CN108517457B - 一种含稀土合金的制备方法 - Google Patents

一种含稀土合金的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108517457B
CN108517457B CN201810463240.3A CN201810463240A CN108517457B CN 108517457 B CN108517457 B CN 108517457B CN 201810463240 A CN201810463240 A CN 201810463240A CN 108517457 B CN108517457 B CN 108517457B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cerium
lanthanum
iron
rare earth
fluoride
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810463240.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108517457A (zh
Inventor
陈东
唐复平
廖相巍
任子平
王俊山
赵成林
张维维
黄玉平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Angang Steel Co Ltd
Original Assignee
Angang Steel Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Angang Steel Co Ltd filed Critical Angang Steel Co Ltd
Priority to CN201810463240.3A priority Critical patent/CN108517457B/zh
Publication of CN108517457A publication Critical patent/CN108517457A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108517457B publication Critical patent/CN108517457B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/005Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/04Making ferrous alloys by melting

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

本发明公开一种稀土镧、铈合金及其制备方法,在密闭保护气氛下,以金属钙为还原剂,以纯铁或铁红为捕收剂,氟化镧或氟化铈为含镧(铈)原料。根据化学反应,将化学计量有余的金属钙和铁或铁红,加入到稀土氟化物中,保温处于熔融状态搅拌,使得金属钙与镧或铈的氟化物发生还原反应,生成金属镧或铈,熔融的铁液将金属镧或铈捕收,形成含钙铁镧或铈或合金。制备的铁镧或铈合金的品质达到最好,镧或铈的回收率达到95%以上,其它杂质含量小于1%。

