NO172989B - METHOD AND ELECTROLYCLE CELL FOR ELECTROLYTIC PREPARATION OF A RARE EARTH METAL OR ANY ALLOY THEREOF - Google Patents
METHOD AND ELECTROLYCLE CELL FOR ELECTROLYTIC PREPARATION OF A RARE EARTH METAL OR ANY ALLOY THEREOF Download PDFInfo
- Publication number
- NO172989B NO172989B NO854899A NO854899A NO172989B NO 172989 B NO172989 B NO 172989B NO 854899 A NO854899 A NO 854899A NO 854899 A NO854899 A NO 854899A NO 172989 B NO172989 B NO 172989B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- rare earth
- earth metal
- metal
- bath
- cathode
- Prior art date
Links
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 47
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 title claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 39
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 39
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 37
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Chemical compound [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 36
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 34
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 34
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims abstract description 19
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 10
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 10
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 229910000982 rare earth metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 21
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 12
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- ATINCSYRHURBSP-UHFFFAOYSA-K neodymium(iii) chloride Chemical compound Cl[Nd](Cl)Cl ATINCSYRHURBSP-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- -1 rare earth metal chlorides Chemical class 0.000 claims description 5
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 19
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910002249 LaCl3 Inorganic materials 0.000 description 5
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- ICAKDTKJOYSXGC-UHFFFAOYSA-K lanthanum(iii) chloride Chemical compound Cl[La](Cl)Cl ICAKDTKJOYSXGC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 5
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910017544 NdCl3 Inorganic materials 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- PXAWCNYZAWMWIC-UHFFFAOYSA-N [Fe].[Nd] Chemical compound [Fe].[Nd] PXAWCNYZAWMWIC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- RCJVRSBWZCNNQT-UHFFFAOYSA-N dichloridooxygen Chemical compound ClOCl RCJVRSBWZCNNQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001060 Gray iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000858 La alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019328 PrCl3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- ZSOJHTHUCUGDHS-UHFFFAOYSA-N gadolinium iron Chemical compound [Fe].[Gd] ZSOJHTHUCUGDHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NNLJGFCRHBKPPJ-UHFFFAOYSA-N iron lanthanum Chemical compound [Fe].[La] NNLJGFCRHBKPPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 1
- JKAYFQPEIRPZPA-UHFFFAOYSA-N lanthanum neodymium Chemical compound [La][Nd] JKAYFQPEIRPZPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GALOTNBSUVEISR-UHFFFAOYSA-N molybdenum;silicon Chemical compound [Mo]#[Si] GALOTNBSUVEISR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- LHBNLZDGIPPZLL-UHFFFAOYSA-K praseodymium(iii) chloride Chemical compound Cl[Pr](Cl)Cl LHBNLZDGIPPZLL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C1/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions
- C25C1/22—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions of metals not provided for in groups C25C1/02 - C25C1/20
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/34—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of metals not provided for in groups C25C3/02 - C25C3/32
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for elektrolytisk fremstilling av et sjeldent jordartsmetall eller en legering av et sjeldent jordartsmetall med minst ett metall valgt fra gruppen bestående av sjeldne jordartsmetaller og overgangsmetaller, ved elektrolyse av et smeltet saltbad, og det særegne ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er at elektrolysen, som gjennomføres med faste elektroder, foretas av minst et klorid av et sjeldent jordartsmetall i et bad av salter hovedsakelig omfattende litiumklorid og litiumfluorid, idet katoden består av wolfram eller utgjøres av minst et sjeldent jordartsmetall i tilfellet med fremstilling av et sjeldent jordartsmetall eller en legering av sjeldne jordartsmetaller, eller at katoden består av et overgangsmetall eller en legering av et sjeldent jordartsmetall og et overgangsmetall i tilfellet med fremstilling av en legering av minst et sjeldent jordartsmetall og minst et overgangsmetall, idet det anvendes et bad inneholdende ett eller flere sjeldne jordartsmetallklorider i en mengde mellom 10 og .70 vekt% og elektrolysen gjennomføres ved en temperatur mellom 650 og 1100°C. The present invention relates to a method for the electrolytic production of a rare earth metal or an alloy of a rare earth metal with at least one metal selected from the group consisting of rare earth metals and transition metals, by electrolysis of a molten salt bath, and the peculiarity of the method according to the invention is that the electrolysis, which is carried out with fixed electrodes, is carried out by at least one chloride of a rare earth metal in a bath of salts mainly comprising lithium chloride and lithium fluoride, the cathode consisting of tungsten or consisting of at least one rare earth metal in the case of the production of a rare earth metal or an alloy of rare earth metals, or that the cathode consists of a transition metal or an alloy of a rare earth metal and a transition metal in the case of producing an alloy of at least one rare earth metal and at least one transition metal, using a bath containing nde one or more rare earth metal chlorides in an amount between 10 and .70% by weight and the electrolysis is carried out at a temperature between 650 and 1100°C.
Oppfinnelsen vedrører også en elektrolysecelle for utførelse av den nevnte fremgangsmåte, omfattende en beholder utstyrt med oppvarmingsinnretninger og faste elektroder anordnet i denne beholder, og det særegne ved elektrolysecellen i henhold til oppfinnelsen er at bunnen av beholderen er forlenget vertikalt med en tømmesone som utgjøres av en kanal med indre tverrsnitt mindre enn tverrsnittet av beholderen, idet anoden, særlig en ringanode av grafitt, er anordnet som en ring sentrert omkring katoden. The invention also relates to an electrolysis cell for carrying out the aforementioned method, comprising a container equipped with heating devices and fixed electrodes arranged in this container, and the distinctive feature of the electrolysis cell according to the invention is that the bottom of the container is extended vertically with an emptying zone which is formed by a channel with an internal cross-section smaller than the cross-section of the container, the anode, in particular a ring anode of graphite, being arranged as a ring centered around the cathode.
Disse og andre trekk ved oppfinnelsen fremgår av patentkrav-ene . These and other features of the invention appear in the patent claims.
Med uttrykket sjeldne jordartsmetaller (TR) i det etterfølg-ende forstås ethvert metall som hører til den gruppe som utgjøres av yttrium og lantanidene med unntagelse av samarium, europium, ytterbium og thulium. In the following, the term rare earth metals (TR) means any metal that belongs to the group formed by yttrium and the lanthanides with the exception of samarium, europium, ytterbium and thulium.
