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超高纯金属铈工业化生产工艺研究
加工时间:2014-05-29 信息来源:EMIS
关键词:高纯金属铈;负极材料;环保型电动汽车;混合动力汽车
摘 要:
内 容:

高纯金属铈作为镍氢电池中重要的负极材料,随着环保型电动汽车及混合动力汽车的深入研究和广泛应用,对金属铈的需求量越来越大,品质要求也越来越高,同时,国家大力推行节能减排和同行业间竞争越来越激烈,因此,研究品质稳定符合市场需求且生产成本低、收率高,适合工业化生产的金属铈电解工艺势在必行。

1工艺介绍

1.1工艺原理

本工艺采用CeF3-LiF熔盐体系加CeO2电解,CeO2在氟化物、熔盐中溶解、离解,稀土离子在阴极放电析出。

生产设备

高频开关电源:从图1可以看出阳极电流密度在0.8通过生产探讨发现:电解金属铈时极距控制在8由表1可知,LiF:CeF3=(15-20):(85-80)比较合适,生产中发现,当熔盐中LiF含量超过20%时电解的一次合格率开始下降,特别是当LiF含量超过25%时电解的一次合格率急剧下降,表现为炉温明显降低,电解炉吃料速度明显减慢;当熔盐中LiF含量低于15%时电解的一次合格率开也会下降,这时熔盐的温度明显升高,金属在熔盐中的二次作用加剧,导致产品C含量升高,一次合格率和收率均下降。

2.4电解温度的影响

电解温度与熔盐成分、极距、阳极电流密度、加料速度等因素有关,生产中测得不同温度下产品C含量小于200PPM的电解一次合格率如图3。

由图3可以看出,电解温度在由图4可以看出,石墨阳极的密度越高,金属铈产品中Fe。含量就越低,这主要是因为石墨阳极的密度越高,石墨阳极的抗氧化性能就越强,这样石墨阳极与阳极夹连接部分在石墨阳极的使用过程中的损耗速度就不会那么快,即石墨阳极对阳极夹的保护作用得到加强,阳极夹材料对产品的污染自然就减少了。

为了更有效的控制金属铈中的Fe含量还得选用高熔点的搅拌材料,同时,要加强周转老熔盐的吸铁,另外控制合适的电解质液面和电解温度也是很有必要的。通过以上综合措施,可控制金属铈中Fe含量小于300PPM的一次生产合格率达到97%以上。

2.6Si、Al杂质的控制

Si、Al杂质也是金属铈电解生产过程中极易污染的非稀土杂质。Si、Al杂质污染的来源主要是电解炉的筑炉材料。由于金属铈的电解生产温度在


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