稀貧，而Dy3+濃度相對提高，在濃差極化條件下，可保證狗3+、Dy3+共同放電析出。本發(fā)明采用的電解爐為柱面平行電極垂直布置電解爐，即上掛1根或多根鎢棒為 陰極，在石墨坩堝中插入多個圓弧形或板形石墨為陽極，底部用鉬坩堝收集金屬，電解電流 可達4000A-30000A的電解爐進行合金電解。本發(fā)明的方法的有益效果是，與現(xiàn)行的鏑鐵合金生產(chǎn)工藝相比較有以下3個特 點1、在合金電解生產(chǎn)中，由于鐵元素是氧化鐵電解而來，所以生產(chǎn)的鏑鐵合金中鏑與鐵配 分可控性強，誤差<1%。在一定范圍內(nèi)可根據(jù)釹鐵硼生產(chǎn)企業(yè)的需求任意調(diào)節(jié)鏑、鐵配分， 極大方便釹鐵硼生產(chǎn)配料；2、采用高密度陰極電流，合金電解生產(chǎn)過程中，造渣量大幅減 少，提高收率，降低生產(chǎn)成本；3、不使用自耗式鐵陰極，可降低操作員工的勞動強度，還可用 10000A-30000A的大型電解爐生產(chǎn)，使合金一致性大幅提高。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做做進一步詳細描述。實施例1 電解質(zhì)比例為 DyF3:FeF3: LiF:MgF2=75 6 17 :2，原料比例為 Dy2O3 = Fe2O3 =77 :23。使用4000A電解爐，電解電流強度為4400A，陰極電流密度為23A/ cm 2，電解時間 50分鐘，混合氧化物加入量為^g，電解溫度1060°C，制得鏑鐵合金4. 91kg。合金成份分析 結(jié)果如下
權(quán)利要求
1.一種氧化物熔鹽電解制備鏑鐵合金的方法，其特征在于在氟化物熔鹽電解質(zhì)體系 中，加入Dy2O3和!^e2O3的混合氧化物，電解制取鏑鐵合金。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化物熔鹽電解制備鏑鐵合金的方法，其特征在于氟 化物熔鹽電解質(zhì)體系采用DyF3、！^F3、LiF、MgF2四元系，其組成的重量百分比為DyF3 =FeF3 LiF :MgF2=60-80 :5-15 :15-25 :1. 5-2. 5 ；Dy2O3 和 Fii2O3 的重量百分比為 Dy2O3 :Fe203=60-80 40-20。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種氧化物熔鹽電解制備鏑鐵合金的方法，其特征在于 電解過程中陰極電流密度為20A-30A/cm2。
全文摘要
本發(fā)明公開一種氧化物熔鹽電解制備鏑鐵合金的方法，本發(fā)明在氟化物熔鹽電解質(zhì)體系中，加入Dy2O3和Fe2O3的混合氧化物，電解制取鏑鐵合金。本發(fā)明陰極鎢棒為，鐵元素由氧化鐵電解而來，所以生產(chǎn)的鏑鐵合金中鏑與鐵配分可控性強，誤差<1%。采用高密度陰極電流，合金電解生產(chǎn)過程中，造渣量大幅減少，提高收率，降低生產(chǎn)成本；不使用自耗式鐵陰極，免去了頻繁更換鐵陰極的勞動強度，還可用10000A-30000A的大型電解爐生產(chǎn)，使合金一致性大幅提高。
文檔編號C25C3/36GK102140656SQ20111005482
公開日2011年8月3日 申請日期2011年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月9日
發(fā)明者史文范, 李雅民, 賴心蘭, 黃平 申請人:贛州晨光稀土新材料股份有限公司