【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于稀土金属电解加工，具体涉及一种四元熔盐体系，并进一步公开基于所述四元熔盐体系电解制备稀土金属及其合金的方法。
技术介绍
1、稀土金属又称稀土元素，是元素周期表ⅲb族中钪、钇、镧系17种元素的总称，常用r或re表示。稀土金属主要用于冶金、石油化工、玻璃陶瓷、荧光和电子材料等工业领域，是目前工业上不可替代的原料。目前，提取稀土金属可以采用熔盐电解的方法，该方法一般以稀土氯化物为电解原料，以碱金属和碱土金属氯化物为电解质。熔盐电解法为连续性生产过程，具有产量大、成本低、设备简单的优势，适合于工业化生产，已广泛应用于大规模工业化生产稀土金属及其合金。
2、目前，稀土金属(合金)的熔盐电解工艺主要分为两种电解质体系：其一是氯化稀土电解质体系，即两元体系如recl3-kcl；其二是氟化物-氧化物稀土电解质体系，即re2o3-ref3-lif。由于氯化物熔盐的挥发性强和稀土金属在相应地氯化物熔盐中溶解度很大，易造成电耗高、电流效率低、收率低等问题；且由于稀土氯化物易吸潮，同时电解过程产生大量氯气产生，环境污染严重，氟化物熔盐体系氧化物电解工艺已成为主流生产工艺。
3、目前，氟化物熔盐电解稀土金属及合金采用的熔盐体系均以氟化锂(lif)-氟化稀土(ref)作为熔盐体系，以氧化稀土作为原料加入到熔盐体系中进行电解。传统电解工艺中，生产镧、铈、镨、钕等稀土金属采用钨棒作为阴极，电解中重稀土金属及其合金一般采用纯铁棒作为阴极材，上插式主要用于一些高熔点稀土金属的制备，如钬铁、钆铁、镝铁、铽铁等金属。
5、中国专利cn108950605a公开了一种四元熔盐体系电解制备稀土金属或合金的方法，其是在四元熔盐电解质体系中，加入稀土氧化物，电解制取稀土金属或稀土合金；其中，所述四元熔盐电解质体系为稀土氟化物、氟化锂、氟化钡和氟化钙的组合。基于同样的情况，由于氟化钙在电解过程放电程中氟化钙将不断放电，形成液态金属钙，由于金属钙密度小，容易在上浮在熔盐表面与空气接触氧化成氧化钙，氧化钙继续电解、氧化，循环往复的发生电解和氧化作用，从而降低了电解电流效率，影响产品质量和产量，从而提高电解产品的成本。
6、因此，尽管以氟化锂(lif)-氟化稀土(ref)作为熔盐体系生产稀土金属已经延续了几十年的过程，氟化锂在熔盐电解过程中有助于提高导电性，降低熔体的初晶温度和电解质密度。但是，在电解条件下它对稀土金属有溶解作用，影响了电解的过程和效率。而且随着新能源电池的不断发展，尤其是锂资源价格不断的攀升，导致稀土金属生产成本不断的提高。因此，本领域期待开发电解效率更优的熔盐体系，以提高稀土电解工艺的效率及改善其经济效益。
技术实现思路
1、为此，本专利技术第一个目的在于提供一种四元熔盐体系，以解决现有技术中熔盐体系影响稀土电解生产指标的问题；
2、本专利技术的第二个目的在于提供一种基于所述四元熔盐体系电解制备稀土金属及其合金的方法。
3、为解决上述技术问题，本专利技术所述的一种四元熔盐体系，所述四元熔盐体系包括稀土氟化物(ref)、氟化锂(lif)、氟化钾(kf)和氟化钡(baf2)的混合物；
4、所述稀土氟化物、氟化锂、氟化钾和氟化钡的质量比为65.0～94.8：4.0～23.0：0.2～3.0：1.0～10.0。
5、具体的，本专利技术所述四元熔盐体系，所述四元熔盐体系用于电解制备镨钕金属；
6、所述四元熔盐体系包括质量比为81.6～92.8：6.0～11.9：0.2～1.5：1.0～5.0的氟化镨钕、氟化锂、氟化钾和氟化钡的混合物。
7、具体的，本专利技术所述四元熔盐体系，所述四元熔盐体系用于电解制备镨钕金属；
8、所述四元熔盐体系包括质量比为87.0～90.0：6.0～11.9：0.2～1.5：1.0～5.0的氟化镨钕、氟化锂、氟化钾和氟化钡的混合物。
9、优选的，所述氟化镨钕、氟化锂、氟化钾和氟化钡的质量比为87.0～90.0：7.3～11.0：0.3～0.5：1.4～1.7。
10、优选的，本专利技术所述四元熔盐体系，所述四元熔盐体系用于电解制备镨钕金属；
11、所述四元熔盐体系包括质量比为87.0：11.0：0.3：1.7的氟化镨钕、氟化锂、氟化钾和氟化钡的混合物。
12、具体的，本专利技术所述四元熔盐体系，所述四元熔盐体系用于电解制备金属镧；
13、所述四元熔盐体系包括质量比为65.0～88.0：10.0～23.0：0.5～2.0：1.5～10.0的氟化镧、氟化锂、氟化钾和氟化钡的混合物。
14、具体的，本专利技术所述四元熔盐体系，所述四元熔盐体系用于电解制备金属镧；
