专利名称：生产稀土金属用石墨阳极抗氧化涂层的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种生产稀土金属用石墨阳极抗氧化涂层，属于熔盐电解生产稀土金属技术领域，用于降低熔盐电解生产稀土金属过程中所用石墨阳极的氧化速度。
背景技术：
因为石墨具有优良的导电、导热性能，抗酸、碱、腐蚀性能，熔盐电解生产稀土金属采用石墨做电极.但敞开式熔盐电解槽的生产过程是在空气中进行的，电解温度一般高于700℃，导致暴露于空气中的石墨阳极由于氧化导致其使用时间缩短。增加了生产成本。
目前，用于降低石墨氧化速度的主要方法有两种，即浸渍和涂层。其作用机理是通过减少石墨与氧气的接触机会或采取提高石墨的密度来降低石墨的氧化速度。虽然目前市场上已有一些石墨抗氧化涂层，但可直接用于降低熔盐电解稀土金属过程中石墨阳极氧化速度的涂层材料尚未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可直接降低熔盐电解稀土金属过程中石墨阳极氧化速度，提高石墨阳极利用率，降低熔盐生产稀土金属成本的一种稀土金属用石墨阳极抗氧化涂层。
本发明的技术解决方案该石墨阳极抗氧化涂层由下列物质组成稀土氟化物为0.5～95％；稀土氧化物为1～95％；碱金属及碱土金属氟化物上述物质中可加入胶粘剂，胶粘剂加入量为1～95％。
一种生产稀土金属用石墨阳极抗氧化涂层生产工艺，工艺步骤首先把该涂层的主要原料即生产稀土金属的稀土氟化物或氧化物，氟化锂等固体原料经过筛后在容器中按一定比例混匀，并将胶粘剂倒入后搅拌均匀，成糊状物。将该糊状物涂于石墨阳极上晾干或在50℃-300℃烘干后使用。
一种生产稀土金属用石墨阳极抗氧化涂层生产工艺，工艺步骤将胶粘剂以外的由所生产的稀土金属及合金的氟化物、稀土氧化物、碱金属及碱土金属氟化物原料按一定比例配制，在高温熔化均匀后，经倒入金属容器中冷却后，破碎、过筛，然后把符合粒度要求的原料按一定比例放入容器中搅拌均匀，在常温下涂在石墨阳极上，晾干后使用或50℃-300℃烘干后使即可使用。
胶粘剂可为水溶性胶粘剂。
水溶性胶粘剂可为白乳胶。
非水溶性胶粘剂可为环氧树脂胶粘剂。
原料粒度小于40目。
水溶性胶粘剂和非水溶性胶粘剂，且每一种胶粘剂在高温下均可被炭化，胶粘剂不含有对稀土金属构成污染和对电解过程有不良影响的非稀土元素，非水溶性胶粘剂在使用过程中不产生有毒物质。
适用于在大气下熔盐电解生产稀土金属及合金用的石墨阳极。
该涂层主要由所生产金属的氟化物或氧化物，氟化锂及胶粘剂组成或除胶粘剂以外的由所生产的稀土金属及合金的氟化物、稀土氧化物、碱金属及碱土金属氟化物组成的物质经500～1000℃高温熔化、冷却、破碎后与胶粘剂混合搅拌均匀后再经常温晾干或高温烘干后获得。该石墨阳极抗氧化涂层制备工艺简单实用，可根据生产金属的不同种类调整原料组成，配比及涂层厚度。该涂层可降低石墨阳极的氧化速度，降低生产成本和劳动强度。
具体实施例方式
工艺方法之一，首先把该涂层的主要原料即生产稀土金属的稀土氟化物或氧化物，氟化锂等固体原料经过筛后在容器中按一定比例混匀，并将胶粘剂倒入后搅拌均匀，成糊状物。将该糊状物涂于石墨阳极上晾干或在50℃-300℃烘干后使用。
