JPS61159593A - 希土類若しくはその合金の電解製造方法及びこの方法を物施する装置 - Google Patents
希土類若しくはその合金の電解製造方法及びこの方法を物施する装置Info
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- JPS61159593A JPS61159593A JP60273569A JP27356985A JPS61159593A JP S61159593 A JPS61159593 A JP S61159593A JP 60273569 A JP60273569 A JP 60273569A JP 27356985 A JP27356985 A JP 27356985A JP S61159593 A JPS61159593 A JP S61159593A
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Classifications
-
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- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C1/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions
- C25C1/22—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions of metals not provided for in groups C25C1/02 - C25C1/20
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/34—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of metals not provided for in groups C25C3/02 - C25C3/32
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- Electrochemistry (AREA)
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、溶融塩の浴中における希土類又はその合金の
電解製造方法及びこの方法を実施するための装置に関す
るものである。
電解製造方法及びこの方法を実施するための装置に関す
るものである。
以下の記載において・希土類(RE)という用語はサマ
リウム、ミーロビウム、イッテルビウム及びツリウムを
除きイツトリウム及びランタニドよりなる群に属する任
意の元素を示すために使用される。
リウム、ミーロビウム、イッテルビウム及びツリウムを
除きイツトリウム及びランタニドよりなる群に属する任
意の元素を示すために使用される。
現在、希土類塩化物、特にネオジムの溶融媒体における
電解は、得られる収率が極めて低いため問題がある。こ
れは、塩化物の存在下で金属の溶解度が高レベルになる
からである。この種の方法は、T・クリタによる論文に
記載されている〔電気化学(1967)、第35(7)
巻、第496〜501頁〕。この論文は、塩化ネオジミ
ウム及び塩化カリウムで形成された溶融浴の場合、20
≦に達しない純ネオジミウム収率を記している。
電解は、得られる収率が極めて低いため問題がある。こ
れは、塩化物の存在下で金属の溶解度が高レベルになる
からである。この種の方法は、T・クリタによる論文に
記載されている〔電気化学(1967)、第35(7)
巻、第496〜501頁〕。この論文は、塩化ネオジミ
ウム及び塩化カリウムで形成された溶融浴の場合、20
≦に達しない純ネオジミウム収率を記している。
したがって、本発明の第1の目的は、工程を工業規模で
行ないうるような条件下にて電解法により希土類を製造
することである。
行ないうるような条件下にて電解法により希土類を製造
することである。
本発明の第2の目的は、同じく工業規模で実施するのに
適した希土類の合金の製造方法を提供することである。
適した希土類の合金の製造方法を提供することである。
さらに本発明の他の目的は、特に上記方法を実施しうる
装置を提供することである。
装置を提供することである。