15、所述四元熔盐体系包括质量比为75.0～78.0：10.0～23.0：0.5～2.0：1.5～10.0的氟化镧、氟化锂、氟化钾和氟化钡的混合物。
16、优选的，本专利技术所述四元熔盐体系，所述四元熔盐体系用于电解制备金属镧；
17、所述四元熔盐体系包括质量比为75.0：17.5：1.25：6.25的氟化镧、氟化锂、氟化钾和氟化钡的混合物。
18、具体的，本专利技术所述四元熔盐体系，所述四元熔盐体系用于电解制备金属钕；
19、所述四元熔盐体系包括质量比为82.0～92.8：6.0～11.0：0.2～1.5：1.0～5.5的氟化钕、氟化锂、氟化钾和氟化钡的混合物。
20、具体的，本专利技术所述四元熔盐体系，所述四元熔盐体系用于电解制备金属钕；
21、所述四元熔盐体系包括质量比为87.0～89.0：6.0～11.0：0.2～1.5：1.0～5.5的氟化钕、氟化锂、氟化钾和氟化钡的混合物。
22、优选的，本专利技术所述四元熔盐体系，所述四元熔盐体系用于电解制备金属钕；
23、所述四元熔盐体系包括质量比为87.0：11.0：0.5：1.5的氟化钕、氟化锂、氟化钾和氟化钡的混合物。
24、具体的，本专利技术所述四元熔盐体系，所述四元熔盐体系用于电解制备镝铁合金；本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种四元熔盐体系，其特征在于，所述四元熔盐体系包括稀土氟化物(REF)、氟化锂(LiF)、氟化钾(KF)和氟化钡(BaF2)的混合物；
2.根据权利要求1所述四元熔盐体系，其特征在于，所述四元熔盐体系用于电解制备镨钕金属；
3.根据权利要求2所述四元熔盐体系，其特征在于，所述四元熔盐体系用于电解制备镨钕金属；
4.根据权利要求2或3所述四元熔盐体系，其特征在于，所述四元熔盐体系用于电解制备镨钕金属；
5.根据权利要求1所述四元熔盐体系，其特征在于，所述四元熔盐体系用于电解制备金属镧；
6.根据权利要求5所述四元熔盐体系，其特征在于，本专利技术所述四元熔盐体系，所述四元熔盐体系用于电解制备金属镧；
7.根据权利要求5或6所述四元熔盐体系，其特征在于，所述四元熔盐体系用于电解制备金属镧；
8.根据权利要求1所述四元熔盐体系，其特征在于，所述四元熔盐体系用于电解制备金属钕；
9.根据权利要求8所述四元熔盐体系，其特征在于，本专利技术所述四元熔盐体系，所述四元熔盐体系用于电解制备金属钕；<...
【技术特征摘要】
1.一种四元熔盐体系，其特征在于，所述四元熔盐体系包括稀土氟化物(ref)、氟化锂(lif)、氟化钾(kf)和氟化钡(baf2)的混合物；
2.根据权利要求1所述四元熔盐体系，其特征在于，所述四元熔盐体系用于电解制备镨钕金属；
3.根据权利要求2所述四元熔盐体系，其特征在于，所述四元熔盐体系用于电解制备镨钕金属；
4.根据权利要求2或3所述四元熔盐体系，其特征在于，所述四元熔盐体系用于电解制备镨钕金属；
5.根据权利要求1所述四元熔盐体系，其特征在于，所述四元熔盐体系用于电解制备金属镧；
6.根据权利要求5所述四元熔盐体系，其特征在于，本发明所述四元熔盐体系，所述四元熔盐体系用于电解制备金属镧；
7.根据权利要求5或6所述四元熔盐体系，其特征在于，所述四元熔盐体系用于电解制备金属镧；
8.根据权利要求1所述四元熔盐体系，其特征在于，所述四元熔盐体系用于电解制备金属钕；
9.根据权利要求8所述四元熔盐体系，其特征在于，本发明所述四元熔盐体系，所述四元熔盐体系用于电解制备金属钕；
10.根据权利要求8或9所述四元熔盐体系，其特征在于，所述四元熔盐体系用于电解制备金属钕；
11.根据权利要求1所述四元熔盐体系，其特征在于，所述四元熔盐体系用于电解制备镝铁合金；
12.根据权利要求11所述四元熔盐体系，其特征在于，本发明所述四元熔盐体系，所述四元熔盐体系用于电解制备镝铁合金；
13.根据权利要求11或12所述四元熔盐体系，其特征在于，所述四元熔盐体系用于电解制备镝铁合金；
14.根据权利要求1所述四元熔盐体系，其特征在于，所述四元熔盐体系用于电解制备金属铈；
15.根据权利要求14所述四元熔盐体系，其特征在于，本发明所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭雪锋，章立志，龚斌，
申请(专利权)人：虔东稀土集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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