CN1122848A - 氯化物电解共析法制取铈镁合金 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铈镁合金的制备工艺，属于稀土火法冶金技术。在氯化物熔融盐体系中，控制氯化铈和氯化镁的加入量，电解过程中铈和镁在阴极上共同析出成为铈镁合金。该工艺简单、操作方便、金属回收率高，合金成分易于控制，组分均匀。本发明采用廉价的氯化镁作原料，生产成本低，适宜于乡镇企业和中小工厂生产。

Description

氯化物电解共析法制取铈镁合金
本发明涉及一种铈镁合金的制取，特别适合于氯化物电解共析法制取铈镁合金，属于稀土火法冶金技术领域。
铈镁合金用途极其广泛。在高炉铁水中加入铈镁合金，可改变铸铁的机械性能，并使加工性能显著提高。在钢或有色金属中加入铈镁合金，可改变钢或有色金属中夹杂物形态，细化晶粒，改善其物理性能。
过去，铈镁合金的生产方法有两种：
1.熔配法：在金属熔化状态下，把金属铈和金属镁按一定比例配制而成。该方法金属烧损大，劳动环境差，合金组分偏析严重。
2.熔融盐液态阴极电解法：把金属镁锭置于电解槽中，熔化后电解过程析出的金属铈进入镁中形成铈镁合金。该方法使用的原料为价格较贵的金属镁，生产成本高，且合金成分难以控制，存在有偏析现象。
本发明的目的是克服上述现有技术的不足之处，提供一种采用氯化铈和廉价的氯化镁，在氯化物熔融盐条件下电解，使金属铈和金属镁在阴极上共同析出而制备铈镁合金的新工艺。
本发明是这样实现的：将结晶氯化铈在减压下脱水制成CeCl3·H2O，和氯化钾按重量比1∶1.0～1.2配料，置于石墨坩埚中(坩埚本身为电解槽阳极)，外部用硅碳棒加热至820～860℃，待电解质熔化，放下钼棒阳极，接通直流电。利用自动给料装置，严格控制每小时CeCl3·H2O和MgCl2的加入量，连续进行电解。在840℃下CeCl3的分解电压为2.97伏，MgCl2的分解电压为2.72伏。基于二者分解电压相近，电解过程中，铈与镁在阴极上共同析出。由于Ce-Mg合金比重大于熔融电解质比重，液态的Ce-Mg合金落入瓷皿接受器中，定时取出即得铈镁合金。依据加入的CeCl3和MgCl2的比例不同，即可制得含镁5～15％(或任何组分)的铈镁合金。
下面结合附图给出本发明的实施例：
将氯化铈和氯化钾按重量比1∶1.0～1.2，配制成电解质[5]，置于石墨坩埚电解槽(阳极)[4]中，用硅碳棒加热元件[6]加热至820～860℃，待电解质[5]熔化后，放下钼棒阳极[2]，接通直流电源[3]，利用自动给料装置[1]，严格控制每小时CeCl3和MgCl2的加入量，连续进行电解，Ce和Mg在阴极[2]上共同析出，随即落入瓷皿接受器[7]中，定时取接受器中的Ce-Mg合金[8]。
实例1，本发明典型操作数据为：
直流电流                200A
电解横电压              10～12V
电解质温度              820～860℃
阴极电流密度            5A/cm2
阳极电流密度            0.4A/cm2
电流效率                77％
电解质组成              CeCl3/KCl＝1∶1.0～1.2
在上述操作条件下，利用自动给料装置，控制每小时加入CeCl3·H2O523克，MgCl256克，连续电解3小时后，取出铈镁合金，分析结果列于表1。铈镁合金中镁含量5.03％，铈含量95.20％。
实例2，操作条件同实例1，控制每小时加入CeCl3·HO 512克，MgCl2 78克，连续电解3小时后，取出铈镁合金，分析结果列于表2。合金中镁6.98％，铈93.62％。
实例3，操作条件同实例1、2，控制每小时加入CeCl3·HO496克，MgCl2 111克，连续电解3小时后，取出铈镁合金，分析结果列于表3。合金中镁10.40％，铈89.52％。
实例4，操作条件同前，控制每小时加入CeCl3·HO468克，MgCl2166克，连续电解3小时后，取出铈镁合金，分析结果列于表4。合金中镁15.93％，铈85.73％。
本发明与现有技术相比，其优点是工艺简单，操作方便，金属回收率高，合金成分易于控制，组分均匀。由于本发明采用廉价的氯化镁为原料，生产成本低，适宜于乡镇企业和中小工厂生产。
实例1铈镁合金成分    表1
   元素 Ce     Mg     S      P     Fe     Si
  重量％ 95.20 5.03   0.02   0.01  ＜0.2  ＜0.05
实例2铈镁合金成分    表2
  元素 Ce     Mg      S      P      Fe      Si
 重量％ 93.62  6.98   0.02   0.01  ＜0.2   ＜0.05
实例3铈镁合金成分    表3
 元素重量％  Ce     Mg      S      P      Fe      Si89.52  10.40   0.02   0.01   ＜0.2  ＜0.05
实例4铈镁合金成分    表4
   元素 Ce     Mg     S     P     Fe    Si
  重量％ 85.73 15.39 0.02   0.01 ＜0.2  ＜0.05

Claims (1)

  1. 一种制取铈镁合金的新工艺，其特征在于将氯化铈和氯化钾按重量比1∶1.0～1.2配料，置于石墨坩埚电解槽中(并为阳极)，金属钼棒为阴极，瓷皿为接受器，在820～860℃下，通以直流电，阴极电流密度为5A/cm2，阳极电流密度为0.4A/cm2，控制每小时氯化铈和氯化镁的加入量，在阴极上共同析出含镁5～15％(或任何组分)的铈镁合金。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100443640C (zh) * 2005-12-30 2008-12-17 重庆大学 金属熔炼中添加元素的装置
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