Description

一种含稀土合金的制备方法
技术领域
本发明属于炼钢技术领域,特别涉及一种稀土镧、铈合金及其制备方法。
背景技术
金属镧是靶材和功能材料重要的原材料,还可作为金属还原剂,在现代材料研究中占据重要地位,而其纯度会影响最终材料性能,故对高纯金属镧制备工艺进行研究具有重要意义。目前,制备金属镧、铈常见的生产方法有熔盐电解工艺、金属热还原法。熔盐电解法生产时,金属镧和铈纯度低,C、Fe是其主要杂质,C通过石墨槽与石墨阳极引入,Fe则通过工具(阳极夹、搅拌棒等)引入,熔盐电解工艺自动化水平低,电解槽敞口工作、无覆盖,氟化稀土的挥发损失不可避免,空气中的灰份杂质进入体系,降低熔盐电解产品收率,氧含量高,使所得稀土金属对钢的作用变差。金属热还原法制备工艺中,主要有钙热直接还原法、氟化物钙热还原法和中间合金法等,例如公开号为CN85100812A的发明专利公开了一种钙热还原法还原稀土氧化物的方法。其特征在于,所述方法的原料为:Nd2O3、电解铁、钙金属、熔盐体系;其制备方法是先将钕金属块和铁投入反应器,加热到800℃,熔成钕铁合金。温度降到 720℃,加入熔盐体系,随后加入钕氧化物和钙金属,先以300转/分速度搅拌114分钟,然后改用60转/分的速度搅拌1小时,最后将坩埚从熔炉中取出并放在干燥箱台面上冷却。一所述熔盐体系为NaCl、CaCl2,混合比例为3:7。与现有技术相比,不需预先将稀土氧化物转化成氯化物或氟化物。但上述技术回收率不高,且氧含量高,产品不稳定易氧化,实际生产中发现钙直接还原稀土氧化物还原温度高,不利于生产,制约了工业生产的大规模应用。
发明内容
针对目前现有技术的缺陷,本发明所要解决的技术问题是本发明提供了一种低氧、操作简单、金属镧和铈产品稳定,形成镧铁/铈铁合金,避免纯镧/铈金属被进一步氧化,新颖经济的纯镧和纯铈金属生产新工艺。
本发明目的是通过下面的技术方案实现的:
一种稀土镧、铈合金,其特征在于组分按质量百分比为铁91%-96%,稀土镧或铈占 3%-8%,其余杂质占0.2%-1%。
一种稀土镧、铈合金的制备方法,其特征在于:
将稀土镧氟化物或铈氟化物放入真空感应熔炼炉内,在真空条件下加热至950℃~1350 ℃熔化,待稀土镧氟化物或铈氟化物处于熔融状态时,将过量的金属钙和Fe2O3或纯铁屑加入,在密闭保护气氛下继续升温至1350~1600℃,待铁熔化后,搅拌,保持20至120分钟充分还原;待热还原反应完成后,浇铸冷却去除反应渣,获得铁镧/铁铈合金,冷却方式是采用60~100℃的水冷却;密闭保护气氛为真空感应熔炼炉中充满真空惰性气体保护;Fe2O3或纯铁屑的用量按纯铁和所需纯镧/铈质量比为100%∶4%-6%;所需还原剂金属钙的用量根据还原反应化学计量计算,加入理论量的1.05-1.3倍,金属钙纯度大于99%。
与现有技术相比,本发明所达到的有益效果如下:
本发明反应原理在于在密闭保护气氛下,以金属钙为还原剂,以纯铁或铁红为捕收剂,氟化镧或氟化铈为含镧(铈)原料。根据化学反应,将化学计量有余的金属钙和铁或铁红,加入到稀土氟化物中,保温处于熔融状态搅拌,使得金属钙与镧或铈的氟化物发生还原反应,生成金属镧或铈,熔融的铁液将金属镧或铈捕收,形成含钙铁镧或铈或合金。制备的铁镧或铈合金的品质达到最好,镧或铈的回收率达到95%以上,其它杂质含量小于1%。
具体实施方式
下面结合具体实施例进行说明:
实施例1
将0.132g的氟化镧加入石墨坩埚中,放入真空感应炉中,抽真空通氩气保护,升温至 1050℃,待氟化镧融化后加入金属钙0.373g,纯铁2g,氧化铁0.228g,继续升温待氧化铁融化后,搅拌,保温还原熔炼25min,扒渣,取出坩埚,用60~100℃的冷水冷却后去除反应渣,得到铁镧合金1.83g,通过ICP-AES进行分析,含镧量5.02%,铁含量占94.26%,其它杂质Ca、F、O含量为0.72%。利用得到铁镧合金的质量和其中镧的含量,可以计算出实验后镧的质量。利用实验加入氟化镧的质量,根据质量守恒可以得到实验前加入纯镧的质量,从而计算得到镧的回收率98.23%。
实施例2
将10.8g的氟化铈加入石墨坩埚中,放入真空感应炉中,抽真空通氩气保护,升温至1050 ℃,待氟化铈融化后加入金属钙3.62g,纯铁153g,继续升温,待铁熔化后,搅拌,保温还原熔炼30min,扒渣,取出坩埚,用60~100℃的水冷却后去除反应渣,得到铁铈合金141.3g,通过ICP-AES进行分析,含铈量为5.34%,铁含量占94.28%,其它杂质Ca、F、O含量占 0.38%。利用得到铁铈合金的质量和其中镧铈的含量,可以计算出实验后铈的质量。利用实验加入氟化铈的质量,根据质量守恒可以得到实验前加入纯铈的质量,从而计算得到铈的回收率98.16%。
实施例3
将24.6g的氟化铈加入石墨坩埚中,放入真空感应炉中,抽真空通氩气保护,升温至1050 ℃,待氟化铈融化后加入金属钙17.8g,纯铁297.16g,继续升温待铁熔化化后,搅拌,保温还原熔炼35min,扒渣,取出坩埚,用60~100℃的水冷却后去除反应渣,得到铁铈合金 281.2g,通过ICP-AES进行分析,含铈量为6.13%,铁含量为93.55%,其它杂质Ca、F、 O含量占0.32%。利用得到铁铈合金的质量和其中镧铈的含量,可以计算出实验后铈的质量。利用实验加入氟化铈的质量,根据质量守恒可以得到实验前加入纯铈的质量,从而计算得到铈的回收率98.66%。
实施例4
将52.5g的氟化镧加入石墨坩埚中,放入真空感应炉中,抽真空通氩气保护,升温至1050 ℃,待氟化镧融化后加入金属钙52.38g,纯铁600g,氧化铁46.28g,继续升温至氧化铁融化后,搅拌,保温还原熔炼40min,扒渣,取出坩埚,用60~100℃的水冷却后去除反应渣,得到铁镧合632.3g,通过ICP-AES进行分析,含镧量为5.81%,铁含量为93.48%,其它杂质Ca、F、O含量占0.71%。利用得到铁镧合金的质量和其中镧的含量,可以计算出实验后镧的质量。利用实验加入氟化镧的质量,根据质量守恒可以得到实验前加入纯镧的质量,从而计算得到镧的回收率98.70%。

Claims (1)

1.一种含稀土合金的制备方法,其特征在于: 所述含稀土合金组分按质量百分比为铁91%-96%,稀土镧或铈占3%-8%,其余杂质占0.5%-1.5%;制备方法为:将稀土镧氟化物或铈氟化物放入真空感应熔炼炉内,在真空条件下加热至950℃~1350℃熔化,待稀土镧氟化物或铈氟化物处于熔融状态时,将过量的金属钙、Fe2O3或纯铁屑加入,在密闭保护气氛下继续升温至1350~1600℃,待铁熔化后,搅拌,保持20至120分钟充分还原;待热还原反应完成后,浇铸冷却去除反应渣,获得铁镧/铁铈合金,冷却方式是采用60~100℃的水冷却;密闭保护气氛为真空感应熔炼炉中充满真空惰性气体保护;Fe2O3或纯铁屑的用量按纯铁和所需纯镧/铈质量比为100%∶4%-6%;所需还原剂金属钙的用量根据还原反应化学计量计算,加入理论量的1.05-1.3倍,金属钙纯度大于99%。
CN201810463240.3A 2018-05-15 2018-05-15 一种含稀土合金的制备方法 Active CN108517457B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810463240.3A CN108517457B (zh) 2018-05-15 2018-05-15 一种含稀土合金的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810463240.3A CN108517457B (zh) 2018-05-15 2018-05-15 一种含稀土合金的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108517457A CN108517457A (zh) 2018-09-11
CN108517457B true CN108517457B (zh) 2021-01-08