I praksis frembyr smelteelektrolyse av et klorid av et sjeldent jordartsmetall og særlig neodym problemer med hensyn til de meget små utbytter som oppnås. Dette skyldes en høy oppløselighet av metallet i nærvær av sitt klorid. En slik metode er beskrevet i artikkelen til Kurita (Denku Kagaku, 1967, 35 (7) side 496-501). Man har oppnådd et utbytte som ikke overstiger 20 % rent neodym i tilfellet av et smeltet bad som utgjøres av neodymklorid og kaliumklorid. In practice, melt electrolysis of a chloride of a rare earth metal and especially neodymium presents problems with respect to the very small yields that are obtained. This is due to a high solubility of the metal in the presence of its chloride. Such a method is described in the article by Kurita (Denku Kagaku, 1967, 35 (7) page 496-501). A yield of not more than 20% pure neodymium has been obtained in the case of a molten bath consisting of neodymium chloride and potassium chloride.
Et første formål for den foreliggende oppfinnelse er fremstilling av et sjeldent jordartsmetall ved elektrolyse under betingelser slik at fremgangsmåten er industrielt anvendelig. A first purpose of the present invention is the production of a rare earth metal by electrolysis under conditions such that the method is industrially applicable.
Et annet formål for oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av legeringer av sjeldne jordartsmetaller som også er industrielt anvendelig. Another purpose of the invention is to provide a method for producing alloys of rare earth metals which is also industrially applicable.
Et ytterligere formål for oppfinnelsen er å tilveiebringe et apparat som er egnet for utførelse av fremgangsmåten. A further object of the invention is to provide an apparatus which is suitable for carrying out the method.
Oppfinnelsen tillater oppnåelse av et metall med høy renhet eller en legering med høyt innhold av sjeldent jordartsmetall med høye utbytter av metall som kan overstige 80 % under betingelser som er industrielt anvendbare. The invention allows obtaining a high purity metal or an alloy with a high content of rare earth metal with high yields of metal that can exceed 80% under industrially applicable conditions.
Andre egenskaper og fordeler ved oppfinnelsen vil lettere forstås ved gjennomgang av den etterfølgende fremstilling og utførelseseksempler og med henvisning til de vedføyde tegning-er som viser skjematiske tverrsnitt av utførelsesformer av en elektrolysecelle i henhold til oppfinnelsen. Other properties and advantages of the invention will be more easily understood by reviewing the subsequent preparation and execution examples and with reference to the attached drawings which show schematic cross-sections of embodiments of an electrolysis cell according to the invention.
Som angitt i det foregående vedrører oppfinnelsen fremstilling av sjeldne jordartsmetaller og legeringer derav. Oppfinnelsen vedrører spesielt fremstilling av neodymmetall fra neodymklorid og frembyr særlig i tilfellet med neodym en særlig stor forbedring av utbyttet. As stated above, the invention relates to the production of rare earth metals and alloys thereof. The invention relates in particular to the production of neodymium metal from neodymium chloride and, particularly in the case of neodymium, offers a particularly large improvement in yield.
Tilsvarende vedrører oppfinnelsen særlig fremstilling av legeringer på basis av neodym. Correspondingly, the invention particularly relates to the production of alloys based on neodymium.
De legeringer som kan fremstilles er legeringer mellom sjeldne jordartsmetaller, f.eks. Nd-La, Nd-Ce, Nd-Pr eller også legeringer mellom ett eller flere sjeldne jordartsmetaller og et metall valgt fra gruppen av overgangsmetaller. Man kan som overgangsmetall anvende alle metallene som har et smeltepunkt over temperaturen for det smeltede saltbad ved tidspunktet for elektrolysen, idet denne temperatur kan variere mellom 650 og 1100°C. Som eksempel på slike metaller kan nevnes jern, kobolt, nikkel og krom. Oppfinnelsen kan således spesielt anvendes for fremstilling av følgende legeringer: Nd-Fe, La-Fe, Nd-La-Fe, Pr-Fe. The alloys that can be produced are alloys between rare earth metals, e.g. Nd-La, Nd-Ce, Nd-Pr or also alloys between one or more rare earth metals and a metal selected from the group of transition metals. All metals which have a melting point above the temperature of the molten salt bath at the time of the electrolysis can be used as transition metal, as this temperature can vary between 650 and 1100°C. Examples of such metals include iron, cobalt, nickel and chromium. The invention can thus be particularly used for the production of the following alloys: Nd-Fe, La-Fe, Nd-La-Fe, Pr-Fe.
Ved oppfinnelsen går man ut fra et klorid av det sjeldne jordartsmetall som man ønsker å fremstille i metallform. For oppnåelse av en legering omfattende flere jordartsmetaller går man da frem fra et bad omfattende en blanding av kloridene av hvert av disse sjeldne jordartsmetaller. Disse klorider kan foretrukket ha et vanninnhold lavere enn 6 vekt%. The invention is based on a chloride of the rare earth metal which it is desired to produce in metallic form. To obtain an alloy comprising several rare earth metals, one proceeds from a bath comprising a mixture of the chlorides of each of these rare earth metals. These chlorides can preferably have a water content lower than 6% by weight.
Badet som tjener for elektrolysen omfatter utover det eller de anvendte klorider av sjeldne jordartsmetaller i det vesent-lige litiumfluorid og litiumklorid idet det i dette tilfelle generelt oppnås gode utbytter. The bath which serves for the electrolysis includes, in addition to the chloride(s) of rare earth metals used, mainly lithium fluoride and lithium chloride, as good yields are generally obtained in this case.
Mengdeandelen av det eller de anvendte klorider av sjeldne jordartsmetaller i badet varierer mellom 10 og 70 vekt% og spesielt mellom 15 og 45 vekt%. The amount of the chloride(s) of rare earth metals used in the bath varies between 10 and 70% by weight and in particular between 15 and 45% by weight.
Videre kan mengdeandelen på vektbasis mellom det anvendte litiumklorid på den ene side og litiumfluoridet på den annen side variere mellom 1,5:1 og 3:1. Furthermore, the quantity ratio on a weight basis between the lithium chloride used on the one hand and the lithium fluoride on the other hand can vary between 1.5:1 and 3:1.
