一种新型稀土电解槽体结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种新型稀土电解槽体结构，属于稀土冶炼设备。本实用新型石墨坩埚底部从下至上依次设有大钼接收器、小钼接收器及小石墨坩埚，小石墨坩埚内有稀土金属。本实用新型将单坩埚电解槽体改为双坩埚结构。即外围增加一个钼质大坩埚将小坩埚放入其中，将小坩埚外壁电解产出、溢出、洒出、的稀土金属与石墨大坩埚隔离，以抑制电解产出、溢出、洒出的稀土金属形成超高碳产品，使回收的此类金属易于回熔精炼，达到降低废品率、提高回收率、降低生产成本的目的。因大、小坩埚在石墨电解槽中形成复式结构，隔绝石墨槽体对稀土金属的污染，在提坩埚生产工艺变为钛勺生产工艺只需将小坩埚拿出即可实现两种工艺方法间热工况下的转换问题。
【专利说明】一种新型稀土电解槽体结构
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种新型稀土电解槽体结构，属于稀土冶炼设备。
【背景技术】 [0002]
[0003] 熔盐电解法是国内生产混合和单一稀土金属及合金的主要方法之一。其中碳含量 是最主要的杂质指标，一般稀土金属厂碳含量> 0. 05%即可视为废品。而稀土金属是在石 墨坩埚、石墨阳极的几乎是纯碳的体系中生产，所以有效的控制稀土金属中的碳含量是稀 土金属生产厂的共同难题。
[0004] 传统电解槽型结构以大石墨坩埚为电解槽体，底部内置单一金属坩埚（Mo、W)，并 以此作为接收器来承载电解产出的稀土金属。根据取出稀土金属的不同工艺方法，分为钛 勺出炉工艺方法和提坩埚出炉工艺方法。提坩埚出炉工艺方法由于熔炼时间短杂质污染 少，特别是碳杂质含量低（< 〇. 03%)，在电解法生产低、超低碳含量稀土金属中被广泛采用。 但由于承载稀土金属坩埚为阴极性，所以金属坩埚外壁与阳极间形成小反应区，在坩埚外 壁有少量稀土金属析出，析出稀土金属直接沉积在大石墨坩埚上，而稀土金属是极强的碳 化物元素，碳化稀土（REC)是高熔点化合物，极高的碳含量不但给回收带来困难，同时也导 致了大石墨坩埚底的快速腐蚀。而在提坩埚出炉时溢出、洒出的稀土金属进一步加剧了这 一作用，导致大量高碳稀土金属废品的产生，废品的产出量约为合格品的1/10,此类高碳废 品碳含量> 〇. 5% < 2%，比合格产品碳含量高10-20倍，给回熔处理带来极大的难度，是所有 提坩埚工艺生产厂共同的难题。
【发明内容】
[0005] 本实用新型的目的在于提供一种能够解决提坩埚生产工艺中外溢稀土金属超高 碳含量的有效回收问题的一种稀土电解槽体。
[0006] 技术解决方案
[0007] 本实用新型包括：石墨坩埚、大钥接收器，所述石墨坩埚底部从下至上依次设有大 钥接收器、小钥接收器及小石墨坩埚，小石墨坩埚内有稀土金属。
[0008] 本实用新型特点：
[0009] 1.变更大石墨坩埚槽体内结构，以适应接收稀土金属坩埚采用复式、大小坩埚叠 加的双隔碳层配置。
[0010] 2.坩埚的双隔碳层配置，可大幅降低小坩埚外沉积的稀土金属中碳含量，提高了 稀土金属回收率、合格率。
[0011] 3.接收稀土金属坩埚结构、配置的改变，可以在高温下迅速实现钛勺出炉工艺方 法和提坩埚出炉工艺方法的兼容、互换，扩展了电解槽型工艺、产品类型的适用性。
[0012] 4.坩埚可根据不同产品要求，采用W .Mo .Nb .Ti .Fe材质，生产低碳单一稀土 金属及其合金。
[0013] 优点如下：
