用于稀土电解的具有复合金属层的阴极的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于稀土电解的具有复合金属层的阴极的制备方法，包括以下步骤：(1)将钨棒基体在设定区域形成截面为等腰梯形的凹槽结构；(2)制备模型层，并获得含有模型层的钨棒基体；该模型层所用材料为高分子聚合物泡沫材料；(3)在模型层表面涂刷涂料，获得涂覆涂料后的含有模型层的钨棒基体；(4)将步骤(3)所得的涂覆涂料后的含有模型层的钨棒基体置于浇注系统中，并浇注熔炼后的金属液体；(5)退火，得到用于稀土电解的具有复合金属层的阴极。本发明专利技术的制备方法所得阴极的使用寿命长。本发明专利技术的制备方法所得阴极的使用寿命长。本发明专利技术的制备方法所得阴极的使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】
用于稀土电解的具有复合金属层的阴极的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种用于稀土电解的具有复合金属层的阴极的制备方法，尤其涉及一种用于稀土电解的具有复合金属层的耐蚀耐高温的阴极的制备方法。

技术介绍

[0002]素有“工业味精”美誉的稀土是我国重要的战略资源，被广泛应用于各个领域。稀土元素有很强的活性，故采用普通方法很难进行还原制备，目前采用最有效的方法为熔盐电解法。
[0003]工业生产中主要采用熔盐氧化物电解法制取镧、铈、钕等单一轻稀土金属和混合稀土金属。熔盐氧化物电解法生产稀土金属，需采用难熔和抗腐蚀金属阴极，一般采用钨棒作为阴极，石墨作阳极。氧化物电解时，电解液采用氟化物氧化物熔盐，电解电流一般高达上千安，电解质温度最高可达1400℃，在这种条件下，钨阴极工作状况十分恶劣，插在电解液面以下部分不易氧化，而暴露在熔盐面以上的钨阴极部位特别是靠近熔盐液面的部位，受到高温和挥发气体气流的冲击，氧化作用十分强烈，导致该部位腐蚀最严重，是阴极最常见的失效形式。阴极腐蚀后变细或断裂而导致钨阴极整根报废，即使将钨阴极掉头使用，其使用寿命仍本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于稀土电解的具有复合金属层的阴极的制备方法，其特征在于，该阴极包括钨棒基体和复合金属层；其中，所述钨棒基体沿其周长方向设置有凹槽结构，该凹槽结构的截面为等腰梯形，该等腰梯形的上底位于钨棒基体的表面，下底与钨棒基体的中心轴线平行，上底的长度小于下底的长度；该凹槽结构位于钨棒基体的端部附近；所述复合金属层具有与该凹槽结构相匹配的填充部和位于填充部外表面的延伸部；所述制备方法包括以下步骤：(1)将钨棒基体在设定区域形成截面为等腰梯形的凹槽结构；(2)制备与复合金属层的尺寸和形状相匹配的模型层，并获得含有模型层的钨棒基体；该模型层所用材料为高分子聚合物泡沫材料；(3)在模型层表面涂刷涂料，获得涂覆涂料后的含有模型层的钨棒基体；(4)将步骤(3)所得的涂覆涂料后的含有模型层的钨棒基体置于浇注系统中，并进行浇注熔炼后的复合用金属的液体；(5)退火，得到用于稀土电解的具有复合金属层的阴极。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述复合金属层为316不锈钢层；步骤(1)中，所述设定区域位于阴极的上部与电解设备连接处的下方的118～125mm至电解液的液面上方98～105mm处。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，该模型层的结构包括与所述凹槽结构相匹配的模型填充部以及位于模型填充部外表面的模型延伸部；所述模型延伸部与所述复合金属层的延伸部相匹配；所述模型填充部通过将模型层所用材料填充至凹槽结构内形成，所述模型延伸部通过将模型层所用材料粘接在模型填充部外表面形成。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述模型延伸部的厚度为20～30mm；所述模型层所用材料为聚苯乙烯泡沫。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，在模型层表面涂刷多层涂料，得到涂覆后的含有模型层的钨棒基体；其中，每涂一层需要对涂料进行烘干，待完全烘干后再涂下一层。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述涂料为镁砂粉涂料；在模型层表面涂刷三层涂料，涂料涂覆总厚度为1.6～2.2mm。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，浇注系统分为两层，每层设...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鸣一，高平，王昊，
申请(专利权)人：内蒙金属材料研究所，
类型：发明
国别省市：