Det er endelig fordelaktig å anvende et bad som har et innhold av litiumfluorid på minst 15 vekt%. Finally, it is advantageous to use a bath which has a lithium fluoride content of at least 15% by weight.
j j
Temperaturen i badet under elektrolysen bestemmes slik at den skal være over smeltetemperaturen for elektrolysebadet, og generelt er denne temperatur mellom 650 og 1100°C, særlig mellom 700 og 900°C. The temperature in the bath during the electrolysis is determined so that it should be above the melting temperature for the electrolysis bath, and generally this temperature is between 650 and 1100°C, in particular between 700 and 900°C.
De betingelser som mer spesielt vedrører elektrolysen er beskrevet i det følgende. The conditions which more particularly relate to the electrolysis are described in the following.
Med hensyn til elektrodene anvendes foretrukket en anode av grafitt. Arten av katoden kan variere som funksjon av den type produkt som fremstilles. With regard to the electrodes, a graphite anode is preferably used. The nature of the cathode may vary as a function of the type of product being manufactured.
Ved fremstilling av et rent jordartsmetall anvendes fordelaktig en wolframkatode. Man kan også anvende en katode som utgjøres av det samme sjeldne jordartsmetall som man skal fremstille. Man anvender katoder av samme type for fremstilling av en legering av sjeldne jordartsmetaller inn-byrdes . When producing a pure earth metal, a tungsten cathode is advantageously used. You can also use a cathode made of the same rare earth metal that is to be produced. Cathodes of the same type are used to produce an alloy of rare earth metals.
I tilfellet med fremstilling av en legering av et sjeldent jordartsmetall og et overgangsmetall vil katoden være en offerkatode som utgjøres av overgangsmetaller eller den samme legering av sjeldent jordartsmetall/overgangsmetall som kan søker å fremstille. In the case of making an alloy of a rare earth metal and a transition metal, the cathode will be a sacrificial cathode made up of transition metals or the same rare earth/transition metal alloy that may be sought to be made.
Grensespenningen ved elektrodene er generelt mellom 4 og 10 V. The threshold voltage at the electrodes is generally between 4 and 10 V.
De katodiske strømtettheter (Dcc) kan variere mellom 7 0 A.dm-<2 >og 700 A.dm-<2>, mer spesielt mellom 100 og 250 A.dm-<2>. De anodiske strømtettheter (Dca) er generelt mellom 50 og 250 A.dm<-2.>The cathodic current densities (Dcc) can vary between 70 A.dm-<2> and 700 A.dm-<2>, more particularly between 100 and 250 A.dm-<2>. The anodic current densities (Dca) are generally between 50 and 250 A.dm<-2.>
Det er innsett at det er fordelaktig å gjennomføre elektrolysen under betingelser slik at man har et partialtrykk av klor i gassfasen på minst 1,0.10<4> Pa (0,1 atmosfære). I dette tilfelle foregår det en omdannelse av oksykloridene tilstede i badet i henhold til reaksjonen TROC1 + CI2 - TRCI3 + 1/2 O2. Oksykloridene vil være tilført som forurensninger sammen med kloridene av de sjeldne jordartsmetaller. I dette tilfelle kan man som utgangsprodukter anvende klorider av sjeldne jordartsmetaller med et oksykloridinnhold opptil 25 vekt%. It has been realized that it is advantageous to carry out the electrolysis under conditions such that one has a partial pressure of chlorine in the gas phase of at least 1.0.10<4> Pa (0.1 atmosphere). In this case, a conversion of the oxychlorides present in the bath takes place according to the reaction TROC1 + CI2 - TRCI3 + 1/2 O2. The oxychlorides will be added as pollutants together with the chlorides of the rare earth metals. In this case, chlorides of rare earth metals with an oxychloride content of up to 25% by weight can be used as starting products.
I det følgende gis eksempler på oppfinnelsen. De beskrevne forsøk er gjennomført i aluminiumoksyddigler med grafittanoder med diameter 10 til 25 mm. Polavstanden er 65 mm for eksemplene 1 til 4. For hver elektrolyse ble metallproduktet isolert etter avkjøling i digelen. Sammensetningen av badene er gitt i vekt%. In the following, examples of the invention are given. The experiments described were carried out in aluminum oxide crucibles with graphite anodes with a diameter of 10 to 25 mm. The pole distance is 65 mm for examples 1 to 4. For each electrolysis, the metal product was isolated after cooling in the crucible. The composition of the baths is given in % by weight.
Det angitte metallutbytte betegner forholdet mellom sjeldent jordartsmetall som er oppnådd i forhold til det tilsvarende metall innført som klorid av sjeldent jordartsmetall (TRCI3). The indicated metal yield denotes the ratio of rare earth metal obtained in relation to the corresponding metal introduced as chloride of rare earth metal (TRCI3).
EKSEMPEL 1 - Fremstilling av neodymmetall. EXAMPLE 1 - Preparation of neodymium metal.
Elektrolyse gjennomføres ved 850°C ved en katode av wolfram (diameter = 4 mm) fra 800 g av en smeltet blanding med sammensetning NdCl3 : 13,3 %; LiCl : 62,0 %; LiF : 24,7 %. Denne elektrolyse ble gjennomført med en strømstyrke I = 8,5 A tilsvarende en katodisk strømtetthet d.c.c. = 690 A.dm-<2> og en anodisk strømtetthet d.c.a. = 60 A.dm-<2>. Spenningen ved elektrodene er mellom 4,6 og 5,0 V. En elektrolyseperiode på 4 timer ga med et 40 % metallutbytte 24,1 g metall med innhold av neodym, litium henholdsvis wolfram på henholdvis 98 %, 0,07 % og <. 1%. Electrolysis is carried out at 850°C at a cathode of tungsten (diameter = 4 mm) from 800 g of a molten mixture with composition NdCl3 : 13.3%; LiCl: 62.0%; LiF: 24.7%. This electrolysis was carried out with a current I = 8.5 A corresponding to a cathodic current density d.c.c. = 690 A.dm-<2> and an anodic current density d.c.a. = 60 A.dm-<2>. The voltage at the electrodes is between 4.6 and 5.0 V. An electrolysis period of 4 hours gave a 40% metal yield of 24.1 g of metal with a content of neodymium, lithium and tungsten respectively of 98%, 0.07% and <. 1%.
EKSEMPEL 2 - Fremstilling av en legering neodym-jern med EXAMPLE 2 - Preparation of a neodymium-iron alloy with
lite innhold av jern. low content of iron.
