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        稀土有色中間合金的制備工藝與技術

        作者:

        龍釔


        稀土有色中間合金的制備工藝與技術主要包括混熔法、電解法(包括熔鹽電解法)和鋁熱還原法。以下是對這三種制備方法的詳細介紹:

          稀土有色中間合金的制備工藝與技術主要包括混熔法、電解法(包括熔鹽電解法)和鋁熱還原法。以下是對這三種制備方法的詳細介紹:

          一、混熔法

          混熔法,亦稱對摻法,是將稀土或混合稀土金屬按比例加到高溫鋁液中,直接制得中間合金。其工藝流程一般如下:

          使用電阻爐加熱鋁液,使用石墨坩堝盛放合金液。

          將稀土用鋁箔紙包好,按照成分設計比例加入到高溫的鋁液中。

          一般會用惰性氣體對鋁液進行保護,降低稀土的燒損。

          在保溫一定時間后,對合金液進行處理使其成分分布均勻。

          將合金液倒入模具中,冷卻后得到稀土鋁中間合金。

          混熔法的優點是設備簡單、便于操作、熔解速度快、合金元素加入方便、合金成分含量穩定。然而,它也存在一些缺點,如稀土金屬在鋁液中容易局部過濃,易發生包晶反應,產生夾雜物,導致稀土燒損大,增加了成本。

          二、電解法(包括熔鹽電解法)

          電解法主要有兩種方法:

          在較低溫度下液態鋁陰極上電解氯化稀土制取一系列稀土鋁合金。

          在電解鋁時,向工業鋁電解槽中加入稀土氧化物或稀土鹽類,使得加入的稀土氧化物或稀土鹽類與氧化鋁一起電解,即稀土與鋁共電沉積以制取稀土鋁合金。

          在我國,熔鹽電解法發展比較快,已經可以直接把稀土化合物加入工業鋁電解槽里,用共析法電解氯化物熔體生產出稀土鋁合金。

        稀土有色中間合金的制備工藝與技術

          三、鋁熱還原法

          由于金屬鋁具有很強的還原能力,鋁又可以與稀土形成多種金屬間化合物,因此可以采用鋁作還原劑來制備稀土鋁合金。鋁熱還原法的主要化學反應為:RE2O3+6Al→2REAl2+Al2O3。其中,稀土原料可用稀土氧化物或稀土富渣,還原劑可采用工業用純鋁或硅鋁等,還原溫度通常在1400℃~1600℃。

          鋁熱還原法的工藝流程一般如下:

          將按比例配好的稀土原料(如稀土碳酸鹽)和助熔劑(如冰晶石)混合均勻后放進坩堝。

          當坩堝內的助熔劑熔化后,攪動一段時間,使稀土原料充分分散。

          往坩堝內加入純鋁,繼續加熱至還原溫度。

          在保溫一段時間后,將合金液倒入模具中,冷卻后得到稀土鋁中間合金。

          近年來,研究人員研究出一種新的鋁熱還原法,在較低溫度(如780℃)下,在氟化鈉、氯化鈉體系中完成的鋁熱還原反應,避免了原來高溫產生的問題。

          鋁熱還原法的優點是稀土收得率高,但缺點是溫度過高后助熔劑會發生分解反應釋放出有毒氣體,對環境影響大。因此,在實際應用中需要嚴格控制反應條件和尾氣處理。

          綜上所述,稀土有色中間合金的制備工藝與技術具有多種方法,每種方法都有其獨特的優點和缺點。在實際應用中,需要根據具體需求和條件選擇合適的制備方法。

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