熔鹽電解法分離釓、銪及制備鋁釓釤與鎂鋰基合金的研究.pdf

1、由于稀土元素物理化學(xué)性質(zhì)十分相似，所以稀土元素之間的分離，尤其是臨近稀土元素的分離成為無機(jī)化學(xué)中最困難的問題之一。稀土元素分離現(xiàn)有的基本方法有：溶劑萃取法、分級結(jié)晶法、離子交換法等。本論文用熔鹽電解法電解Gd2O3-Eu2O3直接分離Gd、Eu，并對其電化學(xué)機(jī)理、分離系數(shù)的影響因素進(jìn)行了研究。鋁基與鎂鋰基合金都是當(dāng)今應(yīng)用比較廣泛輕合金，在很多領(lǐng)域中占著舉足輕重的地位。工業(yè)上多采用金屬熱還原法和對摻法來制備鋁基與鎂鋰基合金，本文用熔鹽電解

2、法直接制備鋁稀土和鎂鋰基合金，并對其電化學(xué)機(jī)理、合金微觀結(jié)構(gòu)及電解工藝等進(jìn)行了研究。
　　 本研究主要內(nèi)容包括：⑴在LiCl-KCl中對電解Gd2O3-Eu2O3直接分離Gd、Eu的機(jī)理、工藝過程進(jìn)行研究，通過固溶度、循環(huán)伏安、開路電位對分離Gd、Eu進(jìn)行了分析和驗(yàn)證；熔鹽電解分離了Gd、Eu，并得到了中間合金，研究了電解溫度、電解時(shí)間、電流密度對分離系數(shù)的影響關(guān)系，得到較佳的工藝條件；同時(shí)對電解所得合金進(jìn)行分析，探討了釓、銪的

3、收率對分離系數(shù)的影響。⑵720℃時(shí)研究Sm(Ⅲ)、Al(Ⅲ)和Gd(Ⅲ)在NaCl-KCl體系中鎢陰極上的電化學(xué)還原過程，并且得出對應(yīng)的熔鹽中三種離子的擴(kuò)散系數(shù)。通過恒電流電解法制備了Al-Gd-Sm合金，并研究了合金的形成機(jī)理。⑶在NaCl-KCl中以熔鹽電解共電沉積制備Al-Gd-Sm合金的工藝的進(jìn)行研究，研究了電流密度、電解溫度、電解時(shí)間對電流效率、合金成分和直收率的影響關(guān)系，從而選擇較好的工藝條件。同時(shí)還測定了Gd2O3、Sm2

4、O3分別在不同熔鹽體系中的溶解度，得到了溶解度隨溫度的變化趨勢。通過SEM等方法分析了Gd、Sm對合金微觀組織和合金的硬度的影響。⑷研究600℃時(shí)在LiCl-KCl-GdCl3(1.5 wt.％)熔鹽中，分別在銅、鎳和鋁電極上，結(jié)果表明Gd(Ⅲ)在活性電極上的析出電位明顯正移，出現(xiàn)欠電位沉積(簡稱UPD)行為。Zn(Ⅱ)在鉬電極上的還原是受擴(kuò)散控制的電極過程，并且得出熔鹽中Zn(Ⅱ)的擴(kuò)散系數(shù)，及共電沉積制備Mg-Li-Zn-Gd合金的