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稀土百科 | 熔盐电解法中电解质选择的原则 中国稀金谷大数据
2022-08-03
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熔盐导电性好，交换电流大，这对电解析出金属是有利条件。但由于温度高，对坩埚结构材料的要求高，熔盐挥发损失大，在阴极析出的金属易熔于电解质中，而且还易和结构材料作用，不仅经济指标下降，质量也受影响，所以在选择电解质时，必须突出熔盐的优点，抑制其缺点。经过长期的生产实践总结出，为了使稀土熔盐电解生产达到高产、优质、低消耗，与氯化稀土组成电解质的盐类，必须满足以下条件：

(1)稀土氯化物可按不同比例溶解在所选的电解质中，这样这些物质才能被电离，通电后才能被电解。

(2)选取比被电解物质分解电压高的盐做电解质，不然电解质先分解而被电解的物质不易分解，或同时分解，污染了金属。碱金属、碱上金属的氯化物及氟化物分解电压较高，可以选作电解质。

(3)选导电性好的盐作为电解质。电解质有良好的导电性，使其在熔破状态下有较小的电压降，以利于降低电能消耗，提高电流效率。

(4)选黏度小的盐作为电解质。电解质的黏度小，则流动性就好，有利于阳极氧气的排出及电解质组成的均匀性。

(5)电解质组元的蒸气压要低，且不与石墨阳极和阴极材料发生作用，并希望它们能形成堆积密度大，稳定性好的络合体。

(6)电解出的金属在电解质中溶解度较小，否则金属损失大，电流效率低。

(7)尽可能选取资源丰富，价格便宜的材料做电解质，以降低成本。稀土氯化物与氯化钾在熔融状态时会形成配合物，而稀土氯化物与氯化钠在熔融状态时，即使形成配合物，其稳定性也很差。因此，在工业实践中，稀土氯化物电解时，常采用氯化钾做熔剂，比采用氯化钠、氯化钙、氯化钡做熔剂要好。

原因之一是前者形成配合物的堆积密度大，电解所析出的金属溶解度小；原因之二是配合物的稳定度高，不易被空气中的水分和氧所分解。但是，由于氯化钠比氯化钾价格低，工业氯化钾中又常含有少量的氯化钠，因而也有使用氯化钠的。

三元体系如RECI3-KCI-NaCl 也很受人们的注意。值得指出的是，RECl3-BaCl-CaCl2-KCl四元体系的效果也很好，它的特点是RECI3可以在很低的浓度下进行电解，而不影响电流效率。因为Lt+的半径比K+小，从减少金属溶解损失，降低电能消耗，提高电流效率方面考虑，LiCl 比KCI或NaCl都好，但因LiCl价格较高，所以实际上使用甚少。


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