上記目的を達成するため、希土類及び遷移金属よりなる
群から選択される少なくとも1種の金属を用いた希土類
又は希土類の合金の溶融塩の浴中における電解による本
発明の製造方法は、少なくと411種の希土類の塩化物
と少なくとも1種のアルカリ金属若しくはアルカリ土類
の塩化物と少なくとも1種のアルカリ金属若しくはアル
カリ土類の弗化物とからなる浴を使用することを特徴と
する。
群から選択される少なくとも1種の金属を用いた希土類
又は希土類の合金の溶融塩の浴中における電解による本
発明の製造方法は、少なくと411種の希土類の塩化物
と少なくとも1種のアルカリ金属若しくはアルカリ土類
の塩化物と少なくとも1種のアルカリ金属若しくはアル
カリ土類の弗化物とからなる浴を使用することを特徴と
する。
本発明の特に好適な具体例によれば、浴は少なくトモア
ルカリ金属としてリチウムを含む。
ルカリ金属としてリチウムを含む。
さらに本発明は、特に上記方法を実施するのに使用しつ
る、溶融塩の浴中におけるi!解檜に関し1この電解槽
は借の断面よシも小さい内側断面を有する導管により形
成された排液域により底部を延長させた檜を備えること
を特徴とする。
る、溶融塩の浴中におけるi!解檜に関し1この電解槽
は借の断面よシも小さい内側断面を有する導管により形
成された排液域により底部を延長させた檜を備えること
を特徴とする。
本発明の特定具体例によれば、前記導管は槽の底部中心
にて開口する。
にて開口する。
本発明の方法は、良好な純度レベルの金属或いは高比率
の希土類を含有する合金を、工業規模で使用しうる条件
下にて80%を越えうる高金属収率で製造することを可
能にする。
の希土類を含有する合金を、工業規模で使用しうる条件
下にて80%を越えうる高金属収率で製造することを可
能にする。
一本発明の他の特徴及び利点は、本方法を実施する添付
図面をも参照した以下の説明及び具体例(限定はしない
)から容易に明らかとなるであろう。
図面をも参照した以下の説明及び具体例(限定はしない
)から容易に明らかとなるであろう。
上記したように、本発明は希土類及びその合金の製造に
関し、特に塩化ネオジムからの金属ネオジムの製造に関
するものであり、事実ネオジムの場合には特に顕著な収
率の向上をもたらす。
関し、特に塩化ネオジムからの金属ネオジムの製造に関
するものであり、事実ネオジムの場合には特に顕著な収
率の向上をもたらす。
さらに本発明は、合金の製造、特にネオジムに基づく合
金の#!造に関するものである。
金の#!造に関するものである。
この方法で製造しうる合金はたとえ1i−Nd−La。
Nd−C@若しくはNd−Prのような希土類間の合金
、或いは1種若しくはそれ以上の希土類と遷移金属より
なる群から選択される金属との間の合金である。使用し
うる遷移金属は電解の時点において溶融塩浴の温度よシ
も高い融点を有する全ての金属を包含し、前記温度はた
とえは650〜1100°Cの範囲で変化することがで
きる。この種の金属の例としては、鉄、コバルト、ニッ
ケル及びクロムを挙げることができる。したがって、本
発明によれば、特に次の合金を製造することができる;
Nd−Pa 、La−Fs % Nd−La−Fe及び
Pr−Fs 。
、或いは1種若しくはそれ以上の希土類と遷移金属より
なる群から選択される金属との間の合金である。使用し
うる遷移金属は電解の時点において溶融塩浴の温度よシ
も高い融点を有する全ての金属を包含し、前記温度はた
とえは650〜1100°Cの範囲で変化することがで
きる。この種の金属の例としては、鉄、コバルト、ニッ
ケル及びクロムを挙げることができる。したがって、本
発明によれば、特に次の合金を製造することができる;
Nd−Pa 、La−Fs % Nd−La−Fe及び
Pr−Fs 。
本発明によれば、方法の出発点は、金属として製造すべ
き希土類の塩化物である。複数の希土類からなる合金を
製造するには、採用される出発点はこれら希土類の各塩
化物の混合物を含む浴である。この種の塩化物は好まし
くは6重置%未満の水分含有量を有する。
き希土類の塩化物である。複数の希土類からなる合金を
製造するには、採用される出発点はこれら希土類の各塩
化物の混合物を含む浴である。この種の塩化物は好まし
くは6重置%未満の水分含有量を有する。
電解操作に使用される浴は、さらに希土類塩化物の他に
1種若しくはそれ以上のアルカリ金属若しくはアルカリ
