专利名称：用磁悬浮冷舟技术制造高纯稀土金属的方法
技术领域：
本发明是一种制造高纯稀土金属(Tb Dy金属)的方法。其特征是用磁悬浮冷舟技术提纯。
最常用提纯稀土金属Tb Dy的方法是区熔技术，区熔所用坩埚常用BN石英等耐火材料制成。由于稀土金属Tb Dy的高活性，在提纯过程中，熔体易受坩埚材料所含杂质的污染，使提纯材料的最终纯度受到影响。同时由于稀土金属TbDy的熔体对坩埚材料的侵蚀，使区熔坩埚破坏严重，很难重复使用，从而增加了区熔提纯的成本。
D.W Jones等人(见“Proe Rare Earth Res Conf”13th 1977.P.309-314)尝试了用磁悬浮冷舟技术提纯La、Ga等元素，可降低稀土金属中杂质含量，但该材料中未阐明所用的装置、工艺参数和性能指标，国内亦未见到类似专利。
本发明的目的就是要提供一种能克服上述缺点制造出高纯稀土金属的方法。
本发明的任务是以如下方法完成的，在系统研究了稀土金属Tb Dy中主要杂质在其固液中分凝系数的差异和磁悬浮冷舟区熔工艺参数控制方法的基础上，提出了利用区熔磁悬浮冷舟技术制造高纯稀土金属的方法。
采用区熔磁悬浮冷舟技术，对稀土金属Tb、Dy提纯时，采用磁悬浮冷舟，为多瓣(10-30瓣)铜质或铜质镀金水冷结构，容量为20-500ml。区熔线圈为铜质单层或双层水冷线圈，加热功率为5-150KW，区熔温度为600-1500℃，感应频率为50-400KHZ，线圈位移速度0.1-0.5mm/分，区熔次数为1-40次。
提纯时首先将区熔磁悬浮冷舟和稀土原料同时密封在石英管内，采用纯度大于4N的氩气作保护气氛，管内正压为0.1-1MPa。其次将区熔线圈位置调整到冷舟中待熔料的一端，固定好位置后开始升温;升温速度大于5℃/分，待料熔化悬浮后，操纵线圈开始以0.1-50mm/分速度向待熔料的另一端移动，当线圈移动到达另一端终点时，暂停线圈移动，停止线圈加热功率输出，第一次区熔结束。第二次开始时又将区熔线圈移回到初始位置，综合控制上述参数，按需要区熔的次数，重复以上操作过程，直到产品达到合格要求后，区熔过程全部结束。
采用上述参数综合控制，对2N级纯Dy区熔10-15次，可使其局部纯度提高到3N级，区熔20-40次，可使其局部纯度达到4N级水平。
本发明，它较好的解决了区熔坩埚对熔体的污染和熔体对区熔坩埚的侵蚀问题，为高纯稀土的制造提供了可靠保证，同时磁悬浮冷舟可重复多次使用，从而降低了区熔提纯成本。
权利要求
1.一种制造高纯稀土金属(TbDy金属)的方法，其特征是采用磁悬浮冷舟技术提纯，高频感应式加热，氩气正压保护。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于磁悬浮冷舟为多瓣(10-30瓣)铜质或铜抽镀金水冷结构，容量为20-500ml。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于高频感应式加热线圈为铜质单层或双层水冷线圈，加热功率5-150W，区熔温度600-1200℃，感应频率50-400KHZ，区熔次数1-40次，线圈位移速度0.1-50mm/分。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于炉内采用纯度大于4N的氩气作保护气氛，正压为0.1-1MPa。
全文摘要
本发明公开了一种用磁悬浮冷舟技术，制造高纯稀土金属(Tb Dy)的方法。本方法与常用提纯稀土金属的方法相比，它较好的解决了区熔坩埚对熔体的污染和熔体对区熔坩埚的侵蚀问题，为高纯稀土的制造提供了可靠保证，同时磁悬浮冷舟可重复多次使用，从而降低了区熔提纯成本。
文档编号C22B59/00GK1060314SQ91108418
公开日1992年4月15日 申请日期1991年10月30日 优先权日1991年10月30日
发明者李强, 张一玲, 袁润章, 黄晓华, 金德江, 李道铭 申请人:武汉工业大学