JPH0713314B2 - 希土類金属および希土類合金の製造方法 - Google Patents
希土類金属および希土類合金の製造方法Info
- Publication number
- JPH0713314B2 JPH0713314B2 JP28056889A JP28056889A JPH0713314B2 JP H0713314 B2 JPH0713314 B2 JP H0713314B2 JP 28056889 A JP28056889 A JP 28056889A JP 28056889 A JP28056889 A JP 28056889A JP H0713314 B2 JPH0713314 B2 JP H0713314B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、永久磁石用原料等として有用な希土類金属お
よび希土類合金の製造方法、特には、溶融塩電解法にお
ける炭素量の少ない希土類金属および希土類合金の製造
方法に関するものである。
よび希土類合金の製造方法、特には、溶融塩電解法にお
ける炭素量の少ない希土類金属および希土類合金の製造
方法に関するものである。
（従来の技術） 溶融塩電解法による希土類金属および希土類合金の製造
方法は金属還元法に比べて、連続操業が可能であり、経
済的に有利な製造方法であるが、電解槽炉材や電極材か
らの不純物の混入が多くなる欠点があった。特に、通
常、陽極として使用される黒鉛から炭素が混入し、永久
磁石の特性に悪影響を及ぼしている。
方法は金属還元法に比べて、連続操業が可能であり、経
済的に有利な製造方法であるが、電解槽炉材や電極材か
らの不純物の混入が多くなる欠点があった。特に、通
常、陽極として使用される黒鉛から炭素が混入し、永久
磁石の特性に悪影響を及ぼしている。
（発明が解決しようとする課題） 本発明はかかる不利、欠点を解決し、炭素混入量が極め
て低く、品位の高い希土類金属および希土類合金を経済
的に製造する方法を提供するものである。
て低く、品位の高い希土類金属および希土類合金を経済
的に製造する方法を提供するものである。
（課題を解決するための手段） 本発明者等は、上記目的を達成するために陽極電極黒鉛
の消耗状況を観察し、陰極で析出する希土類金属または
希土類合金への混入経路を探索し、その防止対策を鋭意
検討した結果、本発明に到達したもので、その要旨とす
るところは、 陽極および陰極を上部より挿入する電解槽により溶融塩
電解法により希土類金属および希土類合金を製造する方
法において、陽極として最大粒子径が1.5mm以下の炭素
または黒鉛からなる電極を使用することを特徴とする希
土類金属および希土類合金の製造方法にある。
の消耗状況を観察し、陰極で析出する希土類金属または
希土類合金への混入経路を探索し、その防止対策を鋭意
検討した結果、本発明に到達したもので、その要旨とす
るところは、 陽極および陰極を上部より挿入する電解槽により溶融塩
電解法により希土類金属および希土類合金を製造する方
法において、陽極として最大粒子径が1.5mm以下の炭素
または黒鉛からなる電極を使用することを特徴とする希
土類金属および希土類合金の製造方法にある。
以下、本発明を詳細に説明する。
溶融塩電解法で製造した希土類金属および希土類合金中
の炭素分は、陽極黒鉛から剥離、脱落した黒鉛粒子によ
るものであり、この黒鉛粒子が大きい程、炭素の混入が
多くなることを見出した。即ち、剥離、脱落した黒鉛粒
子は、電解浴の表面付近に浮遊するが、この際、粒子が
小さい程短時間に酸化され、CO、CO2ガスとして電解槽
外に排出される。逆に粒子が大きい程長時間にわたり電
解浴表面付近に滞留する。一方、金属陰極の黒鉛陽極対
向面側で希土類金属が析出し、電解槽底部へ沈降する
が、一部は黒鉛と反応して炭化物を生成する。この炭化
物の析出量が増え比重が電解浴よりも重くなると下部へ
沈降し、下部に沈積している希土類金属に混入して炭素
量が増加する。ここで陽極の最大黒鉛粒子径と析出金属
中の炭素量の関係を実験的に求めたところ、第１表のよ
うな結果を得た。
の炭素分は、陽極黒鉛から剥離、脱落した黒鉛粒子によ
るものであり、この黒鉛粒子が大きい程、炭素の混入が
多くなることを見出した。即ち、剥離、脱落した黒鉛粒
子は、電解浴の表面付近に浮遊するが、この際、粒子が
小さい程短時間に酸化され、CO、CO2ガスとして電解槽
外に排出される。逆に粒子が大きい程長時間にわたり電
解浴表面付近に滞留する。一方、金属陰極の黒鉛陽極対
向面側で希土類金属が析出し、電解槽底部へ沈降する
が、一部は黒鉛と反応して炭化物を生成する。この炭化
物の析出量が増え比重が電解浴よりも重くなると下部へ
沈降し、下部に沈積している希土類金属に混入して炭素
量が増加する。ここで陽極の最大黒鉛粒子径と析出金属
中の炭素量の関係を実験的に求めたところ、第１表のよ
うな結果を得た。
即ち、最大粒子径が1.5mmを超えると炭素量は0.08重量
％より多くなり、磁石用としての使用に不適当なものと
なる。黒鉛陽極からの黒鉛粒子の剥離、脱落は、通常の
電解操業では避け得ないものであるが、本発明の陽極を
構成する黒鉛粒子の最大径を1.5mm以下とすることによ
り、炭素含有量の少ない希土類金属および希土類合金の
製造が可能となった。
％より多くなり、磁石用としての使用に不適当なものと
なる。黒鉛陽極からの黒鉛粒子の剥離、脱落は、通常の
電解操業では避け得ないものであるが、本発明の陽極を