Man går ut fra 800 g av et bad med sammensetning svært lik sammensetningen av badet som elektrolyseres i eksempel 1, med NdCl3 13 %, LiCl 62 %, LiF 25 %. Elektrolysen gjennomføres ved 7 30°C med en katode som utgjøres av 65 g legering Nd/Fe med 20 % jern (legering fremstilt på forhånd ved hjelp av kalsiotermi). Den elektriske kontakt ble sikret ved hjelp av en stålstang. Elektrolyse-strømstyrken var høyere, 25 A, men tilsvarende en lavere d.c.c. (110 A.dm-<2>); d.c.a. var 250 A.dm-<2>. Etter en elektrolysetid på 1 time og 20 min. ble det utvunnet 48 g metall (metallutbytte 80,4 %) inneholdende minst 89 % Nd, 8,7 % jern og 0,1 % litium. The starting point is 800 g of a bath with a composition very similar to the composition of the bath that is electrolysed in example 1, with NdCl3 13%, LiCl 62%, LiF 25%. The electrolysis is carried out at 7 30°C with a cathode consisting of 65 g of alloy Nd/Fe with 20% iron (alloy prepared in advance by means of calciothermy). The electrical contact was secured using a steel rod. The electrolysis amperage was higher, 25 A, but correspondingly a lower d.c.c. (110 A.dm-<2>); d.c.a. was 250 A.dm-<2>. After an electrolysis time of 1 hour and 20 min. 48 g of metal was recovered (metal yield 80.4%) containing at least 89% Nd, 8.7% iron and 0.1% lithium.
EKSEMPEL 3 - Oppnåelse av en legering neodym-jern. EXAMPLE 3 - Obtaining a neodymium-iron alloy.
Vekten og sammensetningen av elektrolysebadet såvel som temperaturen er identiske med de tilsvarende i eksempel 2 (neodym-kloridet inneholdt 7,5 % oksyklorid og 2,7 % vann). Elektrolyse-stromstyrken er lavere (13,5 A). Ved katoden som bestod av et offer-jerngitter og en stålkontakt var d.c.c. 100 A.dm-<2>, d.c.a. hadde verdi 135 A.dm-<2>. Etter 2 timer og 30 min. elektrolyse ble det oppnådd 50 g metall (metallutbytter 84 %) inneholdende minst 85 % Nd, 12 % jern og 0,7 % litium. The weight and composition of the electrolytic bath as well as the temperature are identical to the corresponding ones in example 2 (the neodymium chloride contained 7.5% oxychloride and 2.7% water). The electrolysis amperage is lower (13.5 A). At the cathode which consisted of a sacrificial iron grid and a steel contact, the d.c.c. 100 A.dm-<2>, d.c.a. had value 135 A.dm-<2>. After 2 hours and 30 min. electrolysis, 50 g of metal was obtained (metal yield 84%) containing at least 85% Nd, 12% iron and 0.7% lithium.
I de etterfølgende eksempler 4 til 8 er elektrolysetiden angitt i forhold til tiden t.teor. som er den tid som teoretisk er nødvendig for reduksjon av hele mengde av TRCI3 hvis utbyttet av metall skal være 100 %. In the following examples 4 to 8, the electrolysis time is indicated in relation to the time t.theor. which is the time theoretically necessary for the reduction of the entire amount of TRCI3 if the yield of metal is to be 100%.
EKSEMPEL 4 - Fremstilling av rent lantan. EXAMPLE 4 - Preparation of pure lanthanum.
Man går ut fra et bad med følgende sammensetning: You start from a bathroom with the following composition:
LaCl3 13 %, LiCl 62 %, LiF 25 %. Man anvender en katode som utgjøres av en wolframstav, med d.c.c. 690 A.dm-<2>, og d.c.a. 60A.dm-<2>. Interpolaravstanden er 65 mm. Temperaturen er 800°C. Etter t = t.teor. oppnås et metall med lantaninnhold minst 95 % og metallutbyttet 33 %. LaCl3 13%, LiCl 62%, LiF 25%. A cathode consisting of a tungsten rod is used, with d.c.c. 690 A.dm-<2>, and d.c.a. 60A.dm-<2>. The interpolar distance is 65 mm. The temperature is 800°C. After t = t.theor. a metal with a lanthanum content of at least 95% and a metal yield of 33% is obtained.
EKSEMPEL 5 - Oppnåelse av en legering lantan-jern. EXAMPLE 5 - Obtaining a lanthanum-iron alloy.
Badet har følgende sammensetning: The bathroom has the following composition:
LaCl3 25 %, LiCl 53 %, LiF 22 %. Man anvender en katode som utgjøres av en jernstang, med d.c.c. 165 A.dm-<2>, d.c.a. 215 A.dra-2 og interpolaravstanden 60 mm. Temperaturene er 840°C. Man oppnår etter t = 1,5 t.teor. en legering omfattende 92 % La og 7 % Fe. Metallutbyttet er 34 %. LaCl3 25%, LiCl 53%, LiF 22%. A cathode consisting of an iron rod is used, with d.c.c. 165 A.dm-<2>, d.c.a. 215 A.dra-2 and the interpolar distance 60 mm. The temperatures are 840°C. One achieves after t = 1.5 t.theor. an alloy comprising 92% La and 7% Fe. The metal yield is 34%.
EKSEMPEL 6 - Fremstilling av en legering neodym-lantan. EXAMPLE 6 - Preparation of a neodymium-lanthanum alloy.
Man går ut fra et bad med følgende sammensetning: You start from a bathroom with the following composition:
NdCl3 26 %, LaCl3 9 %, LiCl 46 %, LiF 19 %. Katoden er en wolframstav, d.c.c. er 276 A.dm-<2>, d.c.a. er 235 A.dm<2> og interpolaravstanden 63 mm. Temperaturen er 860°C. Etter en elektrolysetid på t = 0,7 t.teor. oppnås med et metallutbytte på 57 % en legering med sammensetning: Nd 81 %, La 18 % og et litiuminnhold av 0,1 %. NdCl3 26%, LaCl3 9%, LiCl 46%, LiF 19%. The cathode is a tungsten rod, d.c.c. is 276 A.dm-<2>, d.c.a. is 235 A.dm<2> and the interpolar distance 63 mm. The temperature is 860°C. After an electrolysis time of t = 0.7 h.theor. is obtained with a metal yield of 57% an alloy with composition: Nd 81%, La 18% and a lithium content of 0.1%.
