專利名稱:無水氯化稀土的制備及其電解的制作方法
本發(fā)明屬于制取無水氯化稀土及其電解制備稀土的方法。
熔鹽電解稀土氯化物制備稀土金屬時，原料中的水和水不溶物(脫水時水解產(chǎn)物)對電解的影響很大，為提供較好的電解原料，對無水氯化稀土制備工藝曾進(jìn)行了不少研究。
目前，國內(nèi)電解生產(chǎn)稀土金屬，以結(jié)晶氯化稀土(RECl3·6H2O)為主要原料，用減壓、加熱脫水法制取脫水氯化稀土，其工藝過程是將結(jié)晶氯化稀土盛于搪瓷盤，裝入用鋼板作成的脫水爐(內(nèi)徑1500毫米，長4500毫米)中，脫水爐上半部用石棉保溫，下半部用煤氣加熱，由真空泵抽氣減壓脫水。該工藝每爐投料量為1.4噸，表觀最高脫水溫度＜250℃，但爐內(nèi)溫度不均勻，生產(chǎn)周期較長(2.5～3天)，不能連續(xù)生產(chǎn)，產(chǎn)品中含有5%水，10～15%水不溶物，用它電解稀土金屬，電流效率低，電耗和原材料消耗大。
通常電解原料的加入方法，是將塊狀脫水氯化稀土倒入電解槽，這不僅使電解槽溫度急劇降低，破壞正常電解，而且在原料中的水不溶物沉積在陰極(產(chǎn)物)表面，防礙了金屬的聚集，造渣泥，致使電流效率和稀土收率降低。
本發(fā)明的目的是采用具有上、下二個放料口的氯化爐裝置，上放料口與電解槽以鋼管或鋼槽連接，提供水不溶物含量低于3%的熔融態(tài)無水氯化稀土，并直接送入電解槽電解，實(shí)現(xiàn)結(jié)晶氯化稀土脫水氯化-電解連續(xù)化，提高稀土電解電流效率。
本發(fā)明采用的裝置是氯化爐有一傾斜的上放料口位于距離爐底
350～550毫米處，此放料口與電解槽以鋼管或鋼槽相連接，下放料口與爐底平行，做為備用。
制備方法是，先將氯化爐加熱到300～500℃左右，倒入預(yù)先熔融的鹽(KCl或10～20%RECl3-KCl)，待溫度升至800～870℃時，將結(jié)晶氯化稀土(RECl3·6H2O)加入該熔鹽中，使之瞬間脫水，同時開通氯氣，使水解產(chǎn)物在熔鹽中有還原劑碳存在下轉(zhuǎn)變成RECl3，氯化溫度為840～870℃，加料、氯化完畢，由上放料口放出熔融氯化稀土，通過鋼管或鋼槽直接送入電解槽，脫水氯化產(chǎn)品中含75%RECl3(其中為KCl)水不溶物小于3%，碳低于0.05%。
在氯化過程中產(chǎn)生的尾氣中主要含有固體揮發(fā)物，氯化氫和氯氣。固體揮發(fā)物主要是RECl3，由吸塵器回收，氯化氫通過水洗塔回收作鹽酸，通過壓氯泵將余氣返回氯化爐。
該工藝克服了由于投料造成電解槽溫度急劇降低，對電解不利等缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了脫水氯化-電解連續(xù)化，不僅能制備水不溶物含量很低的無水氯化稀土，而且對原料進(jìn)行除雜(硫、磷)提純。與減壓加熱脫水料相比，其電流效率、金屬產(chǎn)量和稀土收率分別提高10～15%、30～35%和4～5%。
本發(fā)明提供的實(shí)施例如下實(shí)施例1將內(nèi)徑100毫米石英或石墨管置于管狀電爐中作氯化爐，用10毫米磁管通氯氣，氯化溫度800～870℃，投入結(jié)晶氯化稀土5～10公斤，KCl1～2公斤，加入適量碳，氯化2～3小時，得4～10公斤80%RECl3-KCl熔融料，該料在100A電解槽中平均電流效率達(dá)73%，比減壓加熱脫水料電流效率高15%。
實(shí)施例2用內(nèi)徑300，深700毫米的石墨坩堝作氯化爐，放入中心石墨電極加熱兼作通爐管，日產(chǎn)75%RECl3-KCl200公斤，產(chǎn)品通過鋼槽直接送入3000安電解槽電解，平均電流效率達(dá)63%，電耗17度/公斤·金屬，在相同條件下與減壓加熱脫水料相比，電流效率高15%，電耗低5度/公斤·金屬。
實(shí)施例3日產(chǎn)75%RECl3-KCl1200公斤，直接供給10000安電解槽，平均電流效率達(dá)48%，與相同條件下減壓加熱脫水料相比，電流效率提高10%，電耗低4度/公斤·金屬，稀土收率提高5%，產(chǎn)量提高35%。
氯化爐示意圖1、爐蓋 2、爐殼 3、爐襯 4、通氯管 5、導(dǎo)電排及水冷電極夾板 6、上放料口 7、石墨電極 8、下放料口
權(quán)利要求
1.一種制取無水氯化稀土的方法，其特征在于將結(jié)晶氯化稀土(RECl3·6H2O)以一定速度加入熔融氯化鉀或低濃度(10～20%)RECl3-KCl中，同時通氯氣，加碳氯化，然后將氯化稀土熔融料從上放料口放出，通過鋼管或鋼槽直接送入電解槽。
2.一種制備無水氯化稀土的裝置，其特征是氯化爐有一傾斜的上放料口，位于距離爐底350～550毫米處，下放料口與爐底平行。
3.如權(quán)利要求
2所述的制備無水氯化稀土的裝置，其特征是氯化爐上放料口與電解槽以鋼管或鋼槽相連接。
專利摘要
一種制取無水氯化稀土及其電解制備稀土金屬的方法。是將結(jié)晶氯化稀土加入高溫熔鹽中，使之瞬間脫水，其水解產(chǎn)物在熔鹽中加碳氯化得到水不溶物含量低于3％的無水氯化稀土，然后將熔體通過管道直接送入電解槽電解稀土金屬，實(shí)現(xiàn)了結(jié)晶氯化稀土脫水—電解連續(xù)化，提高了電流效率和稀土收率，降低了電耗和原材料消耗。
文檔編號C25C3/34GK87100845SQ87100845
公開日1988年8月24日 申請日期1987年2月11日
發(fā)明者樸東奎, 夏武庭, 馮力, 李文, 阮文德, 申家成, 丁淑嬌, 胡光榮, 杜富英, 喬麗萍, 唐定驤, 路連清, 魏惟成, 印巖, 汪文成, 費(fèi)美琴, 金貴鑄, 戴惠英, 袁茂林, 李潔, 胡松虞 申請人:中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan