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稀土百科 | 电解共析法制取稀土合金 中国稀金谷大数据
2022-08-15
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电解共析法是指两种或两种以上的金属离子在阴极上共同析出并合金化制取合金的方法。由于共析法较液体阴极法具有规模大、产量高、能连续生产、可制取高稀土含量的合金等优点，故近年来获得了较大发展。目前该法除能冶炼含Y 90%以上的Y-Al中间合金外，还可在原电解铝工艺不变的基础上，大规模生产稀土含量为0.1%~0.5%的应用合金。

除氯化物体系外，也可应用多元氟化物体由其氧化物电解制取钇-镁、富钇-镁合金。此外，近来应用共析法电解制取富钕-钴、富钕-铁等中间合金也取得了成功。

电解共析法制取稀土-铝合金。在冰晶石-氧化铝熔体中添加稀土化合物和氧化铝，则离解出Y3+和Al3+，要想使这两种离子在阴极上共析出，必须使它们的析出电位相等。在1000℃温度下，溶解于氟化物体系中的Y2O3和Al2O3，其理论分解电压(分别为2.459V和2.188V)相当接近，而且都较LiF和YFz的理论分解电压(分别为5.071V和4.735V)低许多。因此只要控制适当的条件，Y3+及Al3+便能在阴极同时放电析出金属，并熔合成为Y-AI合金。稀土氧化物的理论分解电压比氧化铝的大0.3V，通常在惰性电极上稀土和铝这两种离子是不能共同析出的，即使改变两者的浓度比例，也难以实现。

但在液态铝阴极上，由于电沉积的稀土与液态铝阴极的合金化，稀土的活度大大降低，并同时伴有热效应，发生去极化作用，导致稀土的析出电位向正方向偏移，使得RE3+和AI3+在阴极上共析出。因此，在铝电解的过程中可以得到稀土铝合金。铝中稀土的含量可以通过加入稀土氧化物的量控制，稀土含量可控制在0.1%~ 10%的范围内。

在铝电解槽中添加稀土化合物对熔盐物理化学性质有一定的影响。例如，在冰晶石熔体中添加RE2O3可使其初晶温度降低；增加Al2O3含量可使Na3AlF6-Al2O3-La2O3熔体电导率明显降低，而添加La2O3，对电导率影响很小，Al2O3对熔体电导率的影响为La2O3的7倍。

向铝电解槽中添加稀土化合物的同时，加入某些其他化合物，可以制取铝稀土三元或多元合金。例如，加入氧化硅、氧化锰或氧化钛，则可分别电解共析出Al-Si-RE、Al-Mn-RE或Al-Ti-RE合金。


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