EKSEMPEL 7 - Fremstilling av en legering neodym, lantan, jern. EXAMPLE 7 - Preparation of an alloy neodymium, lanthanum, iron.
Badet har følgende sammensetning: The bathroom has the following composition:
NdCl3 15 %, LaCl3 10 %, LiCl 53 %, LiF 22 %. NdCl3 15%, LaCl3 10%, LiCl 53%, LiF 22%.
Katoden er en jernstang, d.c.c. er 100 A.dm-<2>, d.c.a. er 142 A.dm-<2> og interpolaravstanden 40 mm. Temperaturen er 750°C. Etter t = 1,5 t.teor. oppnås med et metallutbytte på 74 % en legering med følgende sammensetning: The cathode is an iron rod, the d.c.c. is 100 A.dm-<2>, d.c.a. is 142 A.dm-<2> and the interpolar distance 40 mm. The temperature is 750°C. After t = 1.5 h.theor. is obtained with a metal yield of 74% an alloy with the following composition:
Nd 55 %, La 37 %, Fe 9,2 %, Li 0,5 %. Nd 55%, La 37%, Fe 9.2%, Li 0.5%.
EKSEMPEL 8 - Fremstilling av en legering prase.odym-jern. EXAMPLE 8 - Preparation of a prase.odymium-iron alloy.
Man anvender et bad med følgende sammensetning: A bath with the following composition is used:
PrCl3 25 %, LiCl 53 %, LiF 22 %. Katoden er av samme type som i eksempel 7, d.c.c. er 100 A.dm-<2>, d.c.a. er 140 A-dm~2 og interpolaravstanden 45 mm. Badtemperaturen 7 50°C. Etter t = 1,5 t.teor. oppnås en legering med sammensetning Pr 86 %, Fe 12 %, Li 0,5 %. Metallutbyttet er 60 %. PrCl3 25%, LiCl 53%, LiF 22%. The cathode is of the same type as in example 7, d.c.c. is 100 A.dm-<2>, d.c.a. is 140 A-dm~2 and the interpolar distance 45 mm. Bath temperature 7 50°C. After t = 1.5 h.theor. an alloy with composition Pr 86%, Fe 12%, Li 0.5% is obtained. The metal yield is 60%.
EKSEMPEL 9 - Fremstilling av rent lantan. EXAMPLE 9 - Preparation of pure lanthanum.
Man anvender et bad med følgende sammensetning: A bath with the following composition is used:
LaCl3 30 %, KC1 38,6 %, LiCl 31,4 %. Anoden er av grafitt, katoden er av lantan med et innhold av jern. d.c.c. er 55 A.dm-<2>, d.c.a. er 130 A.dm-<2>, og interpolaravstanden 40 mm. Badtemperaturen er 690°C. Etter 3 timer og 31 min. oppnås LaCl3 30%, KC1 38.6%, LiCl 31.4%. The anode is made of graphite, the cathode is made of lanthanum with an iron content. d.c.c. is 55 A.dm-<2>, d.c.a. is 130 A.dm-<2>, and the interpolar distance 40 mm. The bath temperature is 690°C. After 3 hours and 31 min. is achieved
67 g metall med metallutbytte 56 %. 67 g of metal with a metal yield of 56%.
Eksempel 10 Example 10
Dette eksempel vedrører fremstillingen av legeringer neodym-jern. Man varierer sammensetningen av badet men i alle til-feller er anoden av grafitt og katoden er en jernstav. This example relates to the production of neodymium-iron alloys. The composition of the bath varies, but in all cases the anode is graphite and the cathode is an iron rod.
Resultatene er gjengitt i den etterfølgende tabell hvori The results are reproduced in the following table in which
T betegner badtemperaturen i °c T denotes the bath temperature in °c
t betegner elektrolysetiden i forhold til t.teor. definert t denotes the electrolysis time in relation to t.theor. defined
i det foregående in the foregoing
Di betegner interpolaravstanden i mm Di denotes the interpolation distance in mm
R betegner metallutbyttet som angitt i det foregående. R denotes the metal yield as stated above.
EKSEMPEL 11 EXAMPLE 11
Dette eksempel vedrører fremstilling av en legering gado-linium- jern. This example relates to the production of a gado-linium-iron alloy.
Man anvender et bad med en sammensetning: A bath with a composition is used:
Gd CI3 26 %, LiCl 52,3 %, LiF 21,7 % GdCI3 26%, LiCl 52.3%, LiF 21.7%
Anoden er av grafitt og katoden er av jern. Badtemperaturen er 940°C, d.c.a. er 89 A.dm-<2>, og d.c.c. er 250 A.dm.-<2> og interpolaravstanden 46 mm. Et t = 0,94 t.teor. oppnås en legering med sammensetting Gd 86 %, Fe 14 %. Metallutbyttet er 42 %. The anode is made of graphite and the cathode is made of iron. The bath temperature is 940°C, d.c.a. is 89 A.dm-<2>, and the d.c.c. is 250 A.dm.-<2> and the interpolar distance 46 mm. A t = 0.94 t.theor. an alloy with composition Gd 86%, Fe 14% is obtained. The metal yield is 42%.
Det apparat som anvendes for utøvelse av fremgangsmåten beskrives i det følgende. The apparatus used for carrying out the method is described in the following.
' Apparatet i henhold til oppfinnelsen utgjøres av en celle oppbygget på en slik måte at bunnen tillater utstrømning eller tømming av det dannede metall eller legering. Apparatet omfatter i sin nedre del en tømmesone hvor man mottar det dannede produkt ved avsetning, idet sonen har en konfigurasjon utstyrt med tømmeinnretninger slik at man lett kan tømme ut metallet eller legeringen. The apparatus according to the invention consists of a cell constructed in such a way that the bottom allows outflow or emptying of the formed metal or alloy. In its lower part, the apparatus includes a draining zone where the formed product is received during deposition, the zone having a configuration equipped with draining devices so that the metal or alloy can be easily drained.
