Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ - Патент РФ 2103402
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ
ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ

ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к шихте для получения редкоземельных металлов, содержащей фторид редкоземельного металла и металлический кальций в качестве восстановителя. Сущность изобретения: шихта дополнительно содержит хлорид редкоземельного металла при следующем соотношении ингредиентов, мас. %: фторид редкоземельного металла 11,20-24,34; хлорид редкоземельного металла 51,62-65,80; металлический кальций 23,00-24,05.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2103402
Класс(ы) патента: C22B59/00, C22B5/04
Номер заявки: 96116000/02
Дата подачи заявки: 31.07.1996
Дата публикации: 27.01.1998
Заявитель(и): Акционерное общество "Чепецкий механический завод"
Автор(ы): Патрушев В.А.
Патентообладатель(и): Акционерное общество "Чепецкий механический завод"
Описание изобретения: Изобретение относится к металлургии, в частности для получения редкоземельных металлов (РЗМ).
Известна шихта для получения редкоземельных металлов, содержащая хлориды редкоземельных металлов и восстановитель - литий [1].
Недостатками шихты являются длительность процесса получения металлов, дороговизна металлического лития, получение металлов в виде губки.
Известна шихта для получения слитков редкоземельных металлов, содержащая их хлориды и восстановитель - кальций [2].
Недостатками шихты являются высокая гигроскопичность и склонность к гидролизу хлоридов редкоземельных металлов, необходимость применения дорогостоящих танталовых тиглей для проведения плавок, что удорожает себестоимость выплавляемых металлов.
Наиболее близкой к предлагаемой является шихта для получения редкоземельных металлов, содержащая фторид редкоземельных металлов и восстановитель - кальций [3].
Недостатками шихты являются использование дорогостоящих фторидов редкоземельных металлов, высокий расход электроэнергии для достижения перегрева расплава при проведении плавок, с целью снижения вязкости шлака и хорошего разделения металла и шлака; необходимость применения дорогостоящих танталовых тиглей одноразового использования [3].
Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что шихта дополнительно содержит хлорид редкоземельного металла при следующем содержании ингредиентов, мас.%:
Фторид редкоземельного металла - 11,2-24,34
Хлорид редкоземельного металла - 51,62-65,80
Металлический кальций - 23,00-24,05
В отличие от прототипа, дополнительное введение в состав реакционной шихты хлорида редкоземельного металла в заявляемых пределах позволяет получать слитки редкоземельного металла, а шлак после проведения восстановительной плавки - с более низкой температурой плавления. Температура плавления шлака, состоящего из фтористого и хлористого кальция, в заявляемом способе составляет не более 800oC.
По прототипу же температура плавления шлака - фтористого кальция - составляет 1415oC.
Введение в шихту хлорида редкоземельных металлов менее 51,62 мас.% приводит к повышению температуры плавления шлака, к необходимости перегрева продуктов плавки, плохому разделению металла и шлака, снижению выхода металлов в слиток.
Введение в шихту хлоридов редкоземельных металлов более 65,80 мас.% приводит к уменьшению теплового эффекта реакции, к образованию легкоплавкой эвтектики и растворению футеровки реакционного стакана при контакте с жидким шлаком, например, с футеровкой из фтористого кальция.
Таким образом, заявляемый состав шихты существенно отличается от прототипа, неизвестен из мировой практики и позволяет удешевить и упростить аппаратурное оформление, увеличить производительность процесса восстановления (масштаб плавки), снизить энергозатраты, что подтверждает высокий изобретательский уровень заявляемого технического решения.
Пример. Восстановительная плавка с заявляемым составом шихты производится в стальных герметичных ретортах и стальных стаканах, футерованных фтористым кальцием на слиток РЗМ 1000 г.
Компоненты шихты готовят следующим образом: водную пульпу карбонатов редкоземельных элементов обрабатывают плавиковой кислотой с недостатком фтор-иона от стехиометрии. Карбонаты берутся в избытке в заявляемых пределах. Пульпа фильтруется, к влажному осадку, содержащему фториды РЗМ и карбонаты РЗМ, добавляется хлорид аммония с избытком от стехиометрии 10 мас.%, и смесь прокаливается в печи при температуре не менее 500oC в течение 2 ч. В процессе прокалки происходит обезвоживание кристаллогидратов фторидов РЗМ и образование хлоридов РЗМ с получением смеси фторидов и хлоридов менее гигроскопичных, чем хлориды РЗМ.
Полученная по вышеописанному способу смесь безводных солей РЗМ тщательно смешивается со стружкой или крупкой металлического кальция и загружается в футерованный фтористым кальцием стальной реакционный стакан. Стакан помещается в стальную реторту, последнюю герметично закрывают, вакуумируют, заполняют аргоном и помещают в печь с последующим нагревом до температуры 600oC, с выдержкой при этой температуре 0,5 ч, с дальнейшим повышением температуры в печи до температуры плавления редкоземельных металлов.
Температура начала реакции восстановления при этом составляет 630oC.
После охлаждения до комнатной температуры металл вместе со шлаком и футеровкой извлекают из стакана. Слиток отделяют от шлака, шлак поступает на дальнейшую переработку, футеровка возвращается для футерования стакана последующей восстановительной плавки.
При оптимальном составе шихты: фторид РЗМ 19,55 мас.%, хлорид РЗМ 56,83 мас.%, кальций 23,62 мас.%, выход в слиток составил 90%.
Увеличение доли хлоридов РЗМ в шихте свыше 65,8 мас.% приводило к образованию легкоплавкой эвтектики с футеровкой реторты фтористым кальцием и взаимодействию со стальным реакционным стаканом.
Уменьшение доли хлоридов в шихте менее 51,62 мас.% приводило к плохому разделению металла и шлака и снижению выхода металла в слиток - менее 80 мас.%.
Таким образом, введение в шихту хлоридов редкоземельных металлов позволяет проводить восстановительные плавки без использования дорогостоящих танталовых тиглей одноразового использования, снизить энергозатраты и другое.
Формула изобретения: Шихта для получения редкоземельных металлов, содержащая фторид редкоземельного металла и металлический кальций в качестве восстановителя, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит хлорид редкоземельного металла при следующем соотношении ингредиентов, мас.
Фторид редкоземельного металла 11,20 24,34
Хлорид редкоземельного металла 51,62 65,80
Металлический кальций 23,00 24,05т