↑金属镨↑↑↑(Pr)↑↑↑材料是轻稀土金属中的产品之一。因为它具有独特的理化性质,所以在稀土永磁,储氢材料,有色金属及合金,发火合金,钢和铁等领域中的应用不断发展,其前景十分看好!↑↑↑↑
↑↑20↑↑↑世纪↑↑↑50↑↑↑年代中期,我国开始对金属镨的研制。↑↑↑60↑↑↑年代该金属逐步走向工业化生产,并向市场提供了小量产品。↑↑↑70↑↑↑年代生产金属镨的主要工艺技术是用氯化镨熔盐电解法,并为国内一些冶炼厂所使用,且产量增长较快,可满足市场及用户的需求。↑↑↑80↑↑↑年代初期,由于用氧化镨熔盐电解法制备金属镨的研究成功,所以增加了该金属的生产方法,并且具有较为先进的工艺技术。目前,上述两法均可在工业生产中使用。↑↑↑90↑↑↑年代以来,随着金属镨的应用发展及市场的需求,其品种、产量及质量也是不断提高和发展。特别是在新材料如稀土永磁,储氢材料等领域更加有发展前景。↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑我国是世界上稀土资源最丰富的国家。据已查明的工业储量约↑↑↑4300↑↑↑万↑↑↑t(REO)↑↑↑,居世界首位。其中镨资源约↑↑↑300↑↑↑万↑↑↑t (↑↑↑以↑↑↑Pr↑6↑O↑11↑↑↑↑计↑↑↑)↑↑↑,比任何国家都多,这是我国的优势,也为今后我国持续发展金属镨生产提供了坚实的物质基础。↑↑↑
↑↑2↑↑↑金属镨的生产↑↑↑
↑↑2 1↑↑↑原辅材料↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑目前我国生产金属镨的主要原料有下列三种:一是氯化镨↑↑↑(PRCl↑3↑)↑↑↑,它可从处理包头稀土矿、四川稀土矿和南方离子型稀土矿以后,再进行稀土分离所得↑↑↑PRCl↑3↑↑↑↑溶液,然后浓缩结晶作为原料↑↑↑(↑↑↑或再脱去水份↑↑↑)↑↑↑。氯化镨结晶料↑↑↑(PRCl↑3↑↑↑↑·↑↑↑7H↑2↑O)↑↑↑含↑↑↑RE0↑↑↑≥↑↑↑45↑↑↑%,↑↑↑Pr↑6↑O↑11↑↑↑↑≥↑↑↑99↑↑↑%,稀土杂质↑↑↑(La↑↑↑,↑↑↑Ce↑↑↑,↑↑↑Nd↑↑↑和↑↑↑Sm↑↑↑的氧化物↑↑↑)↑↑↑为≤↑↑↑1↑↑↑.↑↑↑0↑↑↑%,非稀土杂质↑↑↑(Fe↑↑↑,↑↑↑Si↑↑↑和↑↑↑Ca↑↑↑的氧化物等↑↑↑)↑↑↑为↑↑↑0↑↑↑.↑↑↑17↑↑↑%,↑↑↑NH↑4↑,C1 1↑↑↑.↑↑↑5↑↑↑~↑↑↑4↑↑↑%。二是氧化镨↑↑↑(Pr↑6↑O↑11↑)↑↑↑,它是从上述分离所得↑↑↑PRCl↑3↑↑↑↑溶液进行草酸沉淀、过滤、烘干和煅烧后即获得↑↑↑(Pr↑6↑O↑11↑)↑↑↑作为原料。↑↑↑Pr↑6↑O↑11↑↑↑↑的纯度≥↑↑↑99↑↑↑%,稀土杂质为≤↑↑↑1. 0↑↑↑%↑↑↑(La↑↑↑,↑↑↑Ce↑↑↑,↑↑↑Nd↑↑↑和↑↑↑Sm↑↑↑的氧化物↑↑↑)↑↑↑,非稀土杂质↑↑↑(Fe↑↑↑,↑↑↑Si↑↑↑和↑↑↑Ca↑↑↑的氧化物↑↑↑)↑↑↑为↑↑↑0↑↑↑.↑↑↑07↑↑↑%,灼减量↑↑↑3↑↑↑%。三是含↑↑↑Pr↑↑↑的混合氯化稀土↑↑↑(PRCl↑3↑)↑↑↑脱水结晶料,含↑↑↑REO↑↑↑≥↑↑↑45↑↑↑%↑↑↑(↑↑↑主要含↑↑↑La↑↑↑,↑↑↑Ce↑↑↑和↑↑↑Pr↑↑↑等↑↑↑)↑↑↑,含↑↑↑Pr↑6↑O↑11↑ 7↑↑↑%或↑↑↑18↑↑↑%。非稀土杂质为↑↑↑Fe↑2↑O↑3↑↑↑↑,↑↑↑CaO↑↑↑,↑↑↑MgO↑↑↑,↑↑↑SO↑4↑↑2-↑↑↑↑和↑↑↑PO↑4↑↑3-↑↑↑↑等作为生产含↑↑↑Pr↑↑↑的混合稀土金属↑↑↑(RE)↑↑↑,即高镧或高铈的↑↑↑RE (↑↑↑主要由包头稀土矿和四川稀土矿处理后所得的↑↑↑RECl↑3↑↑↑↑·↑↑↑7H↑2↑O↑↑↑,再脱除水份↑↑↑)↑↑↑作为原料。上述的三种含↑↑↑Pr↑↑↑的原料国内供应充足,技术成熟。↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑用于熔盐电解的辅助材料包括下列三种:一是氯化钾↑↑↑(KCl)↑↑↑,属于工业级产品。它是用于氯化镨↑↑↑(PrCl↑3↑)↑↑↑熔盐电解生产金属镨过程中,与↑↑↑(PRCl↑3↑)↑↑↑构成二元电解质↑↑↑ (PRCl↑3↑↑↑↑~↑↑↑KCl)↑↑↑用。二是氟化镨↑↑↑(PrF↑3↑↑↑↑,它是用↑↑↑Pr↑6↑O↑11↑↑↑↑与↑↑↑HF(↑↑↑干气或湿酸↑↑↑)↑↑↑进行生产的。三是氟化锂↑↑↑(LiF)↑↑↑。在用氧化镨熔盐电解时,用↑↑↑PrF↑3↑↑↑↑,及↑↑↑LiF↑↑↑构成电解质。↑↑↑