Med henvisning til figurene sees der en slik celle 1, som utgjøres av en øvre del 2, generelt en sylindrisk beholder og en nedre del i form av en kanal 3 som utgjør tømmesonen. Denne sone har et indre tverrsnitt mindre enn den øvre del og utgjøres foretrukket av en kanal som strekker seg ut i den loddrette forlengelse av beholderen og foretrukket har et sylindrisk tverrsnitt. Kanalen 3 munner foretrukket ut i midten av bunnen 4 av den øvre del. With reference to the figures, such a cell 1 is seen, which consists of an upper part 2, generally a cylindrical container and a lower part in the form of a channel 3 which forms the emptying zone. This zone has an internal cross-section smaller than the upper part and is preferably constituted by a channel which extends into the vertical extension of the container and preferably has a cylindrical cross-section. The channel 3 preferably opens in the middle of the bottom 4 of the upper part.
For å lette strømmen av produkt kan man anordne bunnen 4 med svak helling innover mot sentrum, f.eks. omtrent 10°C. To facilitate the flow of product, the bottom 4 can be arranged with a slight slope inwards towards the centre, e.g. about 10°C.
Den øvre del av cellen er utstyrt med midler for utvendig oppvarming av typen elektrisk bestrålingsoppvarming, kontaktopp-varming eller induksjon eller oppvarming med brennere som drives med gass eller annet brennstoff. The upper part of the cell is equipped with means for external heating of the type electric radiation heating, contact heating or induction or heating with burners powered by gas or other fuel.
Figurene 1 og 2 illustrerer to utførelsesformer av tømmesonen. Figures 1 and 2 illustrate two embodiments of the discharge zone.
I fig. 1 er tømmesonen eller kanalen 3 tildannet i form av 3 distinkte soner, en overgangssone 5, en sentralsone 6 og en ytre sone 7. Den sentrale sone 6 er separert fra de to andre soner ved hjelp av ventiler 8 og 9 med full åpning og som fjernstyres. Sonen 6 avgrenser således et avsetningsrom. Sonene 5 og 6 er hver utstyrt med oppvarmingsinnretninger f.eks. av typen med elektrisk oppvarming. In fig. 1, the discharge zone or channel 3 is formed in the form of 3 distinct zones, a transition zone 5, a central zone 6 and an outer zone 7. The central zone 6 is separated from the other two zones by means of valves 8 and 9 with full opening and which remote controlled. The zone 6 thus delimits a storage space. Zones 5 and 6 are each equipped with heating devices, e.g. of the type with electric heating.
Med hensyn til dimensjonene bemerkes at diameteren og høyden av sonen 6 er en funksjon av tømmehyppigheten. Generelt kan man anordne en høyde på sonen 6 mellom 2,5 ganger og 6 ganger høyden av sonen 5. With respect to the dimensions, it is noted that the diameter and height of the zone 6 is a function of the emptying frequency. In general, you can arrange a height of zone 6 between 2.5 times and 6 times the height of zone 5.
Tømmesonen 4 i fig. 2 er også anordnet med tre soner, en The emptying zone 4 in fig. 2 is also arranged with three zones, one
overgangssone 10, en sentralsone 11 som er særegen ved at den har et lavere tverrsnitt enn resten av tømmesonen 3 og særlig sonen 10 og en ekstern sone 12. Denne sone 12 er selv oppdelt i to partier, nemlig en del 13 inntil sonen 11 og en ytre del 14. Disse to deler skiller seg hovedsakelig fra hverandre ved at de har uavhengige oppvarmingsinnretninger. transition zone 10, a central zone 11 which is distinctive in that it has a lower cross-section than the rest of the emptying zone 3 and in particular zone 10 and an external zone 12. This zone 12 is itself divided into two parts, namely a part 13 up to zone 11 and a outer part 14. These two parts differ mainly in that they have independent heating devices.
Sonen 11 er også utstyrt med oppvarmingsinnretninger. Man foretrekker for delen 13 og 14 å anvende elektriske oppvarmingsinnretninger med kontakt eller stråling og med hensyn til delen 14 eventuelt ved induksjon og for sonen 11 meget kraf-tige oppvarmingsinnretninger f.eks. av typen brennere for gass eller annet brennstoff. Zone 11 is also equipped with heating devices. It is preferred for parts 13 and 14 to use electric heating devices with contact or radiation and with respect to part 14 possibly by induction and for zone 11 very powerful heating devices, e.g. of the type of burners for gas or other fuel.
Dimensjonene av tømmesonen er også her en funksjon av tømme-frekvensen. Foretrukket er diametrene av sonene 10 og 12 identiske og har et forhold på omtrent 2 til 4 i forhold til diameteren av sonen 11. Med hensyn til høydene er det anordnet omtrent samme høyder for sonene 10 og 11 og delen 14, idet delen 3 er 3 til 5 ganger så høy. The dimensions of the emptying zone are also here a function of the emptying frequency. Preferably, the diameters of the zones 10 and 12 are identical and have a ratio of about 2 to 4 in relation to the diameter of the zone 11. With regard to the heights, approximately the same heights are arranged for the zones 10 and 11 and the part 14, the part 3 being 3 to 5 times as high.
Hele elektrolysecellen er bygget opp av et material som kan motstå badtemperaturen og korrosjonen som skyldes de forskjellige produkter som forekommer. Som brukbart material kan nevnes stål, særlig grått støpejern med lamellær eller kule-formet grafitt. Man kan også anvende stål legert med krom eller nikkel eller foretrukket molybden-silisium. The entire electrolysis cell is made up of a material that can withstand the bath temperature and the corrosion caused by the various products that occur. Usable materials include steel, especially gray cast iron with lamellar or spherical graphite. One can also use steel alloyed with chromium or nickel or preferably molybdenum-silicon.
Forskjellige former og anordninger av elektroden kan anvendes innenfor rammen for cellen i henhold til oppfinnelsen. Different shapes and arrangements of the electrode can be used within the framework of the cell according to the invention.
Man anvender foretrukket en grafittanode. Vedrørende katoden avhenger arten av denne av det type produkt som fremstilles som nevnt ovenfor, og fordelaktig anvendes wolfram for et rent jordartsmetall, en forbrukbar katode av overgangsmetall eller legeringer av sjeldent jordartsmetall-overgangsmetall for legeringer. A graphite anode is preferably used. Regarding the cathode, the nature of this depends on the type of product manufactured as mentioned above, and tungsten is advantageously used for a pure earth metal, a consumable transition metal cathode or rare earth-transition metal alloys for alloys.
