13569-80-7 / 氟化鏑的應(yīng)用及制備

背景及概述^[1][2]

稀土氟化物是金屬熱還原法制取單一稀土金屬的重要原料，其質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響稀土金屬的質(zhì)量，是制約中重稀土金屬生產(chǎn)及中重稀土金屬產(chǎn)品性能指標的關(guān)鍵材料。氟化鏑是一種無色六方或斜方晶體，不溶于水和稀酸，與濃硫酸共熱放出氟化氫。向氯化鏑溶液中加入氫氟酸，析出晶體即得。

應(yīng)用^[3-5]

氟化鏑主要用于制備含鏑金屬合金，其應(yīng)用舉例如下：

1）制備稀土鏑合金，方法在氟化物熔鹽體系中，加入氧化稀土和氧化鏑的混合物為電解原料，進行電解生產(chǎn)。其中氟化物熔鹽體系采用氟化稀土、氟化鏑、氟化鋰三元系，其組成重量百分比質(zhì)量百分數(shù)為90-80%、7-10%、3-10%。原料混合物重量百分比氧化稀土：氧化鏑=95-80：5-20。電解溫度1030±30℃，采用上插或底置陰極法，在陰極電流密度6.0±2.0A/cm2，陽極電流密度1.3±1.0A/cm2，槽電壓5-10V，進行電解，在陰極附近沉積出稀土鏑合金。其優(yōu)點是：有效克服了目前現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)存在工藝復雜、環(huán)境污染嚴重、生產(chǎn)成本高等問題，制備的合金成分均勻，適合于10000A以上的大型電解槽生產(chǎn)。

2）制備一種帶涂層的釹鐵硼燒結(jié)磁體，所述的釹鐵硼燒結(jié)磁體上，與氟化鏑或氟化鋱涂層相接觸的磁體內(nèi)部形成有含鏑或鋱的過渡層。其制備方法包括：(1)取釹鐵硼燒結(jié)磁體做陽級，鋼板做陰極，將DyF3或TbF3粉末混入有機溶劑中做電泳液，電泳液中DyF3或TbF3粉末的濃度為5-7g/L，進行電泳沉積，使DyF3或TbF3涂層質(zhì)量為磁體質(zhì)量的1-2.5wt%，然后將磁體從電泳液中移出，進行干燥，(2)將干燥后的磁體在700-950℃下進行擴散，后在真空中退火，冷卻后得到本發(fā)明帶涂層的釹鐵硼燒結(jié)磁體。操作方便，工藝條件簡便，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，重稀土DyF3或TbF3用量省，生產(chǎn)成本較低。

3）制備一種鏑金屬合金，按重量百分比計，其成分為10%~50%鏑及50%~90%釹或50%~90%釹和0%~30%鐠；采用電解方法制備，以金屬鎢或鉬作陰極，以石墨作陽極，以10%~65%的氟化鏑、15%~20%的氟化鋰，以及15%~70%的氟化釹或15%~70%的氟化釹和0%~30%氟化鐠作電解質(zhì)，以10%~65%的氧化鏑，以及35%~90%的氧化釹或35%~90%的氧化釹和0%~30%氧化鐠為原料，在熔鹽狀態(tài)下電解，陰極上析出鏑的合金，經(jīng)收集澆注成錠。本發(fā)明解決了利用電解法生產(chǎn)鏑金屬合金時鏑含量不能突破10%(重量比)的工藝技術(shù)問題，使鏑含量可以控制在10%~50%(重量比)內(nèi)，實現(xiàn)連續(xù)的大量生產(chǎn)。

制備^[2]

制備原理如下：

生成的FeF3和H 2SiF6均溶于酸性溶液中，而KSP(AlF 3)=2 .015 ×10 -5，生成的AlF 3在溶液中的溶解度小，且不溶于酸性溶液中，其大部分將共沉淀于DyF3 中。溶液中的鋁將共沉淀于DyF3 中。因此，為減少鋁進入氟化稀土中，必須在氟化前將鋁盡量除掉，而為了減少后續(xù)的洗滌工作量，亦必須盡量除去溶液中的鐵硅雜質(zhì)。常規(guī)的氟化氫沉淀法，對稀土分離廠而言，雖可降低成本，但由于氟化沉淀后的洗滌澄清困難，因而對除去非稀土雜質(zhì)不利。為穩(wěn)定地生產(chǎn)出高品質(zhì)的氟化鏑，該工藝首先對氯化鏑溶液中的非稀土雜質(zhì)進行處理，然后用復合氟化劑在氯化鏑溶液中制備粗粒度的氟化鏑沉淀，氟化鏑沉淀經(jīng)洗滌、過濾、烘干后再進行真空脫水而制得高品質(zhì)的氟化鏑產(chǎn)品。其工藝流程如圖。

主要參考資料

[1] 化學物質(zhì)辭典

[2] 高品質(zhì)氟化鏑的制備

[3] CN201410173660.X一種熔鹽電解制備稀土鏑合金的方法

[4] CN201810515589.7一種帶涂層的釹鐵硼燒結(jié)磁體及其制備方法

[5] CN03133598.5一種鏑金屬合金及制備方法