中国稀土火法冶金技术发展评述行业资料冶金工业

〕工艺技术，解决了合金粉化问题，但这种富渣中稀土含量低，致使顿了10000安培电解槽运行，除生产过程产生的氯气及氯盐挥发对稀土金属及合金的需求还将进一步扩大，从而定会促进稀土金属及〕工艺技术，解决了合金粉化问题，但这种富渣中稀土含量低，致使顿了10000安培电解槽运行，除生产过程产生的氯气及氯盐挥发对稀土金属及合金的需求还将进一步扩大，从而定会促进稀土金属及完善和到达工业生产水平，而且也会不断开发出可一次去除不同性质.一、稀土火法冶金技术开展概要1.稀土火法冶金开展历程物和氟化物金属热复原和熔盐电解两大工艺技术开场工业生产混合稀土金属，当时主要是生产打火石〔发火合金〕。稀土金属和合金冶炼工艺技术的进步、生产规模的扩大无不同市场新的需求和时代的科技进步相联系。第二次世界大战后至20世纪60年代末美国等先进兴旺国家大力开展核技术，俘获截面小的金属钇和俘获截面大的金属钐、铕，开展了稀土氟化物钙热复原法和氧化钐、合金钢管线钢上应用有了突破，使稀土在钢铁中应用的消耗量占到总消耗量的50%以上，从而推动了稀土氯化物熔盐电解法生产混合稀土金属产业化技术的开展，相继有德国Goldschmidt公司开发了5万安培的大型电解槽和我国XX跃龙化工厂10000安培电解工艺设备投入生产，世界和我国混合稀土金属的产量在20世纪70年代末分别到达8400吨和1200包钢高炉渣为原材料以硅铁合金为复原剂在电炉中冶炼稀土硅铁合金的工艺技术得到很大工艺、设备到达产业化规模，单炉量由100克级到公斤级，到2000年已到达100公斤级，钐的回收率也由试验室的90%，提高到95%，金属钐的纯度由99%提高到99.95%。比的极大优势，市场需求异常强劲，年产量在最初的数年间成倍增长，市场动力推动了我国铁合金，采用两段复原，使冶炼稀土回收率到达90%，冶炼电耗降化；三是针对沸点低、熔点很高的稀土金属如Dy铁合金，采用两段复原，使冶炼稀土回收率到达90%，冶炼电耗降化；三是针对沸点低、熔点很高的稀土金属如Dy、..word.益和利于环保。二、稀土金属熔盐电解工艺技术开展概况和评述采用稀土氧化物工艺技术，早期在20世纪60年代进展了试验研究，对.了3000安培，到2000年末到达6000安培，2002年万安级电解槽已投入工业生产，且稀土技术经济指标和金属质量都大幅度提高，同时NdFeB永磁材料需要金属镝的市场扩大，使金属热复原法制备金属镝的工艺技术和设备也到达了产业化的规模，单炉产量到达百公斤级，直收率到达96%，金属镝纯度达99.5%。20世纪90年代初镍氢二次电池成果开场产业化，由于其比容量高于镍镉二次电池且不会造成环境污染，很快翻开市场且增长迅速，Ni/MH电池的市场需求极大地推动了电池阴合金的要求。2002年电池级混合稀土金属产量已达4000多吨。在此时期大磁致伸缩材料公斤和250公斤。属及合金制备工艺技术和设备的进一步开展。二、稀土金属熔盐电解工艺技术开展概况和评述改进为钕钐分组后〔即不含变价元素Sm、Eu〕的轻稀土氯化物原料，电流效率约提高5个解工艺设备投入生产，世界和我国混合稀土金属的产量在20世纪7a解工艺设备投入生产，世界和我国混合稀土金属的产量在20世纪7a〔液〕=2Y〔液〕+3CaF2〔液〕〕，或者用中间合金法即氟化物体系氧化钕电解工艺、设备产业化的进程，电解槽规模由试验反响为：YF3〔固〕+Ca〔液〕+Mg〔液〕+CaCl2〔液.百分点以上，在此根底上，由于元素Nd价高，又进一步采用Pr-Nd别离后，少Nd的混合稀土氯化物为原料进展电解，使电流效率进一步提高到55%～60%。系电解过程相比较，电流效率高一倍，电耗低50%以上，同时阳极气体〔CO2、CO及微量的氟化合物〕污染较轻，因此有很好的工业前景。20世纪80年代至90年代，由于NdFeB永磁材料市场需求金属钕旺盛，促进了采用氟化物熔盐体系电解氧化钕生产金属钕的产业化进程。