Generelt anvendes en sylindrisk katode anordnet vertikalt i beholderen, foretrukket i midten. Spesielt i det tilfelle hvor tømmesonen fra cellen utgjøres av en sylindrisk kanal er det fordelaktig å anordne katoden i vertikalretningen opp fra denne kanal. In general, a cylindrical cathode arranged vertically in the container, preferably in the middle, is used. Especially in the case where the discharge zone from the cell is made up of a cylindrical channel, it is advantageous to arrange the cathode in the vertical direction up from this channel.
Ved en foretrukket utførelsesform for elektrolysecellen i henhold til oppfinnelsen er katoden hul og sylindrisk. Man kan også anordne tilførselen til cellen av sjeldent jord-artsmetallklorid gjennom den sentrale hule del av katoden. In a preferred embodiment of the electrolysis cell according to the invention, the cathode is hollow and cylindrical. One can also arrange for the supply of rare earth metal chloride to the cell through the central hollow part of the cathode.
Videre er det oså mulig å anvende en horisontal katode. Furthermore, it is not possible to use a horizontal cathode.
Forskjellige former av anoder anordnet som en ring rundt katoden kan anvendes: Som det fremgår av fig. 1 kan anoden være anordnet i form av en eller flere sylindere anordnet loddrett rundt katoden 16. Man kan f.eks. anvende 6 sylindere 15. Different forms of anodes arranged as a ring around the cathode can be used: As can be seen from fig. 1, the anode can be arranged in the form of one or more cylinders arranged vertically around the cathode 16. One can e.g. use 6 cylinders 15.
Ved utførelsesformen i fig. 2 kan anoden også utgjøres av en sirkulær ring 17 sentrert omkring katoden 16. I stedet for en ring kan man også anvende ringsektorer. In the embodiment in fig. 2, the anode can also be made up of a circular ring 17 centered around the cathode 16. Instead of a ring, ring sectors can also be used.
Til slutt nevnes det at man i cellen fordelaktig anordner elektrodene slik at katodens nedre ende er nærmere bunnen av beholderen enn de nedre ender av anoden eller anodene. Finally, it is mentioned that the electrodes are advantageously arranged in the cell so that the lower end of the cathode is closer to the bottom of the container than the lower ends of the anode or anodes.
Virkemåten for apparatet beskrevet i det foregående skal nå omtales nærmere. The operation of the device described above will now be described in more detail.
Man tilfører cellen kontinuerlig klorid av sjeldent jordartsmetall ved hjelp av en trakt. I tilfellet med en hul katode av type beskrevet i det foregående innføres kloridet i den sentrale del av denne elektrode. Rare earth chloride is continuously added to the cell using a funnel. In the case of a hollow cathode of the type described above, the chloride is introduced into the central part of this electrode.
Det metall eller den legering som dannes under elektrolysen synker mot bunnen av beholderen og utvinnes periodevis fra tømmesonen. The metal or alloy formed during electrolysis sinks to the bottom of the container and is periodically extracted from the emptying zone.
I tilfellet med apparatet i fig. 1 er ventilen åpen, ventilen 9 er lukket og man lar metallet eller legeringen fullstendig In the case of the apparatus of fig. 1 the valve is open, valve 9 is closed and the metal or alloy is left completely
fylle sonen 6. Ved avsluttet fylling lukkes ventilen 8 og ventilen 9 åpnes slik at en strøm av produktet i den ytre sone 7 tillates. fill the zone 6. When filling is finished, the valve 8 is closed and the valve 9 is opened so that a flow of the product in the outer zone 7 is permitted.
Med apparatet i fig. 2 går man frem på følgende måte. Delen With the apparatus in fig. 2 proceed as follows. The part
14 av sonen 12 holdes i kold tilstand, dvs. ved en lavere 14 of the zone 12 is kept in a cold state, i.e. at a lower
temperatur enn smeltetemperaturen for badet og man lar metallet eller legeringen avsette seg i delen 13 idet sonen 10, 11 og 13 oppvarmes. Man avkjøler deretter meget hurtig temperature than the melting temperature of the bath and the metal or alloy is allowed to settle in part 13 as zones 10, 11 and 13 are heated. It is then cooled very quickly
sonen 11 og det dannes en saltpropp. Man oppvarmer deretter hurtig den ytre del 14 av sonen 12 for å la produktet inneholdt i 13 strømme ut. Deretter avkjøles partiene 13 og 15 for å danne en ny saltpropp i sonen 12 og man oppvarmer gradvis sonen 11. zone 11 and a salt clot forms. The outer part 14 of the zone 12 is then rapidly heated to allow the product contained in 13 to flow out. Parts 13 and 15 are then cooled to form a new salt plug in zone 12 and zone 11 is gradually heated.
