專利名稱：一種稀土熔鹽電解陶瓷陽極及其制備方法
一種稀土熔鹽電解用陶瓷陽極及其制備方法，涉及一種在稀土熔鹽電解過程中使用的陽極材料及其陽極的制備方法。
稀土金屬的制備主要有兩種方法，即熔鹽電解法和金屬熱還原法。熔鹽電解法具有工藝簡單、使用設(shè)備少、生產(chǎn)周期短的特點(diǎn)，在我國稀有金屬生產(chǎn)廠得到了普遍的應(yīng)用。目前，在熔鹽電解過程中廣泛采用石墨為電極材料。由于石墨具有優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、耐高溫、耐酸堿侵蝕性能，而被廣泛作為電極材料用于稀土金屬的冶煉中。但由于石墨在高溫電解條件下容易被氧化和腐蝕，使制得的金屬中有較高的碳含量，高達(dá)500ppm。稀土中碳含量偏高，導(dǎo)致金屬的品質(zhì)下降，進(jìn)而影響了金屬的使用性能，最終從產(chǎn)品的價(jià)格方面導(dǎo)至了企業(yè)生產(chǎn)效益的下降。目前，采用金屬熱還原法來制備稀土金屬，可以避免稀土金屬生產(chǎn)過程中碳熔入金屬。由于金屬熱還原法采用金屬鈣為還原劑，很容易造成金屬中含氧量偏高。同時(shí)由于這一方法還需要高精度的設(shè)備，操作條件苛刻，使這一方法的使用，特別是在我國的使用受到了限制。采用熔鹽電解法生產(chǎn)稀土，解決稀土金屬中含碳高的問題，人們作了許多嘗試。如在碳電極表面涂層，及在冶煉過程中吹氧降碳等方法，但效果均不理想，其主要原因是碳的熔解過程難以控制。
本發(fā)明的目的就是為了克服上述已有技術(shù)中存在的不足、提供一種新型稀土熔鹽電解陶瓷陽極，能有效地消除在稀土熔鹽電解過程中，由于碳陽極中碳的溶解而使金屬中含碳量過高的現(xiàn)象。從而實(shí)現(xiàn)采用熔鹽電解法，生產(chǎn)含碳低的高質(zhì)量稀土金屬的目的。
一種稀土熔鹽電解陶瓷陽極，其特征在于陶瓷陽極的材料成份為(重量％)氧化釹60％～84％，氧化鈰1％～20％，氧化銅15％～20％。
一種稀土熔鹽電解陶瓷陽極的制備方法，其特征在于a.首先制備成份均勻的按陶瓷陽極成份比例配制的氧化釹、氧化鈰、氧化銅混合粉，b.然后進(jìn)行等靜壓成型制成陽極坯料，c.最后進(jìn)行燒結(jié)；工藝條件為等靜壓成型壓力為0.5～2×108帕，燒結(jié)溫度為800～1000℃，燒結(jié)時(shí)間為10～20小時(shí)。
按本發(fā)明的方法制備出的稀土熔鹽電解陶瓷陽極，性能優(yōu)良，其高溫電導(dǎo)率＞1×102(Ω·cm)-1，熔點(diǎn)＞1300℃，材料的致密度＞95％，材料的腐蝕率為(1～2)×10-2g/cm2·h，達(dá)到了稀土熔鹽電解生產(chǎn)稀土金屬用陽極的要求，且不會(huì)給稀土金屬產(chǎn)品帶來碳雜質(zhì)，是稀土熔鹽電解用陽極的理想替代品。
下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明的一種稀土熔鹽電解陶瓷陽極及其制備方法，作進(jìn)一步的說明。
一種稀土熔鹽電解陶瓷陽極，其陶瓷陽極的材料成份為(重量％)氧化釹60％～84％，氧化鈰1％～20％，氧化銅15％～20％。熔鹽電解陶瓷陽極的制備方法是首先制備成份均勻的按陶瓷陽極成份比例配制的氧化釹、氧化鈰、氧化銅混合粉，在0.5～28帕的壓力下，進(jìn)行等靜壓成型制成陽極坯料，再在溫度為800～1000℃下，燒結(jié)10～20小時(shí)，就可制得符合要求的陽極材料。
實(shí)施例1采用共沉淀法制備組成為65％Nd2O3、17％CeO2及18％CuO的混合粉末，粉末經(jīng)1×108帕壓力下等靜壓成型，成型后再在900℃下燒結(jié)10小時(shí)，即制得本發(fā)明的陶瓷陽極。該陽極的分析結(jié)果表明，電極的材料組成為含Nd2O365.4％、CeO216.7％、CuO17.9％，材料的熔點(diǎn)為1320℃，實(shí)測密度為6.48g/cm3。
實(shí)施例2采用共沉淀法制備組成為74％Nd2O3、6％CeO2及20％CuO的混合粉末，粉末經(jīng)2×108帕壓力下等靜壓成型，成型后再在1000℃下燒結(jié)20小時(shí)，即制得本發(fā)明的陶瓷陽極，該陽極的分析結(jié)果表明，電極的材料組成為含Nd2O374.5％、CeO25.8％、CuO19.7％，材料的熔點(diǎn)為1321℃，實(shí)測密度為6.53g/cm3。
實(shí)施例3采用共沉淀法制備組成為7865％Nd2O3、4％CeO2及17％CuO的混合粉末，粉末經(jīng)1×108帕壓力下等靜壓成型，成型后再在1000℃下燒結(jié)15小時(shí)，即制得本發(fā)明的陶瓷陽極。該陽極的分析結(jié)果表明，電極的材料組成為含Nd2O379.5％、CeO23.7％、CuO16.8％，材料的熔點(diǎn)為1323℃，實(shí)測密度為6.50g/cm3。
權(quán)利要求
1.一種稀土熔鹽電解陶瓷陽極，其特征在于陶瓷陽極的材料成份為(重量％)氧化釹60％～84％，氧化鈰1％～20％，氧化銅15％～20％。
2.一種稀土熔鹽電解陶瓷陽極的制備方法，其特征在于a.首先制備成份均勻的按陶瓷陽極成份比例配制的氧化釹、氧化鈰、氧化銅混合粉；b.然后進(jìn)行等靜壓成型制成陽極坯料；c.最后進(jìn)行燒結(jié)；工藝條件為等靜壓成型壓力為0.5～2×108帕，燒結(jié)溫度為800～1000℃，燒結(jié)時(shí)間為10～20小時(shí)。
全文摘要
一種稀土熔鹽電解用陶瓷陽極及其制備方法,涉及一種稀土熔鹽電解中用陽極材料。其特征在于其成分為:氧化釹60%～84%,氧化鈰1%～20%,氧化銅15%～20%。制備時(shí)首先制成混合均勻的氧化釹、氧化鈰、氧化銅混合粉,然后進(jìn)行等靜壓成型制成坯料,最后進(jìn)行燒結(jié)。本發(fā)明的陶瓷陽極,性能優(yōu)良,其高溫電導(dǎo)率高,且不會(huì)給產(chǎn)品帶來碳雜質(zhì),是稀土熔鹽電解用陽極的理想替代品。
文檔編號(hào)C25C3/00GK1188162SQ9712191
公開日1998年7月22日 申請日期1997年11月19日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月19日
發(fā)明者奚正平, 杜繼紅, 唐暉, 武宏讓 申請人:西北有色金屬研究院