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2024
11-01 10:03
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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。
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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