Claims (10)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8418700A FR2574434B1 (en) | 1984-12-07 | 1984-12-07 | PROCESS FOR THE ELECTROLYTIC PREPARATION OF RARE EARTHS OR THEIR ALLOYS AND DEVICE FOR CARRYING OUT SAID METHOD |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO854899L NO854899L (en) | 1986-06-09 |
| NO172989B true NO172989B (en) | 1993-06-28 |
| NO172989C NO172989C (en) | 1993-10-06 |
Family
ID=9310347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO854899A NO172989C (en) | 1984-12-07 | 1985-12-05 | METHOD AND ELECTROLYCLE CELL FOR ELECTROLYTIC PREPARATION OF A RARE EARTH METAL OR ANY ALLOY THEREOF |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0184515B1 (en) |
| JP (1) | JPS61159593A (en) |
| KR (1) | KR910009402B1 (en) |
| CN (1) | CN85108786A (en) |
| AT (1) | ATE45597T1 (en) |
| AU (1) | AU591080B2 (en) |
| CA (2) | CA1276585C (en) |
| DE (1) | DE3572371D1 (en) |
| ES (1) | ES8705050A1 (en) |
| FR (1) | FR2574434B1 (en) |
| MY (1) | MY102430A (en) |
| NO (1) | NO172989C (en) |
| ZA (1) | ZA859360B (en) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993013247A1 (en) * | 1986-12-23 | 1993-07-08 | Hideo Tamamura | Process for producing neodymium or alloy thereof |
| US4966661A (en) * | 1986-12-23 | 1990-10-30 | Showa Denko Kabushiki Kaisha | Process for preparation of neodymium or neodymium alloy |
| JPH0243391A (en) * | 1988-08-01 | 1990-02-13 | Japan Metals & Chem Co Ltd | Production of nd-fe mother alloy |
| FR2661425B1 (en) * | 1990-04-27 | 1992-12-04 | Pechiney Recherche | PROCESS FOR THE ELECTROLYTIC PREPARATION IN THE MEDIUM OF MOLTEN FLUORIDES, LANTHANE OR ITS ALLOYS WITH NICKEL. |
| CA2762941A1 (en) * | 2009-05-26 | 2010-12-02 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Process for producing refined metal or metalloid |
| CN103572329B (en) * | 2012-07-31 | 2016-01-20 | 有研稀土新材料股份有限公司 | A kind of fusion electrolysis prepares the method for rare earth alloys |
| CN113481545B (en) * | 2016-12-16 | 2023-07-14 | 包头稀土研究院 | Lanthanum-iron alloy |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR430116A (en) * | 1911-04-01 | 1911-10-09 | Anton Kratky | Process for the preparation of cerium and similar metals and their alloys |
| US2961387A (en) * | 1957-09-18 | 1960-11-22 | Timax Corp | Electrolysis of rare-earth elements and yttrium |
| US3729397A (en) * | 1970-09-25 | 1973-04-24 | Molybdenum Corp | Method for the recovery of rare earth metal alloys |
| JPS4843774A (en) * | 1971-10-07 | 1973-06-23 | ||
| US4139427A (en) * | 1977-09-09 | 1979-02-13 | Th. Goldschmidt Ag | Europium chloride enrichment process |
-
1984
- 1984-12-07 FR FR8418700A patent/FR2574434B1/en not_active Expired
-
1985
- 1985-12-04 DE DE8585402404T patent/DE3572371D1/en not_active Expired
- 1985-12-04 EP EP85402404A patent/EP0184515B1/en not_active Expired
- 1985-12-04 CN CN198585108786A patent/CN85108786A/en active Pending
- 1985-12-04 AT AT85402404T patent/ATE45597T1/en not_active IP Right Cessation
- 1985-12-05 NO NO854899A patent/NO172989C/en unknown
- 1985-12-06 ZA ZA859360A patent/ZA859360B/en unknown
- 1985-12-06 AU AU50850/85A patent/AU591080B2/en not_active Ceased
- 1985-12-06 KR KR1019850009185A patent/KR910009402B1/en not_active IP Right Cessation
- 1985-12-06 CA CA000497041A patent/CA1276585C/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-12-06 ES ES549652A patent/ES8705050A1/en not_active Expired
- 1985-12-06 JP JP60273569A patent/JPS61159593A/en active Granted
-
1987
- 1987-03-18 MY MYPI87000320A patent/MY102430A/en unknown
-
1990
- 1990-05-04 CA CA000615726A patent/CA1318882C/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO172989C (en) | 1993-10-06 |
| AU5085085A (en) | 1986-06-12 |
| EP0184515A1 (en) | 1986-06-11 |
| ATE45597T1 (en) | 1989-09-15 |
| AU591080B2 (en) | 1989-11-30 |
| ES549652A0 (en) | 1987-04-16 |
| JPH0440435B2 (en) | 1992-07-02 |
| KR910009402B1 (en) | 1991-11-15 |
| KR860005054A (en) | 1986-07-16 |
| CN85108786A (en) | 1986-11-05 |
| FR2574434B1 (en) | 1989-04-21 |
| ES8705050A1 (en) | 1987-04-16 |
| JPS61159593A (en) | 1986-07-19 |
| CA1276585C (en) | 1990-11-20 |
| ZA859360B (en) | 1986-08-27 |
| MY102430A (en) | 1992-06-30 |
| NO854899L (en) | 1986-06-09 |
| FR2574434A1 (en) | 1986-06-13 |
| CA1318882C (en) | 1993-06-08 |
| EP0184515B1 (en) | 1989-08-16 |
| DE3572371D1 (en) | 1989-09-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3729397A (en) | Method for the recovery of rare earth metal alloys | |
| US5024737A (en) | Process for producing a reactive metal-magnesium alloy | |
| KR101684813B1 (en) | Electrolysis tank used for aluminum electrolysis and electrolysis process using the electrolyzer | |
| US3114685A (en) | Electrolytic production of titanium metal | |
| NO172989B (en) | METHOD AND ELECTROLYCLE CELL FOR ELECTROLYTIC PREPARATION OF A RARE EARTH METAL OR ANY ALLOY THEREOF | |
| CN110846687A (en) | Mg-Zn-Zr intermediate alloy and preparation method thereof | |
| CN108774738B (en) | Hydrogen reduction TiO2Combined molten salt electrolysis of Ti4O7Method for preparing metallic titanium | |
| CN104928719B (en) | A kind of molten-salt electrolysis smelting high-purity titanium device and its smelting process | |
| CN1226612A (en) | Molten salt electrolytic cells for producing rare-earth metals and alloys | |
| CN204982083U (en) | Novel fused salt electrolysis smelts high purity titanium device | |
| NO143388B (en) | PROCEDURE FOR ELECTROLYTICAL EXTRACTION OF NICKEL | |
| US3098805A (en) | Process for the extraction of relatively pure titanium and of relatively pure zirconium and hafnium | |
| US5190625A (en) | Electrolytic production of rare earth metals/alloys thereof | |
| WO2011092516A1 (en) | Novel method for steel production | |
| Lei et al. | Electrolytic preparation of vanadium from vanadium carbide | |
| JPH0688280A (en) | Electrolytic method for producing alloy of rare earth and other metal | |
| CN85100748B (en) | Electrolysis tank for continuous production of nd-metal and nd-fe alloy | |
| Gratz et al. | Efficiency and Stability of Solid Oxide Membrane Electrolyzers for Magnesium Production | |
| US3503857A (en) | Method for producing magnesium ferrosilicon | |
| CN1073170C (en) | Preparation of battery grade mixed rareearth metal by rareearth chloride molten-salt electrolysis and its equipment | |
| Chambers et al. | Electrolytic production of neodymium metal from a molten chloride electrolyte | |
| NO139128B (en) | IODENZENE DERIVATIVES FOR USE IN X-RAY CONTRAST MEASURES | |
| US6428675B1 (en) | Low temperature aluminum production | |
| GB812817A (en) | Electrolytic production of titanium | |
| Gratz et al. | 'Boston University, Division of Materials Science and Engineering, 15 Saint Mary's St. Boston, MA, 02215 |