↑↑2 2↑↑↑生产工艺及设备↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑目前生产金属镨的生产工艺有下列三种:一是氯化镨熔盐电解法,已可工业化生产↑↑↑Pr↑↑↑,工艺流程简单,作业方便,技术成熟和产品可行。二是氯化镨钙热还原法,设备复杂些,作业较繁,产量少,工业化未实现。三是氯化镨熔盐电解法,设备易解决,工艺简便,技术指标较高,产品可行,工艺较为先进。目前国内多采用熔盐电解法生产金属镨材料。↑↑↑
↑↑↑ ↑(1)↑↑↑氯化镨熔盐电解法生产金属镨↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑生产工艺:以↑↑↑PrCl↑3↑↑↑↑为原料,与工业纯的↑↑↑KCl↑↑↑按组成比例配成两元电解质↑↑↑(PrCl↑3↑~KCl)↑↑↑体系,然后放入圆形石墨电解槽内进行熔化后,通入直流电进行正常的熔盐电解,并要定时定量加放↑↑↑PrCl↑3↑↑↑↑料。电解过程中在阴极析出液体金属镨流入瓷坩埚内,并定时取出金属进行铸锭即为产品。在阳极逸出氯气,必须将其处理合格后才可排放,以保护环境。主要的工艺过程为:↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑原料一配料一装槽一熔化一电解一铸锭一洗涤一晾干一包装一入库↑↑↑(Pr↑↑↑产品↑↑↑)↑↑↑。↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑主要工艺条件:直流电流(↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑主要设备:圆形石墨电解槽↑↑↑(↑
↑↑↑ ↑↑↑↑金属镨的质量(↑↑↑%↑↑↑):↑↑↑Pr>↑↑↑≥↑↑↑99↑↑↑,稀土杂质≤↑↑↑1.0 (Pr↑↑↑,↑↑↑Nd↑↑↑,↑↑↑Sm↑↑↑,↑↑↑Y)↑↑↑,非稀土杂质↑↑↑0↑↑↑.↑↑↑6(Fe↑↑↑,↑↑↑Si↑↑↑,↑↑↑S↑↑↑和↑↑↑P)↑↑↑总↑↑↑RE↑↑↑量↑↑↑99↑↑↑。可满足市场及用户的要求。↑↑↑
↑↑↑ ↑(2)↑↑↑氧化镨熔盐电解法制造金属镨↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑生产工艺:用↑↑↑Pr↑6↑O↑11↑↑↑↑为原料,与↑↑↑PrF↑3↑↑↑↑及↑↑↑LiF↑↑↑配成↑↑↑Pr↑6↑O↑11↑↑↑↑—↑↑↑PrF↑3↑↑↑↑—↑↑↑LiF↑↑↑三元电解质体系,并放入石墨电解槽内,经加热熔化后通入直流电进行正常熔盐电解。电解中要定量连续的加入原料,确保电解正常进行。在钼阴极上析出金属镨熔体流入由钼制成的受器内,且定期取出金属镨进行铸锭即得产品。在石墨阳极上逸出含↑↑↑C0↑2↑↑↑↑为主↑↑↑(CO↑↑↑为少量↑↑↑)↑↑↑的气体,可不处理排入大气中,不污染环境。主要的工艺过程为:↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑原料一配料一装槽一熔化一电解一铸锭一洗涤一晾干一包装一入库↑↑↑(Pr↑↑↑产品↑↑↑)↑↑↑。↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑主要工艺条件:直流电流↑↑↑2000~↑
↑↑↑ ↑↑↑↑主要设备:↑↑↑2000~↑
↑↑↑ ↑↑↑↑金属镨的质量↑↑↑(%)↑↑↑:↑↑↑Pr↑↑↑≥↑↑↑99↑↑↑,总↑↑↑RE99↑↑↑。稀土杂质≤↑↑↑l .0↑↑↑%↑↑↑ (La↑↑↑,↑↑↑Ce↑↑↑,↑↑↑Nd ↑↑↑和↑↑↑Sm)↑↑↑。非稀土杂质↑↑↑0↑↑↑.↑↑↑51 (Fe↑↑↑,↑↑↑Mg↑↑↑,↑↑↑Si↑↑↑,↑↑↑Ca↑↑↑和↑↑↑F↑↑↑等↑↑↑)↑↑↑。产品可满足市场及用户的需求。↑↑↑
↑↑↑ ↑↑↑↑上述↑↑↑(1)↑↑↑与↑↑↑(2)↑↑↑方法比较,↑↑↑(2)↑↑↑法较为先进,如金属镨回收率高出↑↑↑6↑↑↑—↑↑↑8↑↑↑%;电流效率高出↑↑↑15↑↑↑—↑↑↑20↑↑↑%;电耗降低↑↑↑6↑↑↑—↑↑↑7 KWh↑↑↑/↑↑↑kg↑↑↑·↑↑↑pr↑↑↑,其结果是生产费用低,产品成本较低,经济效益较高。↑↑↑