JPS62222094A - Method and apparatus for producing yttrium alloy - Google Patents

Method and apparatus for producing yttrium alloy

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JPS62222094A
JPS62222094A JP6616586A JP6616586A JPS62222094A JP S62222094 A JPS62222094 A JP S62222094A JP 6616586 A JP6616586 A JP 6616586A JP 6616586 A JP6616586 A JP 6616586A JP S62222094 A JPS62222094 A JP S62222094A
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JP
Japan
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yttrium
alloy
cathode
fluoride
electrolytic
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Application number
JP6616586A
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Japanese (ja)
Inventor
Eiji Nakamura
英次 中村
Katsuhisa Ito
伊藤 勝久
Shigeaki Sasaki
茂明 佐々木
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Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Light Metal Industries Ltd
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  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To efficiently produce an yttrium alloy by electrolytically reducing yttrium fluoride in a molten salt electrolytic bath with a cathode of a metal capable of being alloyed with yttrium and a carbon anode and by depositing the resulting yttrium on the cathode. CONSTITUTION:Yttrium fluoride is electrolytically reduced in a molten salt electrolytic bath with a cathode of a metal capable of being alloyed with yttrium and a carbon anode. The resulting yttrium is deposited on the cathode and alloyed with the metal forming the cathode to produce a prescribed yttrium alloy. The molten salt electrlytic bath is composed of, by weight, 20-93% yttrium fluoride, 7-80% lithium fluoride, <40% barium fluoride and <20% potassium fluoride.

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は、イットリウム−ニッケル合金、イットリウム
−鉄合金等のイツトリウム合金の製造方法並びにその製
造装置に係り、特に希土類添加合金用母合金を連続的に
製造する方法並びにその装置に関するものである。
Detailed Description of the Invention (Technical Field) The present invention relates to a method for manufacturing yttrium alloys such as yttrium-nickel alloys and yttrium-iron alloys, and a manufacturing apparatus therefor, and particularly to a method for continuously manufacturing a master alloy for rare earth-added alloys. The present invention relates to a method and an apparatus for doing so.

(発明の背景) イツトリウム金属は、鉄鋼或いはその他の金属への添加
剤として用いられて、耐酸化特性の向上を図る等、特殊
な用途の金属材料の添加剤として注目され、今後、その
需要の増大が期待されている。しかして、このイツトリ
ウム金属の添加に際しは、イツトリウム金属の融点が1
5℃と高温であるところから、むしろ取扱い上、ニッケ
ルや鉄などとの母合金の方が有利と考えられる。
(Background of the Invention) Yttrium metal is used as an additive to steel and other metals, and is attracting attention as an additive for metal materials for special purposes, such as improving oxidation resistance, and the demand for yttrium is expected to increase in the future. This is expected to increase. However, when adding this yttrium metal, the melting point of the yttrium metal is 1.
Since the temperature is as high as 5°C, it is thought that a master alloy with nickel or iron is more advantageous in terms of handling.

ところで、希土類金属と高融点金属との合金の製造方法
としては、一般的に、次の4つの方法が知られている。
By the way, the following four methods are generally known as methods for producing alloys of rare earth metals and high melting point metals.

まず、第一は、希土類金属を溶融塩電解法あるいは活性
金属による還元法等により製造しく希土類金属あるいは
それらの合金として取り出す)、他金属と混合溶解し、
合金化する方法である。しかして、この方法のうち、電
解により希土類金属あるいはそれらの合金を形成せしめ
る工程を経由する方法にあっては、その電解原料として
塩化物を用いる場合、原料の取扱いが難しく、また操業
がバッチ式であるところに問題がある。また、フッ化物
電解浴を用いて希土類金属の酸化物を電解する場合には
、かかる酸化物原料の電解浴への溶解度が小さく、その
ために連続操業が難しく、電解槽底部にスラッジが形成
される問題が内在している。特に、大量生産、連続操業
を達成するには、生成メタルは液体状態であることが好
ましいが、高融点希土類金属の場合においては、そのた
めに電解温度を高(する必要があり、炉材等の不純物が
生成メタル中に混入し易く、現実的ではないのである。
First, rare earth metals are produced by molten salt electrolysis or reduction with active metals (removed as rare earth metals or alloys thereof), mixed with other metals, and dissolved.
This is a method of alloying. However, among these methods, when chloride is used as the raw material for electrolysis, handling of the raw material is difficult, and the operation is batch-type. There is a problem with that. Furthermore, when oxides of rare earth metals are electrolyzed using a fluoride electrolytic bath, the solubility of such oxide raw materials in the electrolytic bath is low, which makes continuous operation difficult, and sludge is formed at the bottom of the electrolytic bath. There is an inherent problem. In particular, in order to achieve mass production and continuous operation, it is preferable that the produced metal be in a liquid state, but in the case of high-melting-point rare earth metals, it is necessary to raise the electrolysis temperature to achieve this. Impurities tend to mix into the produced metal, making it impractical.

一方、活性金属を用いて希土類金属原料を還元する工程
を含む上記方法にあっては、操業がバッチ式であり、連
続的な大規模生産には適していない問題がある他、高価
な還元剤の使用、還元装置に高価な材料が必要であり、
また、残留還元剤成分の除去工程が必要である等の工程
が複雑となる問題を内在している。
On the other hand, the above method, which includes the step of reducing rare earth metal raw materials using active metals, has problems in that the operation is batch-type and is not suitable for continuous large-scale production. use, requires expensive materials for reduction equipment,
Further, there are inherent problems in that the process is complicated, such as the need for a process to remove residual reducing agent components.

また、第二は、希土類金属の化合物と合金化すべき金属
の化合物を混合し、適当な化合物(例えばSm−Co合
金製造の場合では、水素化カルシウム)で還元する方法
であるが、この方法では、高価な還元剤を用いること、
操業がバッチ式であって、連続的な大規模生産には適し
ていないこと等の問題がある。
The second method is to mix a rare earth metal compound and a metal compound to be alloyed and reduce the mixture with an appropriate compound (for example, calcium hydride in the case of producing an Sm-Co alloy); , using expensive reducing agents;
There are problems such as the fact that the operation is batch-type and is not suitable for continuous large-scale production.

さらに、第三に、溶融塩電解法で希土類金属の化合物と
合金化すべき金属の化合物を電解浴中に溶融せしめ、両
化合物を電解還元して、陰極上に合金として析出させる
方法(例えば、米国特許第3298935号)があるが
、この方法にも、次のような問題が内在しているのであ
る。すなわち、陰極上に析出する合金の組成を、電解工
程中長期間にわたって安定化させることが難しく、また
酸化物を原料とする場合には、電解浴への原料の溶解度
が小さいために、連続操業が難しい等の問題が内在して
いるのである。
Furthermore, thirdly, a method in which a compound of a rare earth metal and a compound of a metal to be alloyed are melted in an electrolytic bath by molten salt electrolysis, and both compounds are electrolytically reduced and deposited as an alloy on a cathode (for example, Japanese Patent No. 3298935), but this method also has the following problems. In other words, it is difficult to stabilize the composition of the alloy deposited on the cathode over a long period of time during the electrolytic process, and when oxides are used as raw materials, the solubility of the raw materials in the electrolytic bath is low, making continuous operation difficult. There are inherent problems such as difficulty in

そしてまた、第四の方法は、所謂消耗電極法と称される
ものであって、合金化すべき金属を固体の陰極とする一
方、希土類金属の化合物を適当な溶融塩の電解浴中に溶
解させて電解還元せしめ、目的とする希土類金属を陰極
上に析出させ、陰極金属と合金化させる方法(U、S、
ビューロー・オブ・マインズ、レポート・オプ・インベ
スティゲーションズ、陽7146 (1968) 、特
許第837401号、特許第967389号など参照〕
である。
The fourth method is the so-called consumable electrode method, in which the metal to be alloyed is used as a solid cathode, while the rare earth metal compound is dissolved in an electrolytic bath of a suitable molten salt. A method (U, S,
See Bureau of Mines, Report Op Investigations, Yang 7146 (1968), Patent No. 837401, Patent No. 967389, etc.]
It is.

しかしながら、この方法にあっても、次のような欠点が
内在している。すなわち、電解還元されるべき希土類金
属の化合物として酸化物原料が用いられた場合にあって
は、先に述べた如く、電解浴中への酸化物の溶解度が低
いことやスラッジが生成する等の問題があり、そしてこ
の問題の回避のためには、高温操業が必要となるのであ
る。しかして、この高温操業を行なうと、炉材等からの
不純物の混入が多くなって、生成合金の品質を低下せし
める、新たな問題を惹起することとなる。
However, even this method has the following drawbacks. In other words, when an oxide raw material is used as a rare earth metal compound to be electrolytically reduced, as mentioned above, there are problems such as low solubility of the oxide in the electrolytic bath and the formation of sludge. There is a problem, and high temperature operation is required to avoid this problem. However, when this high-temperature operation is performed, a new problem arises in that impurities from the furnace materials and the like increase, degrading the quality of the produced alloy.

しかも、この消耗電極法では、生成合金の回収はバッチ
式等で行なわれ、連続化されておらず、また、陰極が電
解浴中に浸漬される部分のみが複分割される必要がある
場合(特許第967389号)には、陰極の連続使用が
不可能であるなど大量生産には不適当である問題も内在
している。
Moreover, in this consumable electrode method, the produced alloy is collected in a batch manner, etc., and is not continuous, and only the part where the cathode is immersed in the electrolytic bath needs to be divided into multiple parts ( Japanese Patent No. 967389) also has inherent problems such as the impossibility of continuous use of the cathode, making it unsuitable for mass production.

かかる状況下、イツトリウム金属は、これまで殆ど用途
がなく、その少量の製造方法としては、上述した第一の
方法における還元法が考えられるが、それを連続的に製
造する工業的な方法は充分に確立されていない。
Under such circumstances, yttrium metal has had almost no use so far, and the reduction method in the first method mentioned above may be considered as a method for producing it in small quantities, but no industrial method for continuously producing it is sufficient. has not been established.