構成する黒鉛粒子の最大径を1.5mm以下とすることによ
り、炭素含有量の少ない希土類金属および希土類合金の
製造が可能となった。
本発明で使用する電極は、陰極材質としては金属に限定
される。黒鉛電極では析出希土類金属と炭化物を生成し
易いためである。金属としては、融点の高いMo、Ta、Ｗ
等が好適に使用される。陽極は黒鉛電極を使用するのが
一般的であるが、消耗電極としてFe、Ni、Co、Cu等の金
属電極を使用することもある。
される。黒鉛電極では析出希土類金属と炭化物を生成し
易いためである。金属としては、融点の高いMo、Ta、Ｗ
等が好適に使用される。陽極は黒鉛電極を使用するのが
一般的であるが、消耗電極としてFe、Ni、Co、Cu等の金
属電極を使用することもある。
本発明が適用される希土類金属および希土類合金の範囲
は重希土であるＹを含むTb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,およびLu、
さらには軽希土であるLa,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,EuおよびGd、
或は、それらの２種以上の混合物であっても良い。ま
た、合金としては、Nd-Fe、Sm-Co、Dy-Fe、Er-Ni等が挙
げられる。
は重希土であるＹを含むTb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,およびLu、
さらには軽希土であるLa,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,EuおよびGd、
或は、それらの２種以上の混合物であっても良い。ま
た、合金としては、Nd-Fe、Sm-Co、Dy-Fe、Er-Ni等が挙
げられる。
本発明における溶融塩としては、希土類金属弗化物にLi
F、希土類酸化物を加えたものを使用する。例えば、金
属NdまたはNd-Fe合金の製造の場合、通常、NdF3-LiF系
にNd2O3を混合したLiF-NdF3-Nd2O3系を用いるが、これ
にBaF2、CaF2等を適宜加えても良い。なお、LiFはNdF3
浴の融点を低下させ、電気伝導度を向上させるのにも有
効である。従って、電解浴としては、希土類金属弗化物
に融点降下剤としてLiF等を使用するのが好ましく、電
解浴の系が酸化物を含まない弗化物および／または塩化
物の形での電解にも同様に使用出来る。製造される析出
金属は電解浴よりも比重が重いので電解浴の底部に集積
され、浴表面に滞留する黒鉛粒子と遮断されるので炭素
量の少ない希土類金属または希土類合金を得ることがで
きる。
F、希土類酸化物を加えたものを使用する。例えば、金
属NdまたはNd-Fe合金の製造の場合、通常、NdF3-LiF系
にNd2O3を混合したLiF-NdF3-Nd2O3系を用いるが、これ
にBaF2、CaF2等を適宜加えても良い。なお、LiFはNdF3
浴の融点を低下させ、電気伝導度を向上させるのにも有
効である。従って、電解浴としては、希土類金属弗化物
に融点降下剤としてLiF等を使用するのが好ましく、電
解浴の系が酸化物を含まない弗化物および／または塩化
物の形での電解にも同様に使用出来る。製造される析出
金属は電解浴よりも比重が重いので電解浴の底部に集積
され、浴表面に滞留する黒鉛粒子と遮断されるので炭素
量の少ない希土類金属または希土類合金を得ることがで
きる。
以上の他、電解に関する諸条件としては、電解浴の深
さ、電解浴温度、電極間距離、電極面積、電極形状、電
極配置、電解槽材質等が挙げられるが、種々の態様につ
いての本発明の実施に当たっては、適宜好適条件を選択
すればよい。
さ、電解浴温度、電極間距離、電極面積、電極形状、電
極配置、電解槽材質等が挙げられるが、種々の態様につ
いての本発明の実施に当たっては、適宜好適条件を選択
すればよい。
以下、本発明の具体的実施態様を実施例と比較例を挙げ
て説明するが、本発明はその要旨を逸脱しない限りこれ
らに限定されるものではない。なお、例中の部および％
は重量に拠る。
て説明するが、本発明はその要旨を逸脱しない限りこれ
らに限定されるものではない。なお、例中の部および％
は重量に拠る。
（実施例１） BN製容器内にNdF3（70％）‐LiF（20％）‐BaF2（10
％）を電解浴として、上部より電極を浴内に挿入し、Nd
2O3を添加しながら電解を行なった。陽極は最大黒鉛粒
子径1.0mmから構成された黒鉛50mmφを、陰極は20mmφ
のMoを使用し、電解槽上部の蓋として、電極の挿入孔、
およびNd2O3のフィード用穴を開けたAl2O3を使用した。
雰囲気は空気の流通が可能であり、半密閉の状態とし
た。電圧8.0V、電流300A、温度1050℃の条件で得られた
Ndメタル中の炭素量は0.04％であった。
％）を電解浴として、上部より電極を浴内に挿入し、Nd
2O3を添加しながら電解を行なった。陽極は最大黒鉛粒
子径1.0mmから構成された黒鉛50mmφを、陰極は20mmφ
のMoを使用し、電解槽上部の蓋として、電極の挿入孔、
およびNd2O3のフィード用穴を開けたAl2O3を使用した。
雰囲気は空気の流通が可能であり、半密閉の状態とし
た。電圧8.0V、電流300A、温度1050℃の条件で得られた
Ndメタル中の炭素量は0.04％であった。
（比較例１） 最大粒子径2.0mmの黒鉛を陽極として使用した以外は実
施例１と同様の方法でNdメタルを製造した。炭素量は0.