在近20年中我XX用3000安培电解槽生产金属钕，2001年的产量到达6000多吨。动化程度以及便于采取综合治理污染和电解渣的回收利用。2000年开场研发万安级大型电金属熔盐电解工艺技术进展概况见表1。自20世纪80年代以来，氯化物熔盐体系电解技术属〕和稀土回收率较低〔80%～85%〕也是该技术开展的障碍。氟化物熔盐体系电解稀土氧化物生产稀土金属的技术在解决了耐氟盐腐蚀的槽体材料后开展迅速，电解过程实现了自动如电流效率到达85%左右，稀土回收率90%以上，金属钕的质量满足了高性能NdFeB永磁表1稀土熔盐电解工艺技术进展概况RCl3脱水2300料RCl3脱水料RCl3无水1000料〔%〕XX跃龙化工厂3〔气〕+3Li〔气〕=Y3〔气〕+3Li〔气〕=Y〔固〕+3LiCl〔气〕〕得固态粉000.02和小于0.01,完全满足了大磁致伸缩材料的使用要早用硅热法生产RE-Si-Fe合金的国家，20世纪50年代末艺技术得到很大开展，建立了专业生产厂，在20世纪70年代末产.挥发盐的回收系XX跃龙化工厂统电效高，电耗低，稀土收率高20世纪耐火砖砌筑，长方形槽80～90体，底部液态金属阴极电效高，电耗低，XX稀土研究院、XXXX3000Nd2O3～80稀土收率高有色研究所等单位氟化物体系氧化物电解，上插多石墨阳极和2000年-XX稀土研究院、XXXX多钼阴极，耐火砖及碳素材料砌筑槽体，自动加料，虹吸出金属RCl3脱水料RCl3无水料RCl3脱水料三、金属热复原法制备稀土金属的技术开展概况和评述2Nd〔液〕+3CaCl2〔液〕〕获得金属钕。该项技术在20世纪70年代进展过实验室研究工+3LiCl〔气〕〕得固态粉末状金属钇，该项技术也只进展了实验室工作，并没有得到工业应可用其氧化物为原料用金属镧或混合轻稀土金属作复原剂，进展复原-蒸馏〔如在1450℃，种技术由于金属钐的市场需求，已工业化；三是针对沸点低、熔点很高的稀土金属如Dy、8%。为去除气体〔如O、N8%。为去除气体〔如O、N、H、Cl、F等〕、非金属〔如C、加到数百公斤，这一应用市场推动了高纯稀土金属镝、铽的工艺技术溶解度进展了大量的工作，证明稀土在氟化物熔盐体系中溶解损失和材料的开展及其产业化，表5列出的各种稀土金属提纯技术必将不断.参加熔点较低的合金组元如镁使其与高熔点的稀土金属形成熔点较低的合金，同时参加氯化钙助熔剂，以降低渣的熔点，这样复原温度可在约980℃～1000℃下进展，复原后得到的稀土金属镁合金再进展真空蒸馏除去镁而得到海绵态的稀土金属。整个反响为：家工程研究中心用此法生产用于NdFeB永磁材料的金属镝复原得到的镝镁中间合金单炉产量达100公斤，合金单炉装料量达1000公斤，金属镝的回收率达96%以上，金属镝的纯度Dy/TREM>99.5%，非稀土杂质分析见表2。表2中间合金法生产的金属镝中非稀土杂质分析〔%，质量分数〕MnPbCaWMgAlNiCuZnCrTaMoClOCN四、稀土氧化物的直接复原-蒸馏技术进展和评述且金属回收率提高到95%以上，该工艺技术进展见表3。表3稀土氧化物的直接复原-蒸馏技术进展材料的开展及其产业化，表5列出的各种稀土金属提纯技术必将不断金属产业化技术的开展，相继有德国Goldschmidt材料的开展及其产业化，表5列出的各种稀土金属提纯技术必将不断金属产业化技术的开展，相继有德国Goldschmidt公司开发了5万安培的大型电解槽和我国XX跃龙化工厂10000安培电解工艺设备投入生产，世界和我国混合稀土金属的产量在20世纪7.20世纪60代20世纪902001年Sm2O3、Eu2O3Yb2O3，La、CeSm2O3及其富集混合物稀土金属Sm2O3、La-Ce混合稀土金属95稀土研究院、XX跃龙化工厂有色金属研究研究总院稀土>95材料国家工程研究中心表3说明该工艺技术对于蒸气压较高的稀土金属如Sm、Eu、Yb、Tm是成功的，但对于制备金属镝、钬和铒，由于它的蒸气压值远低于上述金属蒸气压值，复原-蒸馏的反响平率也低，因此该技术对于制备金属Dy、Ho、Er没有获得工业上的应用。