(発明の概要) ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為さ
れたものであって、その目的とするところは、イットリ
ウム−ニッケル合金、イットリウム−鉄合金等のイツト
リウム合金を、大規模に且つ連続的に製造し得る方法並
びにそのための装置を提供することにあり、また他の目
的とするところは、イツトリウムの含有量が高く、不純
物や介在物等の含有量の低いイツトリウム合金の、信幀
性のある経済的な工業的製造方法並びに装置を提供する
ことにある。
(Summary of the Invention) The present invention has been made against the background of the above, and its purpose is to produce yttrium alloys such as yttrium-nickel alloys and yttrium-iron alloys on a large scale. Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for continuously producing yttrium alloys with a high yttrium content and a low content of impurities and inclusions. The object of the present invention is to provide a reliable and economical industrial manufacturing method and apparatus.

すなわち、本発明は、かかる目的を達成するために、イ
ツトリウムと合金化し得る金属からなる固体の陰極と炭
素陽極とを用いて、イツトリウム化合物を溶融塩電解浴
中において電解還元せしめ、生成するイツトリウムを前
記陰極上に析出させると共に、該陰極を構成する金属と
合金化せしめて、所定のイツトリウム合金を形成させる
に際して、前記イツトリウム化合物としてフッ化イツト
リウムを用いると共に、かかるイツトリウム化合物を含
む前記溶融塩電解浴が、実質的に20〜93重量%のフ
ッ化イツトリウム、7〜80重量%のフッ化リチウム、
40重量%までのフッ化バリウム及び20重量%までの
フッ化カルシウムにて構成されるように調整する一方、
前記イツトリウム合金を前記陰極上に液体状態で生成せ
しめ、そして該液体状態のイツトリウム合金を、液滴と
して該陰極下方の電解浴中に開口部を有する受器内に滴
下せしめて、液層として溜め、更にこの受器内の液層よ
り、目的とするイツトリウム合金を液体状態で取り出す
ようにしたのである。
That is, in order to achieve the above object, the present invention electrolytically reduces a yttrium compound in a molten salt electrolytic bath using a solid cathode made of a metal that can be alloyed with yttrium and a carbon anode, and reduces the produced yttrium. When depositing on the cathode and alloying with the metal constituting the cathode to form a predetermined yttrium alloy, yttrium fluoride is used as the yttrium compound, and the molten salt electrolytic bath contains the yttrium compound. is substantially 20-93% by weight of yttrium fluoride, 7-80% by weight of lithium fluoride,
while being adjusted to consist of up to 40% by weight barium fluoride and up to 20% by weight calcium fluoride;
The yttrium alloy is formed in a liquid state on the cathode, and the yttrium alloy in the liquid state is dropped as droplets into a receiver having an opening in an electrolytic bath below the cathode, and is collected as a liquid layer. Furthermore, the target yttrium alloy was taken out in a liquid state from the liquid layer in the receiver.

かくの如く、本発明に従えば、イットリウム−ニッケル
合金、イットリウム−鉄合金等のイツトリウム合金が電
解還元操作の一段階で製造でき、そしてそのような合金
の添加される金属材料などの材料特性に悪影響を与える
不純物や介在物等の含有量が低く、且つイツトリウム含
有量の高いイツトリウム合金が一段階で経済的に且つ大
規模、連続的に製造することができることとなったので
ある。より具体的には、固体の陰極を使用するため、陰
極の取扱が容易であることは勿論、生成合金を電解時の
液体合金のままで取り出すために、実質上、電解を中断
することなく、連続艮業が可能であり、そして、消耗陰
極法の利点である低温操業が連続的に行ない得る結果、
電解成績並びに生成合金品位が効果的に改善されるので
ある。
Thus, according to the present invention, yttrium alloys such as yttrium-nickel alloys, yttrium-iron alloys, etc. can be produced in a single step of the electrolytic reduction operation, and such alloys can be used to improve the material properties of the metal materials to which they are added. Yttrium alloys with a low content of impurities and inclusions that have adverse effects and a high yttrium content can now be produced economically, on a large scale, and continuously in one step. More specifically, since a solid cathode is used, the cathode is not only easy to handle, but also the produced alloy can be taken out as a liquid alloy during electrolysis, so electrolysis can be carried out without interrupting the electrolysis. Continuous operation is possible, and low-temperature operation, which is an advantage of the consumable cathode method, can be carried out continuously.
The electrolytic performance and the quality of the produced alloy are effectively improved.

また、かかる本発明に従えば、前述したカルシウム等の
活性金属による還元法では困難な、操業の大型化、連続
化が達成され、且つ活性金属等の不純物の混入が抑制さ
れ、更に酸化イツトリウムを原料とするフッ化物−酸化
物混合溶融塩の電解による製造方法における連続操業上
の困難を悉く回避することができることとなったのであ
る。
Furthermore, according to the present invention, it is possible to achieve large-scale and continuous operation, which is difficult to achieve with the above-mentioned reduction method using active metals such as calcium, and to suppress the contamination of impurities such as active metals. It has become possible to avoid all difficulties in continuous operation in the electrolytic production method of the fluoride-oxide mixed molten salt used as the raw material.

さらに、本発明に従えば二酸化イツトリウムを原料とす
る電解より、低い温度での操業が可能であり、これによ
って炉材等からの生成合金への不純物、介在物の混入を
効果的に抑制することができ、また同一温度でアノード
電流密度を大きくとることができるところから、同一寸
法のアノードを用いた場合に、前記酸化物を原料とする
電解法に比して、電流を増すことができ、生産性を向上
せしめることができる利点がある。
Furthermore, according to the present invention, it is possible to operate at a lower temperature than electrolysis using yttrium dioxide as a raw material, thereby effectively suppressing the contamination of impurities and inclusions from furnace materials etc. into the produced alloy. In addition, since the anode current density can be increased at the same temperature, when using an anode of the same size, the current can be increased compared to the electrolytic method using the oxide as a raw material. This has the advantage of improving productivity.

なお、かかる本発明において、陰極としては、目的とす
るイア)リウム合金を構成する金属、例えばニッケル、
鉄、更には銅、コバルト、マンガン、クロム、チタン等
の容易に合金化し得る金属からなるものが用いられるこ
ととなる。
In the present invention, the cathode may be a metal constituting the target ia)ium alloy, such as nickel,
A metal that can be easily alloyed such as iron, copper, cobalt, manganese, chromium, titanium, etc. will be used.

また、かくの如き本発明手法にあっては、前記溶融塩電
解浴は、例えばイットリウム−ニッケル合金電解では8
10℃〜1000℃の温度に、またイットリウム−鉄合
金電解では910℃〜1000℃の温度にそれぞれ保持
され、この温度下において前記電解還元操作が進行せし
められることが望ましく、またその電解還元操作におい
ては、陽極電流密度: 0.05〜4.OA/cj、陰
極電流密度: 0.50〜80A/adの条件が好適に
採用されることとなる。
In addition, in such a method of the present invention, the molten salt electrolytic bath is, for example,
It is desirable that the electrolytic reduction operation be carried out at a temperature of 10° C. to 1000° C., or 910° C. to 1000° C. in the case of yttrium-iron alloy electrolysis, and in the electrolytic reduction operation. is anode current density: 0.05-4. OA/cj, cathode current density: Conditions of 0.50 to 80 A/ad are preferably employed.

さらに、前記電解還元操作の実施される前記フフ化物原
料を含む溶融塩電解浴は、それが実質的にフッ化イツト
リウムとフッ化リチウムの二元系にて構成される場合に
あっては、該フッ化イツトリウムが少なくとも25重量
%以上、且つ該フッ化リチウムが少なくとも15重量%
以上の割合で電解浴中に存在するように調整せしめられ
ることが望ましいのである。
Furthermore, if the molten salt electrolytic bath containing the fluoride raw material in which the electrolytic reduction operation is carried out is substantially composed of a binary system of yttrium fluoride and lithium fluoride, At least 25% by weight of yttrium fluoride and at least 15% by weight of lithium fluoride
It is desirable to adjust the amount so that it is present in the electrolytic bath in the above proportion.

また、かかる本発明を実施するに際しては、(a)実質
的に、フッ化イツトリウム及びフッ化リチウム、並びに
必要に応じて添加されたフッ化バリウム、フッ化カルシ
ウムからなる溶融塩電解浴を収容する、耐火性材料から
構成された電解槽と、(b)該電解槽の内面の接浴部に
施されたライニングと、(c)該電解槽の溶融塩電解浴
中に挿入、浸漬される、実質的に長さ方向に形状の変化
のない長手の炭素陽極と、(d)該電解槽の溶融塩電解
浴中に挿入、浸漬される、実質的に長さ方向に形状の変
化のない、イツトリウムと合金化 し得る金属からなる
長手の陰極と、(e)開口部が、該陰極の下方に位置す
るように、前記電解槽の溶融塩電解浴中に配置せしめら
れて、前記炭素陽極と陰極との間に印加される直流電流
によるフッ化イツトリウムの電解還元によって該陰極上
に生じるイツトリウム合金の液滴が滴下せしめられる、
生成合金液滴を集めるための合金受器と、(f)該合金
受器内の液体状態のイツトリウム合金を電解槽外に取り
出すための液状合金取出手段と、(g)前記陰極を、前
記イツトリウム合金の生成に伴なうその消耗に従って、
前記電解槽の溶融塩電解浴中に所定の電流密度が得られ
るように挿入するための陰極挿入手段とを、含む装置が
好適に用いられる。
In carrying out the present invention, (a) a molten salt electrolytic bath consisting essentially of yttrium fluoride and lithium fluoride, and barium fluoride and calcium fluoride added as necessary; , an electrolytic cell made of a refractory material, (b) a lining applied to the inner surface of the electrolytic cell in contact with the bath, and (c) inserted and immersed in the molten salt electrolytic bath of the electrolytic cell. (d) a longitudinal carbon anode with substantially no change in shape in the longitudinal direction; (e) an elongated cathode made of a metal capable of alloying with yttrium; (e) disposed in the molten salt electrolytic bath of the electrolytic cell, with an opening located below the cathode, and with the carbon anode; droplets of yttrium alloy produced on the cathode by electrolytic reduction of yttrium fluoride by a direct current applied between the cathode and the cathode;
an alloy receiver for collecting the generated alloy droplets; (f) a liquid alloy take-out means for taking out the liquid yttrium alloy in the alloy receiver to the outside of the electrolytic cell; According to its consumption as the alloy is formed,
A device including a cathode insertion means for inserting the cathode into the molten salt electrolytic bath of the electrolytic cell so as to obtain a predetermined current density is preferably used.