Family

ID=63427029

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810463240.3A Active CN108517457B (zh) 2018-05-15 2018-05-15 一种含稀土合金的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108517457B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4612047A (en) * 1985-10-28 1986-09-16 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Preparations of rare earth-iron alloys by thermite reduction
CN87102206A (zh) * 1986-03-18 1987-10-14 通用汽车公司 稀土氯化物的金属热还原
CN1042024A (zh) * 1988-10-11 1990-05-09 通用汽车公司 还原-扩散工艺产生的稀土金属的脱钙法
CN1743105A (zh) * 2004-08-30 2006-03-08 段莉萍 还原扩散法直接制备镝铁合金粉
CN106636880A (zh) * 2016-12-13 2017-05-10 中国科学院金属研究所 一种超低氧稀土合金和用途
CN106756446A (zh) * 2016-12-16 2017-05-31 包头稀土研究院 低氧稀土钢用稀土铁中间合金的制备方法
CN106757170A (zh) * 2016-12-16 2017-05-31 包头稀土研究院 镧铁合金及其制备方法
CN106834889A (zh) * 2016-12-16 2017-06-13 包头稀土研究院 铈铁合金及其制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4612047A (en) * 1985-10-28 1986-09-16 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Preparations of rare earth-iron alloys by thermite reduction
CN87102206A (zh) * 1986-03-18 1987-10-14 通用汽车公司 稀土氯化物的金属热还原
CN1042024A (zh) * 1988-10-11 1990-05-09 通用汽车公司 还原-扩散工艺产生的稀土金属的脱钙法
CN1743105A (zh) * 2004-08-30 2006-03-08 段莉萍 还原扩散法直接制备镝铁合金粉
CN106636880A (zh) * 2016-12-13 2017-05-10 中国科学院金属研究所 一种超低氧稀土合金和用途
CN106756446A (zh) * 2016-12-16 2017-05-31 包头稀土研究院 低氧稀土钢用稀土铁中间合金的制备方法
CN106757170A (zh) * 2016-12-16 2017-05-31 包头稀土研究院 镧铁合金及其制备方法
CN106834889A (zh) * 2016-12-16 2017-06-13 包头稀土研究院 铈铁合金及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108517457A (zh) 2018-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8329133B2 (en) Method and apparatus for refining metallurgical grade silicon to produce solar grade silicon
CN101353167A (zh) 一种超纯冶金硅的制备方法
CN106435235A (zh) 一种耐热电工圆铝杆的制备方法
CN1605641A (zh) 铝热还原制备铝钪合金的方法
CN116479202A (zh) 一种低铝低氧的工业纯铁及制备方法与应用
CN105603257B (zh) 高品质钛铁的生产方法
JP2002029727A5 (zh)
CN114032399A (zh) 电渣重熔用超低控氧渣系
CN108517457B (zh) 一种含稀土合金的制备方法
CN110172614B (zh) 一种制备钐钴合金的方法
CN105441697A (zh) 稀土金属的制备装置及制备方法
CN107354270A (zh) 一种用于rh精炼炉的钢水脱碳方法
CN111364066B (zh) 一种稀土镁合金的短流程制备方法
CN110699592A (zh) 一种高碳铬铁合金的制备工艺
CN107324341B (zh) 一种利用铝和氧气去除工业硅中杂质硼的方法
JP2926280B2 (ja) 稀土類−鉄合金の製造方法
CN114107709A (zh) 一种铽铁合金的制备方法
CN103436718B (zh) 一种高纯金属镧的制取方法
US4602951A (en) Production of iron-boron-silicon composition for an amorphous alloy without using ferroboron
JPH0790410A (ja) 低酸素希土類金属の製造方法
CN115198105B (zh) 一种废杂铜生产高纯低氧铜杆工艺中去除碲的方法
CN115125399A (zh) 一种废杂铜生产高纯低氧铜杆工艺中去除铍的方法
CN116004996A (zh) 超低氧含量的电子束冶炼高纯钛的方法
CN116411186A (zh) 一种添加稀土元素纯化铀熔体的熔炼方法
RU2164960C1 (ru) Способ получения модификатора

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant