CN1188162A - 一种稀土熔盐电解陶瓷阳极及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种稀土熔盐电解用陶瓷阳极及其制备方法,涉及一种稀土熔盐电解中用阳极材料。其特征在于其成分为:氧化钕60%～84%,氧化铈1%～20%,氧化铜15%～20%。制备时首先制成混合均匀的氧化钕、氧化铈、氧化铜混合粉,然后进行等静压成型制成坯料,最后进行烧结。本发明的陶瓷阳极,性能优良,其高温电导率高,且不会给产品带来碳杂质,是稀土熔盐电解用阳极的理想替代品。
Description
一种稀土熔盐电解用陶瓷阳极及其制备方法，涉及一种在稀土熔盐电解过程中使用的阳极材料及其阳极的制备方法。
稀土金属的制备主要有两种方法，即熔盐电解法和金属热还原法。熔盐电解法具有工艺简单、使用设备少、生产周期短的特点，在我国稀有金属生产厂得到了普遍的应用。目前，在熔盐电解过程中广泛采用石墨为电极材料。由于石墨具有优良的导电、导热、耐高温、耐酸碱侵蚀性能，而被广泛作为电极材料用于稀土金属的冶炼中。但由于石墨在高温电解条件下容易被氧化和腐蚀，使制得的金属中有较高的碳含量，高达500ppm。稀土中碳含量偏高，导致金属的品质下降，进而影响了金属的使用性能，最终从产品的价格方面导至了企业生产效益的下降。目前，采用金属热还原法来制备稀土金属，可以避免稀土金属生产过程中碳熔入金属。由于金属热还原法采用金属钙为还原剂，很容易造成金属中含氧量偏高。同时由于这一方法还需要高精度的设备，操作条件苛刻，使这一方法的使用，特别是在我国的使用受到了限制。采用熔盐电解法生产稀土，解决稀土金属中含碳高的问题，人们作了许多尝试。如在碳电极表面涂层，及在冶炼过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过程难以控制。
本发明的目的就是为了克服上述已有技术中存在的不足、提供一种新型稀土熔盐电解陶瓷阳极，能有效地消除在稀土熔盐电解过程中，由于碳阳极中碳的溶解而使金属中含碳量过高的现象。从而实现采用熔盐电解法，生产含碳低的高质量稀土金属的目的。
一种稀土熔盐电解陶瓷阳极，其特征在于陶瓷阳极的材料成份为(重量％)：氧化钕60％～84％，氧化铈1％～20％，氧化铜15％～20％。
一种稀土熔盐电解陶瓷阳极的制备方法，其特征在于：a.首先制备成份均匀的按陶瓷阳极成份比例配制的氧化钕、氧化铈、氧化铜混合粉，b.然后进行等静压成型制成阳极坯料，c.最后进行烧结；工艺条件为：等静压成型压力为0.5～2×108帕，烧结温度为800～1000℃，烧结时间为10～20小时。
按本发明的方法制备出的稀土熔盐电解陶瓷阳极，性能优良，其高温电导率＞1×102(Ω·cm)-1，熔点＞1300℃，材料的致密度＞95％，材料的腐蚀率为(1～2)×10-2g/cm2·h，达到了稀土熔盐电解生产稀土金属用阳极的要求，且不会给稀土金属产品带来碳杂质，是稀土熔盐电解用阳极的理想替代品。
下面结合实例对本发明的一种稀土熔盐电解陶瓷阳极及其制备方法，作进一步的说明。
一种稀土熔盐电解陶瓷阳极，其陶瓷阳极的材料成份为(重量％)：氧化钕60％～84％，氧化铈1％～20％，氧化铜15％～20％。熔盐电解陶瓷阳极的制备方法是首先制备成份均匀的按陶瓷阳极成份比例配制的氧化钕、氧化铈、氧化铜混合粉，在0.5～28帕的压力下，进行等静压成型制成阳极坯料，再在温度为800～1000℃下，烧结10～20小时，就可制得符合要求的阳极材料。
实施例1
采用共沉淀法制备组成为65％Nd2O3、17％CeO2及18％CuO的混合粉末，粉末经1×108帕压力下等静压成型，成型后再在900℃下烧结10小时，即制得本发明的陶瓷阳极。该阳极的分析结果表明，电极的材料组成为含Nd2O365.4％、CeO216.7％、CuO17.9％，材料的熔点为1320℃，实测密度为6.48g/cm3。
实施例2
采用共沉淀法制备组成为74％Nd2O3、6％CeO2及20％CuO的混合粉末，粉末经2×108帕压力下等静压成型，成型后再在1000℃下烧结20小时，即制得本发明的陶瓷阳极，该阳极的分析结果表明，电极的材料组成为含Nd2O374.5％、CeO25.8％、CuO19.7％，材料的熔点为1321℃，实测密度为6.53g/cm3。
实施例3
采用共沉淀法制备组成为7865％Nd2O3、4％CeO2及17％CuO的混合粉末，粉末经1×108帕压力下等静压成型，成型后再在1000℃下烧结15小时，即制得本发明的陶瓷阳极。该阳极的分析结果表明，电极的材料组成为含Nd2O379.5％、CeO23.7％、CuO16.8％，材料的熔点为1323℃，实测密度为6.50g/cm3。
Claims (2)
1.一种稀土熔盐电解陶瓷阳极，其特征在于陶瓷阳极的材料成份为(重量％)：氧化钕60％～84％，氧化铈1％～20％，氧化铜15％～20％。
2.一种稀土熔盐电解陶瓷阳极的制备方法，其特征在于：
a.首先制备成份均匀的按陶瓷阳极成份比例配制的氧化钕、氧化铈、氧化铜混合粉；
b.然后进行等静压成型制成阳极坯料；
c.最后进行烧结；
工艺条件为：
等静压成型压力为0.5～2×108帕，
烧结温度为800～1000℃，
烧结时间为10～20小时。
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