尤も、このようなイツトリウム合金の製造装置は、更に
、前記炭素陽極を前記電解槽の溶融塩電解浴中に所定の
電流密度が得られるように挿入するための陽極挿入手段
や、原料としてのフッ化イツトリウムを前記電解槽内に
供給するための原料供給手段を備えていることが望まし
く、また前記電解槽の内面に施されるライニングとして
は、モリブデン、タングステン等の難融金属材料に代え
て、安価な陰極金属からなる材料が好適に用いられるこ
ととなる。
However, such an apparatus for producing yttrium alloy further includes an anode insertion means for inserting the carbon anode into the molten salt electrolytic bath of the electrolytic tank so as to obtain a predetermined current density, and fluorine as a raw material. It is desirable to have a raw material supply means for supplying yttrium chloride into the electrolytic cell, and as the lining applied to the inner surface of the electrolytic cell, instead of a refractory metal material such as molybdenum or tungsten, A material made of an inexpensive cathode metal is preferably used.

また、本発明にあっては、電解槽内に配置された合金受
器中に集められた液体状態のイツトリウム合金を、液体
状態のままにおいて電解槽外に効果的に取り出すために
、前記液状合金取出手段が該合金受器内の液状の生成合
金中に挿入されるパイプ状ノズルを有するように構成さ
れ、該ノズルを通じて、真空吸引作用により該生成合金
を吸い上げて、電解槽外に取り出すようにすることが、
工業的な実施の観点から有利に採用されることとなる。
Further, in the present invention, in order to effectively take out the liquid yttrium alloy collected in the alloy receiver disposed in the electrolytic cell out of the electrolytic cell while keeping the liquid state, the liquid alloy The extraction means is configured to have a pipe-shaped nozzle inserted into the liquid produced alloy in the alloy receiver, and through the nozzle, sucks up the produced alloy by vacuum suction and takes it out of the electrolytic cell. What you can do is
It will be advantageously adopted from the viewpoint of industrial implementation.

(構成の具体的な説明) まず、第1図には、本発明を実施するための電解システ
ムの模式図が示されているが、そこにおいて、その電解
システムの主要部をなす電解槽2へは、溶融塩電解浴を
構成する溶剤4が装入せしめられるようになっている。
(Specific explanation of the configuration) First, FIG. 1 shows a schematic diagram of an electrolytic system for carrying out the present invention. is adapted to be charged with a solvent 4 constituting a molten salt electrolytic bath.

そして、この溶剤4としては、フッ化イツトリウム(Y
F3>とフッ化リチウム(L i F)が用いられるが
、これらに加えて、フッ化バリウム(BaFz)並びに
フッ化カルシウム(CaFz)を単独で或いは両者同時
に添加して用いることも可能である。一方、電解原料は
、原料供給装置6より電解槽2内の電解浴中に供給され
ることとなるが、本発明では、この原料として、酸化イ
ツトリウム(Yto、)ではなくて、電解浴の構成成分
の一つでもあるフッ化イツトリウムが使用されるのであ
る。
The solvent 4 is yttrium fluoride (Y
F3> and lithium fluoride (L i F) are used, but in addition to these, barium fluoride (BaFz) and calcium fluoride (CaFz) can be used alone or in combination. On the other hand, the electrolytic raw material is supplied from the raw material supply device 6 into the electrolytic bath in the electrolytic cell 2, but in the present invention, this raw material is not yttrium oxide (Yto), but is used in the composition of the electrolytic bath. Yttrium fluoride, which is one of the ingredients, is used.

また、電解槽2内の電解浴中へは、炭素陽極8とニッケ
ル、鉄等の合金化金属からなる陰極10とがそれぞれ浸
漬せしめられて、それら陽極8と陰極10の間に直流の
電力12が印加せしめられることにより、電解浴中のフ
ッ化イツトリウムの電解還元が行なわれる。そして、こ
の電解還元によって陰極10上に析出した金属イツトリ
ウムは、直ちに陰極lOを構成するニッケル或いは鉄等
の金属と液体状態の合金を生成せしめ、陰極10表面よ
り滴下して、電解槽2内の電解浴中に設置した受器に溜
るようになる。なお、上記所定の溶剤組成のものが溶融
する温度では、陰極10上に生成する合金は液体状態と
なるものであり、またそのような溶融塩からなる電解浴
の比重は、生成合金のそれよりも小さくされているとこ
ろから、かかる液体状の合金が陰極10上に生成される
に従って、それは陰極10表面より下方に落下するよう
になる。
Further, a carbon anode 8 and a cathode 10 made of an alloyed metal such as nickel or iron are respectively immersed in the electrolytic bath in the electrolytic bath 2, and between the anode 8 and the cathode 10, a DC power 12 is provided. By applying , electrolytic reduction of yttrium fluoride in the electrolytic bath is performed. The metallic yttrium deposited on the cathode 10 by this electrolytic reduction immediately forms a liquid alloy with metals such as nickel or iron constituting the cathode 10, drips from the surface of the cathode 10, and enters the electrolytic cell 2. It will accumulate in a receiver placed in the electrolytic bath. Note that at the temperature at which the above-mentioned predetermined solvent composition melts, the alloy formed on the cathode 10 is in a liquid state, and the specific gravity of the electrolytic bath made of such a molten salt is lower than that of the formed alloy. Since the liquid alloy is also made smaller, as the liquid alloy is formed on the cathode 10, it falls below the surface of the cathode 10.

従って、陰極10から落下する液体合金を受ける、該陰
極10の下方に位置する開口部を有する受器内に溜めら
れた液体合金は、更に適当な合金取出手段14によって
電解槽2外へ取り出され、回収されることとなるのであ
る。
Therefore, the liquid alloy collected in a receiver having an opening located below the cathode 10, which receives the liquid alloy falling from the cathode 10, is further taken out to the outside of the electrolytic cell 2 by a suitable alloy removal means 14. , and will be collected.

なお、電解槽2へは、電解浴、生成合金、電極(陽極8
と陰極10)、電解槽の構成材料等の変質を防ぎ、生成
合金への有害不純物や介在物の混入を避けること等のた
めに、保護ガス16が導入される。また、電解還元操作
にて電解槽2内に発生したガスは、導入された保護ガス
と共に廃ガス処理装置18に導かれ、所定の処理が施さ
れるようになっている。
In addition, the electrolytic bath, the produced alloy, and the electrode (anode 8
A protective gas 16 is introduced in order to prevent deterioration of the cathode 10), the constituent materials of the electrolytic cell, etc., and to avoid the mixing of harmful impurities and inclusions into the produced alloy. Further, the gas generated in the electrolytic cell 2 during the electrolytic reduction operation is led to the waste gas treatment device 18 together with the introduced protective gas, and is subjected to a predetermined treatment.

ところで、かくの如き本発明に従う電解システムにおい
ては、上述のように、電解原料として、酸化イツトリウ
ムとは異なり、フッ化イツトリウムが使用される。この
フッ化イツトリウムを原料とする場合においては、フッ
化イツトリウム自体が電解浴の主要構成成分でもあると
ころから、電解によってそれが消費される分を供給によ
って補うことが容易であり、且つ酸化物電解の場合に比
較して電解浴中の温かに広い原料濃度範囲で電解を継続
することができるのである。なお、この原料フッ化イツ
トリウムの供給方法としては、粉末の状態で電解浴の表
面に添加するのが一般的であり、電解浴への溶解速度も
速く、好ましいが、電解浴内にガスと共に導入する方法
、或いは粉末の成形体を電解浴中に浸漬する方法でも、
行なうことが可能である。また、酸化イツトリウムの電
解の場合と6比べて、フッ化イツトリウムの電解操作に
おいては、電極間の電解領域における電解原料濃度の許
容範囲が温かに大きく、それ故に供給した原料のかかる
領域への移動に多少の遅れがあっても、電解の継続に支
障を来すことが少なく、従って原料フッ化イツトリウム
の供給位置並びに電解電気量光たりの供給量に関して、
酸化イツトリウムを原料とする場合のような細かい制約
を受けず、より任意に選択を行なうことができる利点を
有する。
By the way, in the electrolysis system according to the present invention, as described above, yttrium fluoride is used as the electrolytic raw material, unlike yttrium oxide. When using yttrium fluoride as a raw material, since yttrium fluoride itself is the main component of the electrolytic bath, it is easy to supplement the amount consumed by electrolysis by supplying it, and oxide electrolysis Electrolysis can be continued in a warmer electrolytic bath over a wider range of raw material concentrations than in the case of . As for the supply method of this raw material yttrium fluoride, it is common to add it to the surface of the electrolytic bath in the form of a powder, which is preferable because it dissolves quickly in the electrolytic bath. or a method of immersing a powder compact in an electrolytic bath.
It is possible to do so. Furthermore, compared to the case of electrolysis of yttrium oxide6, in the electrolysis operation of yttrium fluoride, the permissible range of the concentration of the electrolytic raw material in the electrolytic region between the electrodes is warmly large, and therefore the movement of the supplied raw material to this region is Even if there is a slight delay in the process, it will not interfere with the continuation of electrolysis, and therefore, regarding the supply position of the raw material yttrium fluoride and the supply amount of electrolytic electricity,
It has the advantage that it can be selected more freely without being subject to detailed restrictions as in the case of using yttrium oxide as a raw material.

また、本発明において、不純物の少ないイツトリウム合
金を製造するためには、電解温度の低下が必要であり、
このために、実質的に、20〜93%(重量基準。以下
同じ)のフッ化インドリウム、7〜80%のフッ化リチ
ウム、40%までのフッ化バリウム、及び20%までの
フッ化カルシウムにて構成される、実質的にフッ化物の
みよりなる混合溶融塩が電解浴として選ばれ、そしてそ
のような電解浴に、上記した原料フッ化イツトリウムが
添加された場合にあっても、電解中は常にかかる組成範
囲の電解浴となるように調整されることとなる。
In addition, in the present invention, in order to produce a yttrium alloy with few impurities, it is necessary to lower the electrolysis temperature,
For this purpose, substantially 20 to 93% (by weight, the same applies hereinafter) of indium fluoride, 7 to 80% of lithium fluoride, up to 40% of barium fluoride, and up to 20% of calcium fluoride. A mixed molten salt composed of substantially only fluoride is selected as the electrolytic bath, and even if the above-mentioned raw material yttrium fluoride is added to such an electrolytic bath, the is always adjusted so that the electrolytic bath has such a composition range.

なお、かかる本発明に従う電解浴組成におけるフッ化イ
ツトリウム濃度が下限未満、即ち20%に満たない場合
には、電解成績が悪化し、またその上限濃度(93%)
を越えるようになると、電解浴の融点が上がり過ぎる等
の問題を惹起する。
In addition, if the concentration of yttrium fluoride in the electrolytic bath composition according to the present invention is less than the lower limit, that is, less than 20%, the electrolytic performance will deteriorate, and the upper limit concentration (93%)
If it exceeds this, problems such as the melting point of the electrolytic bath becoming too high will occur.

また、フッ化リチウムは、その濃度があまりにも低い場
合には電解浴の融点が上がり過ぎ、一方その濃度があま
りにも高い場合には生成合金との反応が激しくなって、
電解成績が悪化する等の問題を惹起するため、その濃度
としては7〜80%に調節する必要があるのである。
In addition, if the concentration of lithium fluoride is too low, the melting point of the electrolytic bath will rise too much, while if the concentration is too high, the reaction with the formed alloy will be intense.
Since it causes problems such as deterioration of electrolytic performance, its concentration needs to be adjusted to 7 to 80%.

さらに、フッ化バリウムやフッ化カルシウムは、高価な
フッ化リチウムの使用量を減少させ、また形成される混
合溶融塩の溶融温度を調節する等の目的をもって加えら
れるものであり、それらの添加量があまりにも多い場合
には、電解浴の融点が上がり過ぎるところから、前者の
フッ化バリウムは40%までの割合で、また後者のフッ
化カルシウムは20%までの割合で、それぞれ単独に或
いは共に用いられることとなる。そして、これら4成分
、即ちフッ化イツトリウム、フッ化リチウム、フッ化バ
リウム及びフッ化カルシウムの合計量が実質的に100
%となるようにして、電解浴が形成されるのである。
Furthermore, barium fluoride and calcium fluoride are added for the purpose of reducing the amount of expensive lithium fluoride used and adjusting the melting temperature of the mixed molten salt that is formed. If there is too much fluoride, the melting point of the electrolytic bath will rise too much, so the former barium fluoride should be used at a proportion of up to 40%, and the latter calcium fluoride at a proportion of up to 20%, each alone or together. It will be used. The total amount of these four components, namely yttrium fluoride, lithium fluoride, barium fluoride and calcium fluoride, is substantially 100%.
%, an electrolytic bath is formed.

尤も、このような電解浴組成に関して、かかる電解浴が
フッ化イツトリウムとフッ化リチウムの二つの成分のみ
にて構成される二元系の場合においては、フッ化イツト
リウムは電解浴中において少なくとも25%以上、フッ
化リチウムは少な(とも15%以上、それぞれ存在する
ように調整されることが望ましい。そして、この電解浴
成分として用いられる各フッ化物は、電解操作や生成合
金の最終用途の物品特性に悪影響を及ぼす不純物を含ま
なければ、必ずしも高純度のものである必要はなく、通
常、工業原料に不可避的に含まれる不純物は、それらが
許容できるものである限りにおいて電解浴に含まれてい
ても、何等差支えないのである。なお、電解浴の組成は
、生成せしめられるイットリウム−ニッケル合金、イッ
トリウム−鉄合金等の比重より小さな比重を電解浴が有
するように選ばれるものであるところから、電解時には
、生成されたイットリウム−ニッケル合金、イットリウ
ム−鉄合金等が、陰極より比重差によって電解浴中を落
下し、陰極の下方に位置する開口部を有する生成合金の
受器に容易に到達し得るのである。
However, regarding such an electrolytic bath composition, if the electrolytic bath is a binary system consisting of only two components, yttrium fluoride and lithium fluoride, yttrium fluoride should account for at least 25% of the electrolytic bath. As mentioned above, it is desirable to adjust the amount of lithium fluoride so that it exists in a small amount (at least 15%). Each fluoride used as a component of this electrolytic bath is important for the electrolytic operation and the product properties of the final use of the produced alloy. It does not necessarily have to be of high purity as long as it does not contain impurities that have an adverse effect on the electrolytic bath.Usually, impurities that are unavoidable in industrial raw materials are included in the electrolytic bath as long as they are tolerable. The composition of the electrolytic bath is selected so that the electrolytic bath has a specific gravity smaller than the specific gravity of the yttrium-nickel alloy, yttrium-iron alloy, etc. to be produced. Sometimes, the produced yttrium-nickel alloy, yttrium-iron alloy, etc. may fall from the cathode into the electrolytic bath due to the difference in specific gravity, and easily reach a receiver for the produced alloy, which has an opening located below the cathode. It is.

本発明にあっては、かくの如き組成の電解浴の電解時の
温度は、生成するイツトリウム合金の種類によって適宜
に選択され、例えばイットリウム−鉄合金電解では91
0〜1000℃、イットリウム−ニッケル合金電解では
810〜1000℃の範囲に好適に調節せしめられるこ
ととなる。前述したように、電解浴温度が余りにも高く
なり過ぎると、生成合金への不純物、介在物の混入がみ
られ、−労金りにも低い電解浴温度の場合にあっては、
例えばイットリウム−鉄合金電解ではイットリウム−鉄
二元系合金の共晶温度が約900℃であるところから、
析出する金属イツトリウムと陰極の鉄が充分に合金化せ
ず、高融点の固体状の金属イツトリウムの析出により、
陰極−陽極間の短絡現象が生起して、電解を継続するこ
とが困難となる。また、イットリウム−ニッケル合金電
解では均質な溶融塩電解浴を形成することが困難となり
、電解浴の性状が悪化し、電解を継続することが困難と
なる。そのような温度の範囲内で、できるだけ低温の方
が炉材等からの不純物の混入の少ないイツトリウム母合
金の製造が可能であることは言うまでもない。
In the present invention, the temperature during electrolysis of the electrolytic bath having such a composition is appropriately selected depending on the type of yttrium alloy to be produced. For example, in the case of yttrium-iron alloy electrolysis, the temperature is
In the case of yttrium-nickel alloy electrolysis, the temperature is suitably adjusted to a range of 0 to 1000°C, and 810 to 1000°C. As mentioned above, if the electrolytic bath temperature becomes too high, impurities and inclusions will be mixed into the produced alloy, and if the electrolytic bath temperature is too low,
For example, in yttrium-iron alloy electrolysis, since the eutectic temperature of the yttrium-iron binary alloy is approximately 900°C,
The precipitated metallic ythtrium and the iron of the cathode are not sufficiently alloyed, and due to the precipitation of solid metallic ytrium with a high melting point,
A short circuit phenomenon occurs between the cathode and the anode, making it difficult to continue electrolysis. Furthermore, in yttrium-nickel alloy electrolysis, it is difficult to form a homogeneous molten salt electrolytic bath, the properties of the electrolytic bath deteriorate, and it becomes difficult to continue electrolysis. It goes without saying that within such a temperature range, it is possible to produce a yttrium master alloy with less contamination of impurities from furnace materials etc. at the lowest possible temperature.

そして、かかる温度範囲では、イツトリウムを50重量
%以上含む、高イツトリウム濃度のイットリウム−ニッ
ケル合金、イットリウム−鉄合金等のイツトリウム合金
が有利に生成せしめられ得るのであり、またその生成合
金は、この温度範囲において受器内で液層を形成し、液
体状態での取出しに適しているのである。そして、この
受器内の液状合金は、電解槽上部より、真空吸引方式に
よって効果的に取り出すことができる他、下方より流し
出し方式によって取り出すことも可能である。しかも、
この取出に際しては、受器内の合金を特別に加熱する必
要もな(、極めて容易に液状合金として電解槽外に取り
出すことができるのである。
In this temperature range, yttrium alloys such as yttrium-nickel alloys and yttrium-iron alloys containing 50% by weight or more of yttrium and having a high yttrium concentration can be advantageously produced, and the produced alloys can be produced at this temperature. It forms a liquid layer in the receiver within the range, making it suitable for extraction in a liquid state. The liquid alloy in this receiver can be effectively taken out from the upper part of the electrolytic cell by a vacuum suction method, and can also be taken out from below by a pouring method. Moreover,
When taking this out, there is no need to specially heat the alloy in the receiver (it can be taken out of the electrolytic cell very easily as a liquid alloy).

また、本発明にあっては、電解用電極として、陰極にニ
ッケル、鉄等の容易に合金化し得る金属、陽極に炭素、
特に黒鉛が好適に用いられる。陰極のニッケル、鉄等の
金属は、不純物を含むと、そのまま生成合金中に不純物
を持ち込むこととなるところから、該陰極の金属材料と
しては、必要に応じて不純物の少ないものを用いること
が好ましい。また、本発明に従えば、電解操作の進行に
つれて、陰極を構成するニッケル、鉄等の合金化金属は
、イットリウム−ニッケル合金、イットリウム−鉄合金
等の、目的とするイツトリウム合金を生成して、消費さ
れることとなるが、かかる電解によって消耗する部分の
ニッケル、鉄等の金属を補って、順次、陰極を電解浴中
に浸漬するようにすれば、電解操作を中断することなく
、目的とするイツトリウム合金を連続的に製造すること
ができるのである。その際、陰極の金属部材の端部にネ
ジ切り加工等を行なっておいて、ネジ結合等によって陰
極を構成する金属部材を順次接続せしめ、消耗した陰極
分を補うことは、勿論可能である。
In addition, in the present invention, as the electrode for electrolysis, the cathode is a metal that can be easily alloyed such as nickel or iron, the anode is carbon,
Graphite is particularly preferably used. If metals such as nickel and iron for the cathode contain impurities, they will be directly introduced into the formed alloy, so it is preferable to use a metal material with low impurities as necessary as the metal material for the cathode. . Further, according to the present invention, as the electrolytic operation progresses, the alloyed metal such as nickel and iron constituting the cathode produces the desired yttrium alloy such as yttrium-nickel alloy, yttrium-iron alloy, etc. However, if the metals such as nickel and iron that are consumed by such electrolysis are replenished and the cathode is sequentially immersed in the electrolytic bath, the intended purpose can be achieved without interrupting the electrolytic operation. This makes it possible to continuously produce yttrium alloys. At this time, it is of course possible to thread the ends of the metal members of the cathode and connect the metal members constituting the cathode one after another by threaded connections or the like to compensate for the consumed cathode portion.

このように、固体の合金化金属が陰極として使用できる
ことは、溶融金属を陰極として使用する場合に比して、
取扱が容易であり、且つ電解炉を装置的にみて簡略化し
得るところから、工業化に際しては、電解炉の大型化が
容易であるという点で大きな利点となるものである。
Thus, the ability to use solid alloyed metals as cathodes, compared to the use of molten metals as cathodes,
Since it is easy to handle and the electrolytic furnace can be simplified in terms of equipment, it has a great advantage in industrialization in that it is easy to increase the size of the electrolytic furnace.

また、かかる本発明に従う炭素陽極を用いるフッ化イツ
トリウムの電解にあっては、陽極全表面にわたっての電
流密度を、0.05〜4゜OA/adの範囲内に、電解
操作中常に維持していることが望ましい。けだし、この
電流密度が低過ぎる場合には、陽極表面積が大き過ぎる
か、陽極単位表面積当たりの電流が小さ過ぎることとな
り、このために生産性が悪化し、工業的に有利ではなく
なるからであり、またかかる電流密度が高くなり過ぎる
と、酸化イツトリウムを原料とした場合の陽極効果乃至
はこれと類似の異常現象が発生し易くなるからである。
Furthermore, in the electrolysis of yttrium fluoride using the carbon anode according to the present invention, the current density over the entire surface of the anode is constantly maintained within the range of 0.05 to 4° OA/ad during the electrolysis operation. It is desirable to be present. However, if this current density is too low, the anode surface area will be too large or the current per unit surface area of the anode will be too small, resulting in poor productivity and no industrial advantage. Furthermore, if the current density becomes too high, an anode effect or similar abnormal phenomena when yttrium oxide is used as a raw material tend to occur.

従って、本発明にあっては、電解条件の一つとしての陽
極電流密度を上記の範囲に保つことによって、そのよう
な異常現象の発生を効果的に回避することが、推奨され
るのである。なお、陽極表面における局部的な変動を考
慮に入れると、上記陽極全表面にわたっての電流密度は
、0、1〜3.0 A / cn!の間に保持すること
がより好ましい。さらに、フッ化イツトリウムを原料と
した場合は、酸化イツトリウムを原料にした時よりも、
同一温度では、アノード電流密度を大きくとることがで
き、実操業の点から好ましい。
Therefore, in the present invention, it is recommended that the anode current density, which is one of the electrolytic conditions, be maintained within the above range to effectively avoid the occurrence of such abnormal phenomena. Note that, taking into account local variations on the anode surface, the current density over the entire anode surface is between 0.1 and 3.0 A/cn! It is more preferable to hold it between. Furthermore, when using yttrium fluoride as a raw material, compared to when using yttrium oxide as a raw material,
At the same temperature, the anode current density can be increased, which is preferable from the point of view of actual operation.

一方、陰極の電流密度は、陰極全表面にわたっての電流
密度として0.50〜80A/calの広い範囲にわた
って許容される。しかし、陰極電流密度があまりにも低
過ぎると、陰極単位表面積光たりの電流が小さ過ぎて、
生産性が悪化し、工業的ではなくなる。また、この陰極
電流密度が高くなり過ぎると、電解電圧の上昇が甚だし
くなり、電解成績を悪化させる。なお、実際の電解操業
の継続に当たっては、更に1.0〜30A/cJのより
狭い陰極電流密度の範囲に保つことが、電解電圧の変動
幅を狭く維持し、電解操業を容易にする上において、よ
り好ましいと言える。
On the other hand, the current density of the cathode is allowed over a wide range of 0.50 to 80 A/cal as the current density over the entire surface of the cathode. However, if the cathode current density is too low, the current per unit surface area of the cathode is too small.
Productivity deteriorates and it becomes unindustrial. Furthermore, if this cathode current density becomes too high, the electrolytic voltage will increase significantly and the electrolytic results will deteriorate. In addition, when continuing the actual electrolytic operation, it is recommended to keep the cathode current density within a narrower range of 1.0 to 30 A/cJ in order to maintain a narrow fluctuation range of the electrolytic voltage and facilitate the electrolytic operation. , can be said to be more preferable.

さらに、本発明に従えば、電解浴の耐浴材とは別の炭素
を陽極として使用するものであるところから、電解浴の
耐浴容器(耐浴材)と陽極を兼用する場合とは異なり、
陽極の消耗によって電解を終了せしめる必要はなく、た
だその消耗分を補って、更に陽極を電解浴中に浸漬する
か、或いは複数の陽極を使用するので、順次新しい陽極
に交換するだけで良い。また、陰極も同様に、その消耗
分を補って電解浴中に浸漬するか、或いは新しい陰極に
交換するだけで良いのである。本発明では、好適に採用
される陽極と陰極の表面電流密度の比の大きな違いによ
り、各陰極の周りに複数本の陽極を配置して、陽極が陰
極と対向するようにした電極配列が好適に採用されるこ
ととなるが、そのような場合において、陽極の交換を順
次行なうようにすれば、実質上、電解操業を中断するこ
となく、目的とするイツトリウム合金を連続的に製造す
ることができ、電解法の利点を充分に生かすことができ
る。しかも、陽極形状、陰極形状とも、外形上は実質的
に長さ方向には変化がないものを用いることができると
ころから、それらの連続的な使用において何等の不都合
が惹起されることもないのである。
Furthermore, according to the present invention, carbon, which is different from the bath-resistant material of the electrolytic bath, is used as the anode, unlike the case where the bath-resistant container (bath-resistant material) of the electrolytic bath also serves as the anode. ,
There is no need to terminate the electrolysis due to consumption of the anode; it is only necessary to compensate for the consumption and further immerse the anode in the electrolytic bath, or, since a plurality of anodes are used, to replace them with new anodes one by one. Similarly, the cathode only needs to be immersed in an electrolytic bath to compensate for its consumption, or replaced with a new cathode. In the present invention, due to the large difference in the surface current density ratio between the anode and cathode, it is preferable to use an electrode arrangement in which a plurality of anodes are arranged around each cathode so that the anode faces the cathode. In such cases, if the anodes are replaced sequentially, it is possible to continuously produce the desired yttrium alloy without interrupting the electrolytic operation. Therefore, the advantages of electrolytic method can be fully utilized. Moreover, since both the anode shape and the cathode shape can be used with an external shape that does not substantially change in the length direction, there will be no inconvenience caused in their continuous use. be.

本発明を実施する電解槽の構造の好適な一例が、第2図
に模式的に示されている。
A preferred example of the structure of an electrolytic cell implementing the present invention is schematically shown in FIG.

かかる第2図において、電解槽20は、下部槽22とそ
の開口部を覆蓋する蓋体24にて構成されている。また
、これら下部槽22及び蓋体24の外側は、通常、鋼等
の金属よりなる槽外枠26゜28より構成されている。
In FIG. 2, the electrolytic cell 20 is composed of a lower tank 22 and a lid 24 that covers the opening thereof. The outer sides of the lower tank 22 and the lid body 24 are usually constructed of tank outer frames 26 and 28 made of metal such as steel.

さらに、下部槽22及び蓋体24は、それぞれ外側にレ
ンガやキャスタブル・アルミナ等よりなる耐火断熱材層
30,32、及び内側に黒鉛、炭素質スタンプ材等から
なる耐浴材層34.36を配置して、構成されている。
Further, the lower tank 22 and the lid body 24 each have fire-resistant insulation layers 30 and 32 made of brick, castable alumina, etc. on the outside, and bath-resistant material layers 34 and 36 made of graphite, carbonaceous stamp material, etc. on the inside. Arranged and configured.

そして、下部槽22の内側耐浴材層34の内面の接浴面
には、ライニング材38が設けられて、かかる接浴面を
被覆している。このライニング材38は、耐浴材層34
からの不純物の混入を防ぐ他、それがタングステンやモ
リブデン等の難融金属にて形成されている場合には、生
成する液状イットリウムーニッケル合金、イットリウム
−鉄合金等のイツトリウム合金の受器を兼ねることもで
きる。尤も、本発明にあっては、かかるライニング材3
8として、難融金属より安価な鉄、ニッケル等の生成合
金に対応する金属材料を用いることが推奨される。また
、耐浴材層34は、必ずしも必要ではな(、耐火断熱材
層30上に直接にライニング材38を適用しても何等差
支えない。
A lining material 38 is provided on the inner bath-contact surface of the inner bath-resistant material layer 34 of the lower tank 22 to cover the bath-contact surface. This lining material 38 is a bath-resistant material layer 34.
In addition to preventing the contamination of impurities from metals such as tungsten and molybdenum, if the metal is made of refractory metals such as tungsten and molybdenum, it also serves as a receiver for the liquid yttrium alloys such as yttrium-nickel alloys and yttrium-iron alloys. You can also do that. However, in the present invention, such lining material 3
8, it is recommended to use metal materials compatible with the produced alloys, such as iron and nickel, which are cheaper than refractory metals. Furthermore, the bath-resistant material layer 34 is not necessarily necessary (although there is no problem in applying the lining material 38 directly on the fire-resistant heat insulating material layer 30).