工艺方法之二，将除胶粘剂以外的由所生产的稀土金属及合金的氟化物、稀土氧化物、碱金属及碱土金属氟化物原料按一定比例配制，在500～1000℃高温熔化均匀后，经倒入金属容器中冷却后，破碎、过筛，然后把符合粒度要求的原料按一定比例放入容器中搅拌均匀，在常温下涂在石墨阳极上，晾干后使用。或50℃-300℃烘干后使即可使用。
实施例1氟化物体系氧化物电解生产镨钕金属石墨阳极涂层材料由PrNdF3、LiF和白乳胶混合配制而成，配比为PrNdF3∶LiF＝97∶3(重量百分比)。将PrNdF3和LiF按比例配制后，再将PrNdF3和LiF配好后的混合物按照PrNdF3+LiF∶白乳胶＝3∶1(体积百分比)混合并搅拌成糊状后，涂在石墨阳极上。将涂好抗氧化涂层的石墨阳极晾干后经使用与没有涂层的石墨阳极相比较每台4KA电解槽每月石墨用量可减少5～10％。
实施例2氟化物体系氧化物电解生产镨钕金属石墨阳极涂层材料由PrNdF3和LiF按照PrNdF3∶LiF＝97∶10(重量百分比)混合配制，在900℃完全熔化并倒入冷却锭模中。待冷却后，破碎成为小于40目的粉末后与白乳胶按PrNdF3+LiF∶白乳胶＝3∶1(体积百分比)混合并搅拌成糊状后，涂在石墨阳极上。将涂好抗氧化涂层的石墨阳极晾干后经使用与没有涂层的石墨阳极相比较每台4KA电解槽每月石墨用量可减少5～10％。
实施例3氟化物体系氧化物电解生产金属钕石墨阳极涂层材料由NdF3、LiF和白乳胶混合配制而成。配比为NdF3∶LiF＝97∶6(重量百分比)。将NdF3和LiF按比例配好后，再将NdF3和LiF配好后的混合物按照NdF3+LiF∶白乳胶＝3∶1(体积百分比)混合并搅拌成糊状后，涂在石墨阳极上。将涂好抗氧化涂层的石墨阳极晾干后，经使用与没有涂层的石墨阳极相比较每台4KA电解槽每月石墨用量可减少5～10％。
实施例4氟化物体系氧化物电解生产金属钕石墨阳极涂层材料由NdF3、LiF和白乳胶混合配制而成。配比为NdF3∶CaF2∶LiF＝90∶4∶6(重量百分比)。将NdF3、CaF2和LiF按比例配好后，再将NdF3、CaF2和LiF配好后的混合物按照NdF3+CaF2+LiF∶白乳胶＝3∶1(体积百分比)混合并搅拌成糊状后，涂在石墨阳极上。将涂好抗氧化涂层的石墨阳极晾干后经使用与没有涂层的石墨阳极相比较每台4KA电解槽每月石墨用量可减少5～8％。
实施例5氟化物体系氧化物电解生产金属钕石墨阳极涂层材料由NdF3、LiF和环氧树脂胶粘剂混合配制而成。配比为NdF3∶LiF＝97∶6(重量百分比)。将NdF3和LiF按比例配好后，再将NdF3和LiF配好后的混合物按照NdF3+LiF∶环氧树脂胶粘剂＝3∶1(体积百分比)混合并搅拌成糊状后，涂在石墨阳极上。将涂好抗氧化涂层的石墨阳极晾干后经使用与没有涂层的石墨阳极相比较每台4KA电解槽每月石墨用量可减少3～6％。
实施例6氟化物体系氧化物电解生产镨钕金属石墨阳极涂层材料由PrNdF3和LiF按照PrNdF3∶LiF＝97∶10(重量百分比)混合配制，在1000℃完全熔化并倒入冷却锭模中。待冷却后，破碎成为小于40目的粉末后与环氧树脂胶粘剂按PrNdF3+LiF∶环氧树脂胶粘剂＝3∶1(体积百分比)混合并搅拌成糊状后，涂在石墨阳极上。将涂好抗氧化涂层的石墨阳极晾干后经使用与没有涂层的石墨阳极相比较每台4KA电解槽每月石墨用量可减少5～10％。
