PL161378B1 - Sposób wytwarzania stopu neodym - żelazo - Google Patents

Abstract

Sposób wytwarzania stopu neodym-żelazo, polegający na metalotermicznej redukcji stopionego bezwodnego chlorku neodymu, znamienny tym, że redukcję prowadzi się wapniem w obecności żelaza, korzystnie w postaci wiórów lub w obecności stopu neodym-żelazo, przy czym wapń stosuje się w 10 do 15% nadmiarze w stosunku do ilości stechiometrycznej.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania stopu neodym-żelazo, przeznaczonego zwłaszcza do wytwarzania stałych magnesów typu Nd-Fe-B.

Powszechnie znany sposób wytwarzania stopów neodym-żelazo polega na stapianiu w odpowiednich proporcjach, czystych składników. Sposób ten jest nieekonomiczny, zwłaszcza na skalę przemysłową. Inny sposób, znany z opisu patentowego USA nr 4680055, polega na metalotermicznej redukcji tlenku neodymu w układzie Nd2O>-CaCl2-lNaCl przy pomocy wapnia w obecności stopu Nd-Fe. Proces ten jest bardzo kłopotliwy technologicznie, gdyż musi być prowadzony z dużą dokładnością, a minimalne nawet niedokładności wpływają na jego niepowodzenie. Ze względu zaś na stosunek fazy solnej do neodymu zawartego w tlenku neodymu, uzysk z jednostki objętości wsadu reakcyjnego jest stosunkowo niski.

Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania stopów neodym-żelazo, polegającego na metalotermicznej redukcji stopionego bezwodnego chlorku neodymu.

Istota wynalazku polega na tym, że redukcję prowadzi się wapniem w obecności żelaza, korzystnie w postaci wiórów lub w obecności stopu neodym-żelazo, przy czym wapń stosuje się w 10 do 15% nadmiarze w stosunku do ilości stechiometrycznej. Redukcję wapniem w obecności żelaza prowadzi się w temperaturze nie niższej niż 1320 K, natomiast w obecności stopu neodymżelazo prowadzi się w temperaturze nie niższej niż 1130K, przy czym przez cały czas procesu reagenty miesza się z szybkością 90-600 obr/min.

Zaletą sposobu według wynalazku jest możliwość otrzymywania stopu neodym-żelazo w jednym etapie przeróbki chlorku neodymu i to z wysoką wydajnością. W przypadku zastosowania stopu neodym-żelazo jako kolektora powstającego neodymu uzyskuje się także znaczne obniżenie temperatury procesu.

Sposób według wynalazku przedstawiony jest w przykładach wykonania.

Przykład I. W tyglu korundowym przetapia się, w osłonie argonu, 900g bezwodnego chlorku neodymu. W temperaturze 1130 K do układu wprowadza się 54 g wiórów zelaza Armco i 250 g wapnia, po czym reagenty miesza 15 minut. Następnie podnosi się temperaturę do 1350 K i ponownie miesza 15 minut. Po 30 minutach rozpoczyna się studzenie wsadu reakcyjnego. Po oddzieleniu fazy metalicznej od solnej, otrzymuje się wlewek stopu Nd-Fe o masie 463 g, co stanowi 79% wydajności teoretycznej, o zawartości Fe-11,6% wagowych.

Przykład II. 350 g stopu Nd-Fe o zawartości 16% wagowych Fe i 900 g bezwodnego chlorku neodymu umieszcza się w tyglu korundowym i topi w temperaturze 1170 K w atmosferze argonu. Do stopionego chlorku wprowadza się 250 g wapnia i miesza intensywnie przez 30 minut z szybkością 600 obr./min. Po zakończeniu mieszania, układ pozostawia się przez 30 minut w temperaturze 1170K, a następnie chłodzi. Po oddzieleniu fazy metalicznej od soli otrzymuje się

161 378 3

720 g stopu neodym-żelazo o zawartości 7,6% Fe, co stanowi 64% wydajności teoretycznej procesu redukcji chlorku neodymu.

Przykład III. 329 g stopu Nd-Fe o zawartości 16% wagowych Fe, i 580 g bezwodnego chlorku neodymu umieszcza się w tyglu korundowym, stapia w temperaturze 1170 K w atmosferze argonu. Do stopionego chlorku wprowadza się 116 g wapnia i miesza intensywnie 30 minut, powoli 10 minut. Po 30 minutach wsad reakcyjny chłodzi się i oddziela fazę metaliczną od solnej. Otrzymuje się wlewek stopu neodym-żelazo o masie 618 g, co stanowi 86% wydajności teoretycznej procesu redukcji chlorku, o zawartości żelaza 8%.

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania stopu neodym-żelazo, polegający na metalotermicznej redukcji stopionego bezwodnego chlorku neodymu, znamienny tym, że redukcję prowadzi się wapniem w obecności żelaza, korzystnie w postaci wiórów lub w obecności stopu neodym-żelazo, przy czym wapń stosuje się w 10 do 15% nadmiarze w stosunku do ilości stechiometrycznej.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że redukcję wapniem w obecności żelaza prowadzi się w temperaturze nie niższej niż 1320 K.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że redukcję wapniem w obecności stopu neodymżelazo prowadzi się w temperaturze nie niższej niż 1130K.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że redukcję prowadzi się przy mieszaniu reagentów z szybkością 90-600 obr./min.