[0014] 本实用新型将传统电解槽型结构单坩埚改变为双坩埚，将小坩埚放置大坩埚内， 使小接收器溢出、析出的稀土金属流入大坩埚内，起到隔离稀土金属与石墨接触的作用，避 免溢出、析出的稀土金属与石墨直接接触形成碳化稀土，产生高碳废品的问题。使回收的此 类金属易于回熔精炼，达到降低废品率、提高回收率、降低生产成本的目的。同时复式大小 坩埚配置解决了提坩埚出炉工艺和钛勺出炉工艺的兼容互通性。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1为传统提接收器电解槽型结构示意图；
[0016] 图2为传统钛勺电解槽型结构示意图；
[0017] 图3为实用新型电解槽型结构示意图。
【具体实施方式】
[0018] 实施例1
[0019] 本实用新型石墨坩埚1内设有阳级7、阴极8和电解质9,所述石墨坩埚1底部从 下至上依次设有大钥接收器2、小钥接收器3及小石墨坩埚4,大钥接收器与石墨坩埚1之 间设有绝缘层5,小石墨坩埚4内有稀土金属6。
[0020] 将石墨小坩埚4放置在石墨大坩埚1内，使小钥接收器3溢出、析出的稀土金属6 流入石墨大坩埚1内，起到隔离稀土金属6与石墨接触的作用，避免溢出、析出的稀土金属 6与石墨直接接触形成碳化稀土，产生高碳废品的问题。使回收的此类金属易于回熔精炼， 达到降低废品率、提高回收率、降低生产成本的目的。同时复式大小坩埚配置解决了提坩埚 出炉工艺和钛勺出炉工艺的兼容互通性。本实用新型电解稀土金属达到了省时、省力的目 的，解决在生产过程中因改变生产工艺而出现耗时、误工以及成本升高的问题。
[0021] 在稀土金属电解生产工艺中，提坩埚出炉工艺技术占有重要地位，其优点是熔炼 时间短，产品碳杂质含量低（C < 0. 03%)。但;t甘祸外反应区产出少量稀土金属，由于沉积在 石墨炉底上，形成不合格的高碳产品（C > 0. 5% < 2%)，如何解决这部分高碳金属，是所有 使用提坩埚出炉工艺技术工厂需要解决的问题。本实用新将单坩埚电解槽体改为双坩埚 结构。即外围增加一个钥质大坩埚将小坩埚放入其中，将小坩埚外壁电解产出、溢出、洒出、 的稀土金属与石墨大坩埚隔离，以抑制电解产出、溢出、洒出的稀土金属形成超高碳产品。 与以往的电解槽体结构相比，本实用新型可实现降低小坩埚外壁反应区产出稀土金属及溢 出、洒出的稀土金属碳含量（C < 0. 08%)。同时本实用新型与以往电解槽体结构相比应变能 力强，因大坩埚和小坩埚在石墨电解槽中形成复式结构，隔绝石墨槽体对稀土金属的污染， 所以在提坩埚生产工艺变为钛勺生产工艺时只需将小坩埚拿出即可实现工艺方法的转变， 解决了两种工艺方法间热工况下的转换问题。
[0022] 试验例：生产金属镨B组期初使用提坩埚工艺生产稀土金属，经过为期7天的生 产过程中，用户提出钥杂质问题。变更钛勺生产工艺，中午在热状态下，仅将电解槽内的小 钥坩埚取出，靠外套的大坩埚接收稀土金属，三小时后生产出合格稀土金属。
[0023] 可见本实用新型电解槽型能有效的解决在生产过程中因改变生产工艺而出现耗 时、误工的问题，降低材料消耗控制生产成本。
[0024] 采用本实用新型电解槽型试验
[0025] 金属镨钕生产线C炉
【权利要求】
1. 一种新型稀土电解槽体结构，包括：石墨坩埚、大钥接收器，其特征在于，石墨坩埚 底部从下至上依次设有大钥接收器、小钥接收器及小石墨坩埚，小石墨坩埚内有稀土金属。
【文档编号】C25C7/00GK204097580SQ201420531002
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年9月16日 优先权日:2014年9月16日
【发明者】雷忠, 李强, 雷强, 石东, 姜育德, 杨子平 申请人:包头市三隆稀有金属材料有限责任公司