[发明专利]镧镨铈混合稀土金属及其生产工艺

说明书

本发明涉及稀土金属领域，特别是涉及一种镧镨铈混合稀土金属及其生产工艺。

稀土金属分为两大类，其一是混合稀土金属，其二是单一稀土金属。混合稀土金属的生产我国几乎全部采用稀土氯化物电解法，普通混合稀土金属一般以原矿稀土配分的氯化稀土作原料，采用熔盐电解法，电解质组成为KCI-RECI3，以石墨做阳极，钼棒或钨棒做阴极，对于1000A的电解槽采用石墨坩埚兼作阳极，瓷坩埚作金属接受器，电解温度一般为870～920℃，电流效率为40～50％，直收率为80～85％。而随着稀土金属应用领域的发展，氧化钕和氧化铈的消费市埸不断扩大，需求量急剧增长，它们的价格比普通的混合稀土高得多，已成为稀土氧化物的主导产品，而提钕、提铈后剩下的大量镧镨铈混合稀土成为钕、铈生产中的副产物，大量堆积的这种“下脚料”，已成为严重影响稀土产业平衡发展的制约因素。

本发明的目的在于提供一种利用钕、铈生产中的副产物，即提钕、提铈后的剩下的大量镧镨铈混合氯化稀土为原料，生产性能优良的镧镨铈混合稀土金属及其生产工艺。

本发明镧镨铈混合稀土金属中按重量％计，混合稀土金属的总量为99～99.5，杂质总量为0.5～1，其稀土配分为：

    镧                                  78～86％

    镨                                  4～12％

    铈                                  5～15％

    钕                                  0.01＜1％其中，杂质成分包括铁、硅、碳、硫和磷。

本发明镧镨铈混合稀土金属的生产工艺采用熔盐电解法，电解液是REC13-KCl混合熔盐，其中，原料REC13是提钕、提铈、分除Sm、Eu、Gd后的含水镧镨铈混合氯化稀土，水分含量小于28％，化学成分按重量％表示如下：

    REO                                       ≥46

    NH₄CI                                    3～5

    SO₄^2-                                    ＜0.03

    PO₄^3-                                    ＜0.01

    Fe₂O₃                                   ＜0.07REO中稀土配分是：

    La₂O₃/REO                            78～86

    CeO₂/REO                               5～15

    Pr₆O₁₁/REO                            9～12

    Nd₂O₃/REO                            ＜1

    Sm₂O₃/REO                            ＜0.03其生产过程是，因氯化稀土易吸潮，电解加料时易喷溅和造渣，宜将原料在湿度小于45％的环境下粉碎至粒度小于3mm，并于此湿度环境条件下保存，然后果用传统的熔盐电解方式进行电解，以石墨坩埚盛电解液兼作阳极，钨棒作阴极，电解液为RECI3∶KCI＝60～68∶32～40，即控制电解液中REO浓度为21～25％，调整电解过程中电解电压为10～18V，电流1000～1100A，电解温度900～940℃，并随时清理阴极，在直流电埸的作用下，RE³⁺在阴极得电子还原成稀土金属，汇集于阴极下端的瓷皿中，电解后取出瓷皿，将电解产品铸锭、包装得成品镧镨铈混合稀土金属，炉渣和氯气采用传统方式回收。电解一般采用多组单槽串联。本生产工艺的经济技术指标如表1所示。