また、蓋体24を貫通するように、1本若しくは複数本
の、ニッケル、鉄、銅、コバルト、マンガン、クロム、
チタン等の容易に合金化し得る金属からなる陰極40と
、この陰極40に対向して配置された複数本の炭素陽極
42が設けられており、またそれら両電極40.42は
、下部槽22内に収容される前記所定の溶融塩からなる
電解浴44中に、所定電流密度となる長さにわたって浸
漬されるようにな′っている。なお、ここでは、炭素陽
極42.42は、陰極40と向かい合って配置される陽
極のうちの2本が示されており、それらの材質としては
黒鉛が好適に用いられることとなる。
Further, one or more nickel, iron, copper, cobalt, manganese, chromium,
A cathode 40 made of a metal that can be easily alloyed such as titanium, and a plurality of carbon anodes 42 arranged opposite to this cathode 40 are provided. The electrode is immersed in an electrolytic bath 44 containing the predetermined molten salt over a length that provides a predetermined current density. Here, two carbon anodes 42, 42 are shown among the anodes disposed facing the cathode 40, and graphite is suitably used as the material for them.

さらに、これら炭素陽極42.42は、棒状、板状、管
状等の形態で用いられ、電解浴44への浸漬部分の陽極
表面積を大きくして陽極電流密度を下げるために、公知
のように溝付きとすることもできる。なお、第2図では
、炭素陽極42には、電解による陽極消耗の跡を示して
、陽極浸漬部に僅かに傾斜が付けられている。この陽極
42には、給電のために金属等の適当な導電体の電気リ
ードが取り付けられていても、何等差支えない。また、
陽極42は、陽極挿入手段としての陽極昇降機構46に
よって上下動せしめられ得るようになっており、これに
より電解継続のための適切な陽極電流密度が確保される
ように、間欠的に或いは連続的に、その浸漬部の表面積
を浸漬深さで調整し得るようになっている。なお、陽極
昇降機構46゜46は、陽極への電気接続機能を兼ね備
えることも出来る。
Further, these carbon anodes 42, 42 are used in the form of rods, plates, tubes, etc., and in order to increase the anode surface area of the part immersed in the electrolytic bath 44 and lower the anode current density, grooves are formed as known in the art. It can also be attached. In addition, in FIG. 2, the carbon anode 42 has a slight slope at the anode immersion part, showing traces of anode wear due to electrolysis. There is no problem even if an electric lead made of a suitable conductor such as metal is attached to the anode 42 for power supply. Also,
The anode 42 can be moved up and down by an anode lifting mechanism 46 serving as an anode insertion means, and can be moved intermittently or continuously to ensure an appropriate anode current density for continuing electrolysis. Moreover, the surface area of the immersion part can be adjusted by adjusting the immersion depth. Note that the anode lifting/lowering mechanism 46° 46 can also have the function of electrically connecting to the anode.

一方、陰極40は、電解還元作用にて析出せしめられる
金属イツトリウムと合金化させるべきニッケル、鉄等の
金属にて構成されており、ここではその1本が示されて
いる。また、第2図では、イツトリウム合金の液滴生成
による陰極消耗の跡を示して、陰極浸漬部分が円錐形状
で示されている。なお、電解温度は、陰極40の金属材
料の融点以下に選ばれるところから、かかる陰極40は
固体であり、線状、棒状、板状、管状等の形態で用いら
れる。この陰極40は、また、陰極挿入手段としての陰
極昇降機構48によって、合金生成による消耗骨を補っ
て、電解浴44中へ連続的或いは間欠的に送り込まれる
ようになっている。そして、この陰極昇降機構48は、
陰極への電気接続機能を兼ね備えることもできる。さら
に、かかる陰極40の浸漬部以外の表面が、防食のため
に適当な保護スリーブ等で保護せしめられるようにして
も、何等差支えない。
On the other hand, the cathode 40 is made of a metal such as nickel or iron to be alloyed with metallic yttrium deposited by electrolytic reduction, one of which is shown here. Further, in FIG. 2, the cathode immersion portion is shown in a conical shape to show traces of cathode consumption due to the formation of droplets of yttrium alloy. Since the electrolysis temperature is selected to be below the melting point of the metal material of the cathode 40, the cathode 40 is solid and is used in the form of a wire, rod, plate, tube, or the like. The cathode 40 is also continuously or intermittently fed into the electrolytic bath 44 by a cathode lifting mechanism 48 serving as a cathode insertion means to compensate for bone loss due to alloy formation. This cathode lifting mechanism 48 is
It can also serve as an electrical connection to the cathode. Furthermore, there is no problem if the surface of the cathode 40 other than the immersed part is protected with a suitable protective sleeve or the like for corrosion prevention.

また、かかる陰極40の下方に受器開口部が位置するよ
うに、電解浴44内において、下部槽22の底部上に生
成合金受器50が配置せしめられており、電解還元操作
によって陰極40上に生成された液状のイットリウム−
ニッケル合金、インドリウム−鉄合金等のイツトリウム
合金52は、陰極表面より滴下して、その直下において
開口する生成合金受器50内に溜められる。なお、この
生成合金受器50は、生成合金52との反応性の小さな
難融金属、例えばタングステン、タンタル、モリブデン
、ニオブ、或いはそれらの合金等を用いて形成される他
、窒化ホウ素等のホウ化物や酸化物等のセラミックス、
或いはサーメット等の材料、さらに鉄或い゛はニッケル
を用いて形成することもできる。
Further, a produced alloy receiver 50 is placed on the bottom of the lower tank 22 in the electrolytic bath 44 so that the receiver opening is located below the cathode 40, and the produced alloy receiver 50 is placed above the cathode 40 by electrolytic reduction operation. Liquid yttrium produced in
Yttrium alloy 52, such as a nickel alloy or indium-iron alloy, drips from the cathode surface and is collected in a produced alloy receiver 50 that opens just below. The produced alloy receiver 50 is formed using a refractory metal that has low reactivity with the produced alloy 52, such as tungsten, tantalum, molybdenum, niobium, or an alloy thereof, or a boron such as boron nitride. Ceramics such as compounds and oxides,
Alternatively, it can also be formed using a material such as cermet, or iron or nickel.

なお、電解浴44は、前記した本発明に従う組成に調整
された、フッ化イツトリウムを含有するフッ化物混合溶
融塩よりなるものであり、その組成は、その比重が生成
するイツトリウム合金の比重以下となるように選ばれる
。そして、電解によって消費される電解原料は、原料供
給装置54から蓋体24に設けられた原料供給孔56を
通じて供給され、所定組成の電解浴44が維持せしめら
−れるようになっている。
The electrolytic bath 44 is made of a fluoride mixed molten salt containing yttrium fluoride, whose composition is adjusted to the composition according to the present invention, and whose specific gravity is equal to or lower than the specific gravity of the yttrium alloy to be produced. chosen to be. The electrolytic raw material consumed by electrolysis is supplied from a raw material supply device 54 through a raw material supply hole 56 provided in the lid 24, so that the electrolytic bath 44 of a predetermined composition is maintained.

また、陰極40から滴下して受器50内に溜められた生
成合金52は、それが所定量溜まった時に、液体状態の
ままで所定の合金回収機構(取出手段)によって電解槽
20外に取り出されることとなるが、本発明にあっては
、第2図に示される如く、パイプ状の真空吸引ノズル5
8を、蓋体24に設けられた生成合金吸引孔60を通じ
て電解浴44内に差し入れ、該ノズル58の先端を生成
合金受器50内の生成合金52中に浸漬せしめ、図示さ
れていない真空装置の真空吸引作用を利用して吸引する
ことにより生成合金52を吸い上げて電解槽20外に取
り出す手段が、有利に採用されることとなる。
Furthermore, when a predetermined amount of generated alloy 52 drips from the cathode 40 and accumulates in the receiver 50, it is taken out of the electrolytic cell 20 in a liquid state by a predetermined alloy recovery mechanism (retrieval means). However, in the present invention, as shown in FIG.
8 is inserted into the electrolytic bath 44 through the produced alloy suction hole 60 provided in the lid body 24, and the tip of the nozzle 58 is immersed in the produced alloy 52 in the produced alloy receiver 50. Advantageously, a means for sucking up the generated alloy 52 and taking it out of the electrolytic cell 20 by suction using the vacuum suction effect of the electrolytic cell 20 is advantageously employed.

尤も、このような真空吸引による生成合金52の吸引取
出し方式に代えて、電解槽20(下部槽22)の下部を
貫通する取出パイプを設け、この取出パイプの先端を更
に生成合金受器50を貫通させて、該受器50内に開口
せしめることにより、かかる取出パイプを通じて、生成
合金52を炉外下方に流し出す合金回収機構を採用する
ことも可能である。
However, instead of using such a vacuum suction method to take out the produced alloy 52, an extraction pipe is provided that penetrates the lower part of the electrolytic cell 20 (lower tank 22), and the tip of this extraction pipe is further connected to the produced alloy receiver 50. It is also possible to adopt an alloy recovery mechanism in which the formed alloy 52 is flowed out of the furnace and downward through the take-out pipe by penetrating the pipe and opening into the receiver 50.

なお、図示はされていないが、かかる電解炉20内には
、保護ガスが供給されるようになっており、また電解操
作によって発生するガスは、かかる保護ガスと共に、廃
ガス出口62を通じて外部に排出されるようになってい
る。また、このような電解槽20には、前記した電解温
度に保持するための特別な加熱装置は設けられていない
が、所定の温度に維持するために、必要に応じて、この
電解槽20内に或いはその外部に適当な加熱装置を設け
てもよいことは、言うまでもないところである。
Although not shown, a protective gas is supplied into the electrolytic furnace 20, and the gas generated by the electrolytic operation is discharged to the outside through the waste gas outlet 62 together with the protective gas. It is designed to be ejected. Further, although such an electrolytic cell 20 is not provided with a special heating device for maintaining the electrolysis temperature described above, in order to maintain the electrolysis temperature at a predetermined temperature, the inside of this electrolytic cell 20 may be heated as necessary. It goes without saying that a suitable heating device may be provided inside or outside the heating device.