权利要求
1.一种生产稀土金属用石墨阳极抗氧化涂层，其特征在于该石墨阳极抗氧化涂层由下列物质组成稀土氟化物为1～95％；稀土氧化物为1～95％；碱金属及碱土金属氟化物3～96％；胶粘剂1～95％。
2.根据权利要求1所述的一种生产稀土金属用石墨阳极抗氧化涂层，其特征在于上述配方中的稀土氟化物或稀土氧化物也可为其中的一种或一种以上。
3.根据权利要求1所述的一种生产稀土金属用石墨阳极抗氧化涂层，其特征在于碱金属及碱土金属氟化物可为氟化锂或氟化钙中的一种或一种以上。
4.一种生产稀土金属用石墨阳极抗氧化涂层生产工艺，其特征在于将稀土氟化物(A)、稀土氧化物(B)、碱金属及碱土金属氟化物(C)混合，其比例(wt％)为A∶B∶C＝1～95％∶1～95％∶3～96％，并与胶粘剂混合，成糊状物，将该糊状物涂于石墨阳极上晾干或在50℃-300℃烘干后使用。
5.根据权利要求4所述的一种生产稀土金属用石墨阳极抗氧化涂层生产工艺，其特征在于将稀土氟化物(A)、稀土氧化物(B)、碱金属及碱土金属氟化物(C)混合，其比例(wt％)为A∶B∶C＝1～95％∶1～95％∶3～96％，在500℃-1500℃熔化均匀后，倒入金属容器中冷却后，破碎、过筛，然后把破碎粒度小于40的粉末原料按稀土氟化物、稀土氧化物、碱金属及碱土金属氟化物∶胶粘剂＝1∶0.01～0.95比例放入容器中搅拌均匀，并将胶粘剂倒入并搅拌均匀，在常温下涂在石墨阳极上，晾干后使用或50℃-300℃烘干后即可使用。
6.根据权利要求1或2所述生产稀土金属用石墨阳极抗氧化涂层生产工艺，其特征在于可为水溶性胶粘剂或非水溶性胶粘剂。
7.根据权利要求6所述生产稀土金属用石墨阳极抗氧化涂层生产工艺，其特征在于非水溶性胶粘剂为环氧树脂胶粘剂，水溶性胶粘剂为白乳胶。
8.根据权利要求6或7所述的石墨阳极抗氧化涂层工艺，其特征在于水溶性胶粘剂和非水溶性胶粘剂，且每一种胶粘剂在高温下均可被炭化，胶粘剂不含有对稀土金属构成污染和对电解过程有不良影响的非稀土元素，非水溶性胶粘剂在使用过程中不产生有毒物质。
9.根据权利要求3所述的石墨阳极抗氧化涂层，其特征在于适用于在大气下熔盐电解生产稀土金属及合金用的石墨阳极。
全文摘要
本发明涉及一种生产稀土金属用石墨阳极抗氧化涂层及工艺。该涂层主要是由所生产的稀土金属及合金的氟化物、稀土氧化物、碱金属及碱土金属氟化物和胶粘剂组成的。将上述几种物质按一定比例搅拌混匀，并与胶粘剂混合，或将经高温融化、冷却、破碎为粒度满足要求的粉末与胶粘剂混合。将通过上述与胶粘剂混合而获得的物质涂在石墨阳极上，经烘干或晾干后，即可使用。该涂层工艺简单，可降低石墨阳极的氧化速度，提高石墨阳极利用率，降低熔盐生产的稀土金属的生产成本。
文档编号C25C3/00GK1763256SQ200510105659
公开日2006年4月26日 申请日期2005年9月30日 优先权日2005年9月30日
发明者张志宏, 汪进宝, 侯复生 申请人:包头稀土研究院, 包头瑞鑫稀土金属材料股份有限公司