15％に増加した。
施例１と同様の方法でNdメタルを製造した。炭素量は0.
15％に増加した。
（実施例２） 実施例１と同様の電解槽により、電解浴としてDy2F3（7
5％）‐LiF（25％）を、陽極として最大粒子径1.2mmの
黒鉛、陰極としてFeを使用してDy2O3を添加しながら8.5
V、200A、920℃の条件で電解を行なった。得られたDy-F
e合金中の炭素量は0.05％であった。
5％）‐LiF（25％）を、陽極として最大粒子径1.2mmの
黒鉛、陰極としてFeを使用してDy2O3を添加しながら8.5
V、200A、920℃の条件で電解を行なった。得られたDy-F
e合金中の炭素量は0.05％であった。
（比較例２） 最大粒子径2.0mmの黒鉛を使用した以外は、実施例２と
同一の方法でDy-Fe合金を製造した。炭素量は0.15％に
増加した。
同一の方法でDy-Fe合金を製造した。炭素量は0.15％に
増加した。
（発明の効果） 本発明によれば、溶融塩電解法において陽極として最大
粒子径が1.5mm以下の炭素または黒鉛からなる電極を使
用することで永久磁石の特性を悪化させる炭素を0.08重
量％以下に減らした低炭素希土類金属および低炭素希土
類合金を経済的に有利に製造でき、産業上極めて有益で
ある。
粒子径が1.5mm以下の炭素または黒鉛からなる電極を使
用することで永久磁石の特性を悪化させる炭素を0.08重
量％以下に減らした低炭素希土類金属および低炭素希土
類合金を経済的に有利に製造でき、産業上極めて有益で
ある。
Claims (1)
- 【請求項１】陽極および陰極を上部より挿入する電解槽
により溶融塩電解法により希土類金属および希土類合金
を製造する方法において、陽極として最大粒子径が1.5m
m以下の炭素または黒鉛からなる電極を使用することを
特徴とする希土類金属および希土類合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28056889A JPH0713314B2 (ja) | 1989-10-27 | 1989-10-27 | 希土類金属および希土類合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28056889A JPH0713314B2 (ja) | 1989-10-27 | 1989-10-27 | 希土類金属および希土類合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03140491A JPH03140491A (ja) | 1991-06-14 |
| JPH0713314B2 true JPH0713314B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=17626847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28056889A Expired - Fee Related JPH0713314B2 (ja) | 1989-10-27 | 1989-10-27 | 希土類金属および希土類合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0713314B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102560558B (zh) * | 2010-12-08 | 2014-12-17 | 有研稀土新材料股份有限公司 | 液态下阴极稀土熔盐电解槽的阴极 |
| CN102230195A (zh) * | 2011-07-15 | 2011-11-02 | 包头市玺骏稀土有限责任公司 | 一种浸渍稀土电解专用石墨阳极的方法 |
| CN103352239A (zh) * | 2013-07-03 | 2013-10-16 | 哈尔滨工程大学 | 一种熔盐电解直接制备LaNi5储氢合金的方法 |
| CN105543901A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-05-04 | 瑞科稀土冶金及功能材料国家工程研究中心有限公司 | 一种稀土铒合金的制备方法及稀土铒合金 |
| CN105671591B (zh) * | 2016-03-28 | 2017-09-29 | 北京科技大学 | 一种熔盐电解直接制备Sm2Fe17合金方法 |
| CN113122884B (zh) * | 2016-12-10 | 2023-02-17 | 包头稀土研究院 | 一种储氢合金用稀土中间合金的制备方法 |
| CN106544535B (zh) * | 2016-12-10 | 2021-04-23 | 包头稀土研究院 | 一种含有钇、镍元素储氢合金的制备方法 |
| CN112921362B (zh) * | 2019-12-05 | 2022-10-04 | 有研稀土新材料股份有限公司 | 一种熔盐电解制备稀土合金的方法 |
-
1989
- 1989-10-27 JP JP28056889A patent/JPH0713314B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03140491A (ja) | 1991-06-14 |
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