(実施例) 以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発
明に従う幾つかの実施例を示すが、本発明がそのような
実施例の記載によって同等制限的に解釈されるものでな
いことは、言うまでもないところである。
(Examples) In order to clarify the present invention more specifically, some examples according to the present invention will be shown below, but the present invention shall be interpreted in an equivalent and restrictive manner by the description of such examples. It goes without saying that this is not the case.

なお、本発明は、上述した本発明の詳細な説明並びに以
下の実施例の他にも、各種の態様において実施され得る
ものであり、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、
当業者の知識に基づいて種々なる態様において実施され
得るものは、何れも本発明の範晴に属するものであるこ
とが、理解されるべきである。
It should be noted that the present invention can be implemented in various embodiments in addition to the above-described detailed description of the present invention and the following examples, and as long as they do not depart from the spirit of the present invention,
It should be understood that any of the various embodiments that can be implemented based on the knowledge of those skilled in the art belong to the scope of the present invention.

実施例 1 イツトリウムを主とする希土類金属が75%(重量基準
。以下同じ)及びニッケルが25%の平均組成を有する
希土類金属−鉄(RE−Ni)合金0.76 kgが、
次のようにして得られた。
Example 1 0.76 kg of a rare earth metal-iron (RE-Ni) alloy having an average composition of 75% rare earth metal (based on weight, the same applies hereinafter), mainly yttrium, and 25% nickel,
It was obtained as follows.

すなわち、第2図に示される電解槽と同様な構成の装置
において、電解槽の耐浴材としてニッケルをライニング
した黒鉛るつぼを用い、生成合金受器として該黒鉛るつ
ぼの底部中央に設置したモリブデン製容器を用いて、実
質上フッ化イツトリウムとフッ化リチウムのみの二元系
フッ化物混合溶融塩よりなる電解浴を、平均840℃の
電解温度にて不活性ガス雰囲気中で電解した。陰極とし
ては、黒鉛るつぼ中央部の電解浴中に浸漬した1本の6
龍φのニッケル線を用い、陽極としては、かかる陰極の
周りに同心円状に配列して(平面形態において)電解浴
中に浸漬した、4本の40mmφの黒鉛棒を用いた。
That is, in an apparatus having a configuration similar to the electrolytic cell shown in Fig. 2, a graphite crucible lined with nickel is used as the bath-resistant material of the electrolytic cell, and a molybdenum crucible is installed at the center of the bottom of the graphite crucible as a receptacle for the produced alloy. Using a container, an electrolytic bath consisting of a binary fluoride mixed molten salt consisting essentially of yttrium fluoride and lithium fluoride was electrolyzed in an inert gas atmosphere at an average electrolysis temperature of 840°C. As a cathode, a single 6-inch electrode was immersed in the electrolytic bath in the center of the graphite crucible.
A nickel wire of 40 mm diameter was used as an anode, and four graphite rods of 40 mm diameter were arranged concentrically around the cathode (in planar form) and immersed in the electrolytic bath.

そして、フッ化イツトリウムを原料として、その粉末を
電解浴に連続的に供給しつつ、下記第1表に示される範
囲内の電解条件を保持して、16時間電解を行なった。
Using yttrium fluoride as a raw material, electrolysis was carried out for 16 hours while continuously supplying the powder to the electrolytic bath while maintaining the electrolytic conditions within the range shown in Table 1 below.

この間、電解操業は極めて良好に継続することができ、
液体状の希土類金属(イツトリウム)−ニッケル合金が
順次滴下して、電解浴内に配置されたモリブデンの受器
内に溜められた。この溜められた合金は、8時間毎に、
真空吸引ノズルを有する真空吸引式合金回収装置にて電
解炉の外部に取り出された。
During this period, electrolysis operations were able to continue extremely well.
A liquid rare earth metal (yttrium)-nickel alloy was dripped in sequence and collected in a molybdenum receiver placed in the electrolytic bath. This accumulated alloy is released every 8 hours.
The alloy was taken out of the electrolytic furnace using a vacuum suction type alloy recovery device equipped with a vacuum suction nozzle.

かかる電解操作により得られた電解成績並びに生成合金
の分析結果を、下記第1表及び第2表に示す。なお、電
流効率は、回収した希土類金属重量(すべてイツトリウ
ムと仮定)に基づいて求められた。
The electrolytic results obtained by such electrolytic operation and the analysis results of the produced alloy are shown in Tables 1 and 2 below. Note that the current efficiency was determined based on the weight of the rare earth metal recovered (all assumed to be yttrium).

実施例 2 実質的にイツトリウムからなる希土類金属が73%及び
鉄が27%の平均組成を有する希土類金属(イツトリウ
ム)−鉄合金の0.73kgが、次のような電解操作に
より得られた。
Example 2 0.73 kg of a rare earth metal (yttrium)-iron alloy having an average composition of 73% rare earth metal and 27% iron consisting essentially of yttrium was obtained by the following electrolytic operation.

まず、耐浴材としての黒鉛るつぼの内面に鉄をライニン
グしたものを、電解浴の容器として用い、更にこの底部
中央に設置したモリブデン製容器を生成合金の受器とし
て用いて、実質上フッ化イツトリウムとフッ化リチウム
のみの二元系フッ化物混合溶融塩よりなる電解浴を、平
均942℃の電解温度にて不活性ガス雰囲気中で電解し
た。そして、陰極としては、実施例1と同様に配置した
1本の6鶴φの鉄棒を用い、また陽極としては、実施例
1と同様の4本の40鶴φの黒鉛棒を用いた。
First, a graphite crucible lined with iron as a bath-resistant material was used as a container for the electrolytic bath, and a molybdenum container placed in the center of the bottom of the crucible was used as a receiver for the produced alloy. An electrolytic bath consisting of a binary fluoride mixed molten salt containing only yttrium and lithium fluoride was electrolyzed in an inert gas atmosphere at an average electrolysis temperature of 942°C. As the cathode, one iron rod with a diameter of 6 squares and arranged in the same manner as in Example 1 was used, and as the anode, four graphite rods with a diameter of 40 squares as in Example 1 were used as the anodes.

そして、フッ化イツトリウムを原料として、電解浴に連
続的にその供給を行ないつつ、下記第1表に示される範
囲内に電解条件を保持したところ、16時間にわたり、
良好な電解操業が継続された。
Then, when yttrium fluoride was used as a raw material and was continuously supplied to the electrolytic bath while maintaining the electrolytic conditions within the range shown in Table 1 below, over a period of 16 hours,
Good electrolysis operations continued.

また、液体状の希土類金属(イツトリウム)−鉄合金が
順次滴下して、モリブデン製受器内に集められた。さら
に、この集められた受器内の生成合金は、実施例1と同
様に液体状態で取り出すことができた。
In addition, a liquid rare earth metal (yttrium)-iron alloy was sequentially dropped and collected in a molybdenum receiver. Furthermore, the collected alloy produced in the receiver could be taken out in a liquid state as in Example 1.

かかる電解操作によって得られた電解成績並びに生成合
金の分析結果を、それぞれ下記第1表及び第2表に示す
The electrolytic results obtained by such electrolytic operation and the analysis results of the produced alloy are shown in Tables 1 and 2 below, respectively.

第   1   表 第    2    表 かかる第1表及び第2表の結果から明らかなように、本
発明に従ってフッ化イツトリウムを電解することにより
、イツトリウム含有量の高いイットリウム−ニッケル合
金或いはイットリウム−鉄合金が一挙に製造され得るの
であり、またそのような生成合金は、合金特性を悪化さ
せる不純物の含有量の低いイットリウム−ニッケル合金
或いはイットリウム−鉄合金であることが認められる。
Table 1 Table 2 As is clear from the results in Tables 1 and 2, by electrolyzing yttrium fluoride according to the present invention, yttrium-nickel alloys or yttrium-iron alloys with high yttrium content can be produced at once. It is recognized that the resulting alloy is a yttrium-nickel alloy or a yttrium-iron alloy with a low content of impurities that degrade the alloy properties.

なお、第2表中の合金含有成分の数値は、8時間毎に取
り出された合金の分析値の平均値である。
Note that the numerical values of the alloy-containing components in Table 2 are the average values of the analysis values of the alloy taken out every 8 hours.

