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2024
11-01 10:03
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稀土有色中间合金的制备工艺与技术
作者:
龙钇
稀土有色中间合金的制备工艺与技术主要包括混熔法、电解法(包括熔盐电解法)和铝热还原法。以下是对这三种制备方法的详细介绍：
稀土有色中间合金的制备工艺与技术主要包括混熔法、电解法(包括熔盐电解法)和铝热还原法。以下是对这三种制备方法的详细介绍：
一、混熔法
混熔法，亦称对掺法，是将稀土或混合稀土金属按比例加到高温铝液中，直接制得中间合金。其工艺流程一般如下：
使用电阻炉加热铝液，使用石墨坩埚盛放合金液。
将稀土用铝箔纸包好，按照成分设计比例加入到高温的铝液中。
一般会用惰性气体对铝液进行保护，降低稀土的烧损。
在保温一定时间后，对合金液进行处理使其成分分布均匀。
将合金液倒入模具中，冷却后得到稀土铝中间合金。
混熔法的优点是设备简单、便于操作、熔解速度快、合金元素加入方便、合金成分含量稳定。然而，它也存在一些缺点，如稀土金属在铝液中容易局部过浓，易发生包晶反应，产生夹杂物，导致稀土烧损大，增加了成本。
二、电解法(包括熔盐电解法)
电解法主要有两种方法：
在较低温度下液态铝阴极上电解氯化稀土制取一系列稀土铝合金。
在电解铝时，向工业铝电解槽中加入稀土氧化物或稀土盐类，使得加入的稀土氧化物或稀土盐类与氧化铝一起电解，即稀土与铝共电沉积以制取稀土铝合金。
在我国，熔盐电解法发展比较快，已经可以直接把稀土化合物加入工业铝电解槽里，用共析法电解氯化物熔体生产出稀土铝合金。
三、铝热还原法
由于金属铝具有很强的还原能力，铝又可以与稀土形成多种金属间化合物，因此可以采用铝作还原剂来制备稀土铝合金。铝热还原法的主要化学反应为：RE2O3+6Al→2REAl2+Al2O3。其中，稀土原料可用稀土氧化物或稀土富渣，还原剂可采用工业用纯铝或硅铝等，还原温度通常在1400℃～1600℃。
铝热还原法的工艺流程一般如下：
将按比例配好的稀土原料(如稀土碳酸盐)和助熔剂(如冰晶石)混合均匀后放进坩埚。
当坩埚内的助熔剂熔化后，搅动一段时间，使稀土原料充分分散。
往坩埚内加入纯铝，继续加热至还原温度。
在保温一段时间后，将合金液倒入模具中，冷却后得到稀土铝中间合金。
近年来，研究人员研究出一种新的铝热还原法，在较低温度(如780℃)下，在氟化钠、氯化钠体系中完成的铝热还原反应，避免了原来高温产生的问题。
铝热还原法的优点是稀土收得率高，但缺点是温度过高后助熔剂会发生分解反应释放出有毒气体，对环境影响大。因此，在实际应用中需要严格控制反应条件和尾气处理。
综上所述，稀土有色中间合金的制备工艺与技术具有多种方法，每种方法都有其独特的优点和缺点。在实际应用中，需要根据具体需求和条件选择合适的制备方法。
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稀土有色中间合金,稀土合金
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