电解生产活性金属制造技术

提出了一种用于电解生产活性金属的方法和系统。该方法包括提供包括容器、阳极和集流体的熔融的氧化物电解槽，将熔融的氧化物电解质置于容器内并与阳极和集流体离子导电接触。电解质包括至少一种碱土金属氧化物与至少一种稀土氧化物的混合物。该方法还包括向熔融的氧化物电解质中提供包括至少一种目标金属物质的金属氧化物原料，并在阳极与集流体之间施加电流，从而还原目标金属物质以在容器中形成至少一种熔融的目标金属。

Electrolytic production of active metals

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电解生产活性金属专利技术背景专利
本专利技术总体上涉及电解生产金属，并且更具体地，涉及特定电解质的用途和用于电解生产相对高活性的(reactive)金属的工艺条件。相关现有技术的描述熔融氧化物电解法(MOE)是从金属氧化物原料生产熔融的金属的方法。MOE要求将固体氧化物进料溶解在熔融的电解质中，并将金属氧化物还原为目标金属。在图1中例示出了用于实施MOE方法的装置。图1示出了与其中溶解有金属氧化物的熔融的氧化物电解质电接触的阳极。在所例示的实施方案中，电解槽的壳体是导电的并且与集流体棒电接触。然而，壳体不必是导电的，并且集流体棒可与下述的熔融的金属接触。电流在阳极与集流体棒之间通过，将金属氧化物的金属物质还原，并产生了聚集在电解槽底部上的熔融的金属产物。该熔融的金属产物形成“液体阴极”。电解反应还引起氧化物离子在碳阳极处形成一氧化碳。电流还引起电阻加热，该电阻加热提供了过多的还原焓，平衡了来自电解槽的热流。腐蚀性的电解质混合物被凝固的电解质槽帮(ledge)所容纳，该槽帮保护了MOE电解槽的壳体。对于多种相对较小活性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：/n提供熔融的氧化物电解槽，其包括容器、阳极和集流体；/n将熔融的氧化物电解质置于容器内并与阳极和集流体离子导电接触，其中，电解质包含至少一种碱土金属氧化物与至少一种稀土氧化物的混合物；/n向熔融的氧化物电解质中提供包含至少一种目标金属物质的金属氧化物原料；/n在阳极与集流体之间施加电流，从而将目标金属物质还原以在容器中形成至少一种熔融的目标金属；和/n从容器中移除至少一部分熔融的目标金属。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170801 US 62/539,6661.一种方法，包括：
提供熔融的氧化物电解槽，其包括容器、阳极和集流体；
将熔融的氧化物电解质置于容器内并与阳极和集流体离子导电接触，其中，电解质包含至少一种碱土金属氧化物与至少一种稀土氧化物的混合物；
向熔融的氧化物电解质中提供包含至少一种目标金属物质的金属氧化物原料；
在阳极与集流体之间施加电流，从而将目标金属物质还原以在容器中形成至少一种熔融的目标金属；和
从容器中移除至少一部分熔融的目标金属。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一种碱土金属氧化物包括氧化铍、氧化钙、氧化镁、氧化锶和氧化钡中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一种稀土氧化物包括氧化钪、氧化钇、氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钷、氧化钐、氧化铕、氧化钆、氧化铽、氧化镝、氧化钬、氧化铒、氧化铥和氧化镱中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一种熔融的目标金属包含稀土金属之一。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述金属氧化物原料包括稀土金属，并且以所述金属氧化物原料的饱和浓度向所述熔融的氧化物电解质中提供所述金属氧化物原料。


6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述至少一种熔融的目标金属包含稀土金属合金，所述合金包含稀土金属以及铁、铜、镍、铝、锆和钛中的至少一种。


7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一种熔融的目标金属包含铜-铍、镍-铍、铝-铍、锆-铍和铜-铁-铍中的至少一种。


8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述目标金属是钕，并且所述电解质包含氧化钙、氧化铍和氧化钕，进一步，其中，所述氧化钙与氧化铍的比例大约为它们的共晶组成，并且氧化钕的浓度大约为其在氧化钙与氧化铍的混合物中的饱和度。


9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电解质包含氧化铈、氧化镧、氧化锶、氧化钡、氧化铍、氧化镁和氧化钙中的至少三种。


10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述电解质包含约10％至约30％氧化铈和约10％至约20％氧化铍，其余为氧化钙。


11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述电解质包含约10％至约30％氧化铈、约1...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·W·耶尔斯，J·A·尤尔科，D·R·佐渡威，
申请(专利权)人：波士顿电冶公司，
类型：发明
国别省市：美国;US