一种液态阴极熔盐电解提取稀土并制备铅稀土合金的方法技术

本发明专利技术公开了一种液态阴极熔盐电解提取稀土并制备铅稀土合金的方法，属于核燃料后处理技术领域，技术方案为：将氯化锂、氯化钾、氯化稀土放入氧化铝坩埚，升温熔化为熔盐，在氧化铝坩埚中放入装有铅锭的小坩埚，保温；将阴极、参比电极和辅助电极插入熔盐连接电化学工作站；使用电化学工作站循环伏安、计时电位测定稀土还原峰电位和合金形成电流；根据稀土在液态铅电极上的还原峰电位和铅稀土合金的形成电流，分别进行恒电位电解和恒电流电解提取稀土；小坩埚在氩气保护下冷却，将电解产物取出，使用乙醇、去离子水冲洗，低温烘干得到铅稀土合金。本方法较固态电极提取稀土并得到铅稀土合金的流程短，提取速率快，稀土的提取率高达97.2％。

A Method of Extracting Rare Earth by Liquid Cathode Molten Salt Electrolysis and Preparing Lead-Rare Earth Alloys

【技术实现步骤摘要】
一种液态阴极熔盐电解提取稀土并制备铅稀土合金的方法
本专利技术属于核燃料后处理
，具体涉及一种液态阴极熔盐电解提取稀土并制备铅稀土合金的方法。
技术介绍
在国家大力发展核电技术的背景下，乏燃料后处理的压力和挑战空前巨大，成为我国核能安全高效可持续发展的关键因素之一。随着核电的发展，产生的乏燃料的数量在持续增加，预计到2050年数量将达100万吨。从乏燃料中提取的铀和钚制成燃料足以为140个1GWe规模的轻水反应堆燃烧60年之久。随着反应堆技术的进步和核能经济性要求的提高，核燃料燃耗将会进一步提高。相应的乏燃料放射性更强、释热率更高、裂片元素含量增多，这使得传统的PUREX流程不再适合处理新一代核能系统的乏燃料。以熔盐为电解质具有耐辐照的优点，可以处理燃耗深、冷却时间短的乏燃料，其中LiCl-KCl体系共晶温度为353℃，以其较低的熔点、黏度、设备腐蚀性、蒸汽压、密度和成本，较高的分解电压和电导率，被广泛采用。稀土元素具有较高的热中子俘获截面，对未来核燃料闭式循环中燃料的增殖与嬗变非常不利，并且会与钠冷快堆的包壳材料不锈钢反应生成铁稀土合金，从而降低了核燃料的安全性。因此选择合适本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液态阴极熔盐电解提取稀土并制备铅稀土合金的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将氯化锂、氯化钾放入氧化铝坩埚中，氧化铝坩埚放入电解槽中，电解槽中通有高纯氩气，加热升温，待氧化铝坩埚中的物料完全熔化后向氧化铝坩埚中添加氯化稀土，待氯化稀土完全熔化形成熔盐后，在氧化铝坩埚中放入装有铅锭的小坩埚，保温；(2)保温结束后，将阴极、参比电极和辅助电极插入熔盐连接电化学工作站；(3)使用电化学工作站循环伏安、计时电位测定熔体氧化还原峰和铅稀土金属间化合物形成电流；(4)根据步骤(3)稀土在液态铅电极上的还原峰电位和铅稀土合金的形成电流，分别进行恒电位电解和恒电流电解提取稀土；(5)装有液态铅的小...

【技术特征摘要】
1.一种液态阴极熔盐电解提取稀土并制备铅稀土合金的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将氯化锂、氯化钾放入氧化铝坩埚中，氧化铝坩埚放入电解槽中，电解槽中通有高纯氩气，加热升温，待氧化铝坩埚中的物料完全熔化后向氧化铝坩埚中添加氯化稀土，待氯化稀土完全熔化形成熔盐后，在氧化铝坩埚中放入装有铅锭的小坩埚，保温；(2)保温结束后，将阴极、参比电极和辅助电极插入熔盐连接电化学工作站；(3)使用电化学工作站循环伏安、计时电位测定熔体氧化还原峰和铅稀土金属间化合物形成电流；(4)根据步骤(3)稀土在液态铅电极上的还原峰电位和铅稀土合金的形成电流，分别进行恒电位电解和恒电流电解提取稀土；(5)装有液态铅的小坩埚在氩气保护下冷却，将电解产物从小坩埚取出，使用乙醇、去离子水冲洗，低温烘干得到铅稀土合金。2.根据权利要求1所述的液态阴极熔盐电解提取稀土并制备铅稀土合金的方法，其特征在于：步骤(1)氯化锂与氯化钾的质量比为45.8:54.2wt％。3.根据权利要求1所述的液态阴极熔盐电解提取稀土并制备铅稀土合金的方法，其特征在于：步骤(1)中所述氯化稀土在熔盐中的含量为0.323-5.6wt％。4.根据权利要求1所述的液态阴极熔盐电解提取稀土并制备铅稀土合金的方法，其特征在于：步骤(1)中所述铅锭熔化成液态铅后，其质量与氯...

【专利技术属性】
技术研发人员：李著尧，唐丹丹，刘峙嵘，何飞强，
申请(专利权)人：东华理工大学，
类型：发明
国别省市：江西,36