また、以上の実施例では、更に長時間にわたってmuし
て電解を行なうことが容易であり、そのような場合にあ
っても、それぞれの実施例と同様な結果が得られること
が確認されている。
In addition, in the above examples, it is easy to conduct electrolysis by mu for a longer period of time, and even in such a case, it has been confirmed that the same results as in each example can be obtained. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明を実施するための具体的な電解システム
を示す模式図であり、第2図は本発明を実施するための
電解槽の構造の一例を示す断面図である。 2:電解槽     4:溶剤 6:原料供給装置  8:炭素陽極 10:陰極    12:電力 14:合金取出手段 16:保護ガス 18:廃ガス処理装置 20:電解槽    22:下部槽 24:蓋体 30.32:耐火断熱材層 34.36:耐浴材層 38ニライニング材 40:陰極 42:炭素陽極   44:電解浴 46:陽極昇降機構 48:陰極昇降機構50:生成合
金受器 52:生成合金 54:原料供給装置 58:真空吸引ノズル60:生成
合金吸引孔 出願人 住友軽金属工業株式会社 第1図 第2図 ら8
FIG. 1 is a schematic diagram showing a specific electrolytic system for implementing the present invention, and FIG. 2 is a sectional view showing an example of the structure of an electrolytic cell for implementing the present invention. 2: Electrolytic cell 4: Solvent 6: Raw material supply device 8: Carbon anode 10: Cathode 12: Electric power 14: Alloy extraction means 16: Protective gas 18: Waste gas treatment device 20: Electrolytic cell 22: Lower tank 24: Lid body 30 .32: Fireproof insulation layer 34. 36: Bath-resistant layer 38 lining material 40: Cathode 42: Carbon anode 44: Electrolytic bath 46: Anode lifting mechanism 48: Cathode lifting mechanism 50: Generated alloy receiver 52: Generated alloy 54: Raw material supply device 58: Vacuum suction nozzle 60: Produced alloy suction hole Applicant: Sumitomo Light Metal Industries, Ltd. Figure 1, Figure 2, et al. 8

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)イットリウムと合金化し得る金属からなる固体の
陰極と炭素陽極とを用いて、イットリウム化合物を溶融
塩電解浴中において電解還元せしめ、生成するイットリ
ウムを前記陰極上に析出させると共に、該陰極を構成す
る金属と合金化せしめて、所定のイットリウム合金を形
成させる方法にして、 前記イットリウム化合物としてフッ化イットリウムを用
いると共に、かかるイットリウム化合物を含む前記溶融
塩電解浴が、実質的に20〜93重量%のフッ化イット
リウム、7〜80重量%のフッ化リチウム、40重量%
までのフッ化バリウム及び20重量%までのフッ化カル
シウムにて構成されるように調整する一方、前記イット
リウム合金を前記陰極上に液体状態で生成せしめ、そし
て該液体状態のイットリウム合金を、液滴として該陰極
下方の電解浴中に開口部を有する受器内に滴下せしめて
、液層として溜め、更にこの受器内の液層より、イット
リウム合金を液体状態で取り出すようにしたことを特徴
とするイットリウム合金の製造方法。
(1) Using a solid cathode made of a metal that can be alloyed with yttrium and a carbon anode, a yttrium compound is electrolytically reduced in a molten salt electrolytic bath, and the produced yttrium is deposited on the cathode, and the cathode is A method of forming a predetermined yttrium alloy by alloying with constituent metals, wherein yttrium fluoride is used as the yttrium compound, and the molten salt electrolytic bath containing the yttrium compound has a weight of substantially 20 to 93%. % yttrium fluoride, 7-80% lithium fluoride, 40% by weight
The yttrium alloy is formed in a liquid state on the cathode, and the yttrium alloy in the liquid state is deposited in droplets. The yttrium alloy is dropped into a receiver having an opening in the electrolytic bath below the cathode and collected as a liquid layer, and the yttrium alloy is taken out in a liquid state from the liquid layer in the receiver. A method for producing yttrium alloy.
(2)前記陰極がニッケルから構成され、イットリウム
−ニッケル合金が製造される特許請求の範囲第1項記載
の製造方法。
(2) The manufacturing method according to claim 1, wherein the cathode is made of nickel and a yttrium-nickel alloy is manufactured.
(3)前記陰極が鉄から構成され、イットリウム−鉄合
金が製造される特許請求の範囲第1項記載の製造方法。
(3) The manufacturing method according to claim 1, wherein the cathode is made of iron and a yttrium-iron alloy is manufactured.
(4)前記溶融塩電解浴が、810〜1000℃の温度
に保持され、かかる温度下に前記電解還元操作が進行せ
しめられる特許請求の範囲第2項記載の製造方法。
(4) The manufacturing method according to claim 2, wherein the molten salt electrolytic bath is maintained at a temperature of 810 to 1000°C, and the electrolytic reduction operation is allowed to proceed at this temperature.
(5)前記溶融塩電解浴が、910〜1000℃の温度
に保持され、かかる温度下に前記電解還元操作が進行せ
しめられる特許請求の範囲第3項記載の製造方法。
(5) The manufacturing method according to claim 3, wherein the molten salt electrolytic bath is maintained at a temperature of 910 to 1000°C, and the electrolytic reduction operation is performed at this temperature.
(6)前記電解還元操作が、陽極電流密度:0.05〜
4.0A/cm^2、陰極電流密度:0.50〜80A
/cm^2の条件下に行なわれる特許請求の範囲第1項
乃至第5項の何れかに記載の製造方法。
(6) The electrolytic reduction operation has an anode current density of 0.05 to
4.0A/cm^2, cathode current density: 0.50-80A
The manufacturing method according to any one of claims 1 to 5, which is carried out under conditions of /cm^2.
(7)前記炭素陽極が、黒鉛電極である特許請求の範囲
第1項乃至第6項の何れかに記載の製造方法。
(7) The manufacturing method according to any one of claims 1 to 6, wherein the carbon anode is a graphite electrode.
(8)前記イットリウム化合物を含む溶融塩電解浴が、
実質的にフッ化イットリウムとフッ化リチウムにて構成
され、且つ該フッ化イットリウムが少なくとも25重量
%以上、該フッ化リチウムが少なくとも15重量%以上
、それぞれ存在するように調整せしめられる特許請求の
範囲第1項乃至第7項の何れかに記載の製造方法。
(8) The molten salt electrolytic bath containing the yttrium compound is
Claims that are substantially composed of yttrium fluoride and lithium fluoride, and are adjusted so that the yttrium fluoride is present in an amount of at least 25% by weight, and the lithium fluoride is present in an amount of at least 15% by weight, respectively. The manufacturing method according to any one of items 1 to 7.
(9)実質的に、フッ化イットリウム及びフッ化リチウ
ム、並びに必要に応じて添加されたフッ化バリウム、フ
ッ化カルシウムからなる溶融塩電解浴を収容する、耐火
性材料から構成された電解槽と、 該電解槽の内面の接浴部に施されたライニングと、 該電解槽の溶融塩電解浴中に挿入、浸漬される、実質的
に長さ方向に形状の変化のない長手の炭素陽極と、 該電解槽の溶融塩電解浴中に挿入、浸漬される、実質的
に長さ方向に形状の変化のない、イットリウムと合金化
し得る金属からなる長手の陰極と、 開口部が、該陰極の下方に位置するように、前記電解槽
の溶融塩電解浴中に配置せしめられて、前記炭素陽極と
陰極との間に印加される直流電流によるフッ化イットリ
ウムの電解還元によって該陰極上に生じるイットリウム
合金の液滴が滴下せしめられる、かかるイットリウム合
金液滴を集めるための合金受器と、 該合金受器内の液体状態のイットリウム合金を電解槽外
に取り出すための液状合金取出手段と、 前記陰極を、前記イットリウム合金の生成に伴なうその
消耗に従って、前記電解槽の溶融塩電解浴中に所定の電
流密度が得られるように挿入するための陰極挿入手段と
を、 含むことを特徴とするイットリウム合金の製造装置。
(9) An electrolytic cell made of a refractory material and containing a molten salt electrolytic bath consisting essentially of yttrium fluoride and lithium fluoride, as well as barium fluoride and calcium fluoride added as necessary. , a lining provided on the inner surface of the electrolytic cell in contact with the bath; a longitudinal carbon anode that is inserted into and immersed in the molten salt electrolytic bath of the electrolytic cell and whose shape does not substantially change in the longitudinal direction; , an elongated cathode made of a metal capable of alloying with yttrium and having substantially no change in shape in the length direction and inserted into and immersed in the molten salt electrolytic bath of the electrolytic cell; yttrium produced on the cathode by electrolytic reduction of yttrium fluoride by a direct current applied between the carbon anode and the cathode; an alloy receiver for collecting the yttrium alloy droplets, into which the alloy droplets are dropped; a liquid alloy take-out means for taking out the liquid yttrium alloy in the alloy receiver to the outside of the electrolytic cell; and the cathode. and a cathode insertion means for inserting the yttrium alloy into the molten salt electrolytic bath of the electrolytic cell so as to obtain a predetermined current density according to its consumption as the yttrium alloy is produced. Yttrium alloy manufacturing equipment.
(10)前記陰極が、ニッケルから構成されている特許
請求の範囲第9項記載の製造装置。
(10) The manufacturing apparatus according to claim 9, wherein the cathode is made of nickel.
(11)前記陰極が、鉄から構成されている特許請求範
囲第9項記載の製造装置。
(11) The manufacturing apparatus according to claim 9, wherein the cathode is made of iron.
(12)前記炭素陽極を前記電解槽の溶融塩電解浴中に
所定の電流密度が得られるように挿入するための陽極挿
入手段を備えた特許請求の範囲第9項乃至第11項の何
れかに記載の製造装置。
(12) Any one of claims 9 to 11, further comprising an anode insertion means for inserting the carbon anode into the molten salt electrolytic bath of the electrolyzer so as to obtain a predetermined current density. The manufacturing equipment described in .
(13)原料としてのフッ化イットリウムを前記電解槽
内に供給する原料供給手段を備えた特許請求の範囲第9
項乃至第12項の何れかに記載の製造装置。
(13) Claim 9, comprising a raw material supply means for supplying yttrium fluoride as a raw material into the electrolytic cell.
13. The manufacturing apparatus according to any one of Items 1 to 12.
(14)前記液状合金取出手段が、前記合金受器内の液
状イットリウム合金中に挿入されるパイプ状ノズルを有
し、該ノズルを通じて真空吸引作用により該イットリウ
ム合金を吸い上げ、電解槽外に取り出すようにした特許
請求の範囲第9項乃至第13項の何れかに記載の製造装
置。
(14) The liquid alloy extraction means has a pipe-shaped nozzle inserted into the liquid yttrium alloy in the alloy receiver, and sucks up the yttrium alloy by vacuum suction through the nozzle and takes it out of the electrolytic cell. A manufacturing apparatus according to any one of claims 9 to 13.
(15)前記ライニングが、ニッケル材料或いは鉄材料
にて構成されている特許請求の範囲第9項乃至第14項
の何れかに記載の製造装置。
(15) The manufacturing apparatus according to any one of claims 9 to 14, wherein the lining is made of a nickel material or an iron material.
(16)前記炭素陽極が、黒鉛電極である特許請求の範
囲第9項乃至第15項の何れかに記載の製造装置。
(16) The manufacturing apparatus according to any one of claims 9 to 15, wherein the carbon anode is a graphite electrode.
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