五、稀土金属合金冶炼工艺技术的进展和评述应用的产品，而是一种冶金和机械工业用的添加剂如RE-Si-Fe合金，它是用作钢铁的调质剂，另如RE-Mg、RE-Al中间合金，它是用作镁基和铝基合金的添加剂，它们一般是采用电镝铁磁致伸缩合金，它们都具有一定的功能性，属功能材料。本文重点是描述RE-Si-Fe合金的冶炼工艺技术的开展。金研究所采用硅热法，在有铁参加反响的情况下，复原包钢的高炉渣，制备RE-Si-Fe合金相电炉硅铁复原冶炼XX中贫铁矿高炉脱磷、铁的稀土富渣〔RE2O3>10%、Fe<2%、不含蒸气压高的和低的金属杂质。该提纯技术已产业化，目前单炉产量已革开放以来，稀土硅铁合金国内外两个市场需求旺盛，促进了合金冶质，再进展高真空蒸馏，在冷凝区合理设置的情况下，有效地去除了率到达70%蒸气压高的和低的金属杂质。该提纯技术已产业化，目前单炉产量已革开放以来，稀土硅铁合金国内外两个市场需求旺盛，促进了合金冶质，再进展高真空蒸馏，在冷凝区合理设置的情况下，有效地去除了率到达70%以上，设备利用率提高近一倍，但综合能耗仍较高。改.单耗高、产率低。在20世纪80年代进一步开展了三相电炉冶炼中品位稀土精矿〔含RE2O3>30%〕经脱铁、磷的高品位稀土富渣〔含RE2O3>30%，P<0.1%〕显著提高了技术开发了用XX微山和XX的氟碳铈矿精矿〔RE2O3约40%〕电炉直接硅铁复原冶炼稀土精品位稀土精矿〔RE2O3≥60%〕直接矿热炉碳热复原冶炼稀土硅铁合金工艺技术，进一步提高了冶炼的技术经济指标。综上所述合金冶炼的技术开展都与不断提高稀土原料的品位密切XX龙南县发现了钇组稀土离子吸附型稀土矿并生产出RE2O3>92%的混合稀土，其中Y2O3含量大于60%。有色金属研究总院用硅铁和碳化钙做为复原剂在电弧炉中复原制得钇组重稀土合金，稀土回收率大于80%，该合金用于厚大断面球铁件生产。表4生产稀土硅铁合金的原料及工艺技术进展2020世纪年代代物5t电炉硅铁复原XX、XX、微山稀土精REO12～>92>30>3035～>60CaO38～<3<20>220～<4TFe1>80>46-12<65>75>70和90(2段<0.2<4复原)>75稀土收率〔%〕P2O5稀土硅铁合金系列产品产量随着冶金机械工业的开展不断增加，到2000年已有生产能力超过10万吨，实际产量随市场而波动，约30000～40000吨。随着冶金行业对稀土合金质品回收率等问题而不断开展完善。蒸气压高的和低的金属杂质。该提纯技术已产业化，目前单炉产量已000.02和小于0.01,完全满足了大磁致伸缩材料的使用要蒸气压高的和低的金属杂质。该提纯技术已产业化，目前单炉产量已000.02和小于0.01,完全满足了大磁致伸缩材料的使用要氯化物原料改进为钕钐分组后〔即不含变价元素Sm、Eu〕的轻稀g时的温度都比金属镧、铈的熔点低2～3倍，因此可用复原-蒸馏.六、稀土金属提纯工艺技术进展和存在问题高新技术的开展要求使用较纯的稀土金属，以便提高材料性能，为此研究和使用了6更多杂质往往需要几种方法配合使用。解和金属热复原法制备的工业纯稀土金属一般为95%～98%。为去除气体〔如O、N、H、Cl、F等〕、非金属〔如C、Si等〕和金属杂质采用的提纯工艺方法及进展见表5。20世纪90年代以来，由于铽镝铁大磁致伸缩材料用途的开发，高纯铽的需求旺盛，促有效地去除了蒸气压高的和低的金属杂质。该提纯技术已产业化，目前单炉产量已达10公艺技术完全适用高纯镝、钐、镱和铥的生产。在本世纪20年内，随着高新技术和功能材料的开展及其产业化，表5列出的各种稀土金属提纯技术必将不断完善和