土類の塩化物と181若しくはそれ以上のアルカリ金属
若しくはアルカリ土類の弗化物とを含b0 アルカリ金属としては、リチウムを使用するのが有利で
あると判明した。浴中におけるハロゲン化リチウムの存
在は、収率を顕著に向上させるという効果を有する。
1種若しくはそれ以上のアルカリ金属若しくはアルカリ
土類の塩化物と181若しくはそれ以上のアルカリ金属
若しくはアルカリ土類の弗化物とを含b0 アルカリ金属としては、リチウムを使用するのが有利で
あると判明した。浴中におけるハロゲン化リチウムの存
在は、収率を顕著に向上させるという効果を有する。
さらに、本発明の好適具体例によれば、浴は弗化リチウ
ム及び塩化リチウムの少なくとも1つを含み、これは一
般に最良の収率を与える。
ム及び塩化リチウムの少なくとも1つを含み、これは一
般に最良の収率を与える。
浴中の希土類塩化物の比率は10〜7o重R%の範囲で
変化することができ、特に15〜45%の範囲である。
変化することができ、特に15〜45%の範囲である。
さらに、一方のアルカリ金属若しくはアルカリ土類の塩
化物と他方の弗化物との間のλ量比は好ましくht5:
1〜3:1の範囲で変化する。
化物と他方の弗化物との間のλ量比は好ましくht5:
1〜3:1の範囲で変化する。
最後に、少なくとも15%の1種若しくはそれ以上の弗
化物の含有量を有する浴を使用するのが有利である。
化物の含有量を有する浴を使用するのが有利である。
電解操作の間の浴温度は、電解浴の溶融温度よシも高く
なるように設定される。
なるように設定される。
一般に、この温度は650°〜1100℃、特に700
°〜900“Cである。
°〜900“Cである。
電解操作に特に関連する条件につき以下説明する。
電極としては、本装置は一般に黒鉛陽極を使用する。陰
極の種類は、製造する物質の種類に応じて変化すること
ができる。
極の種類は、製造する物質の種類に応じて変化すること
ができる。
純希土類を製造する場合は、タングステン陰極が有利に
使用される。さらに、製造すべき種類と同じ希土類で作
成されたFfk極を使用することもできる。希土類相互
の合金を製造するには、同種類の陰極を使用する。
使用される。さらに、製造すべき種類と同じ希土類で作
成されたFfk極を使用することもできる。希土類相互
の合金を製造するには、同種類の陰極を使用する。
希土類と′!!1移金属との合金を製造する場合には、
陰極はその遷移金属により或いは製造しようとする同種
の希土類−遷移金属合金により作成された ゛消SR陰
極でおる。
陰極はその遷移金属により或いは製造しようとする同種
の希土類−遷移金属合金により作成された ゛消SR陰
極でおる。
′@極の端子における電圧は一般に4〜10ボルトであ
る。
る。
陰極電流密度(cd)は70A−dm 〜700人、
(Im−2の範囲、特に100〜250人・dm
の純凹で変化することができる。陽極電流密度(−d)
は一般に50〜250人・dm−2の範囲である。
(Im−2の範囲、特に100〜250人・dm
の純凹で変化することができる。陽極電流密度(−d)
は一般に50〜250人・dm−2の範囲である。
さらに、気相における塩素分圧が少なくともto1x1
0’Pa(α1気圧)となるような条件下で電解操作を
行なうのが有利であると判明した。この場合、浴中に存
在するオキシ塩化物の変換は、反応式TR0Cl +C
h = TRCIg + 17202 にしたがって生
ずる。事実、オキシ塩化物が希土類塩化物と共に不純物
として導入される。この場合、使用する出発物質は25
重量襲までのオキシ塩化物含有量を有する希土類塩化物
とすることができる。
0’Pa(α1気圧)となるような条件下で電解操作を
行なうのが有利であると判明した。この場合、浴中に存
在するオキシ塩化物の変換は、反応式TR0Cl +C
h = TRCIg + 17202 にしたがって生
ずる。事実、オキシ塩化物が希土類塩化物と共に不純物
として導入される。この場合、使用する出発物質は25
重量襲までのオキシ塩化物含有量を有する希土類塩化物
とすることができる。
以下、実施例を示し、記載した実験は直径10〜25■
の黒鉛陽極を有するアルミナ坩堝で行なった。極間の間
隔は例1〜4において65鴎とした。各電解操作につき
、生成した金属は坩堝内で冷却した後に回収した。浴の
組成は重量%として示す。
の黒鉛陽極を有するアルミナ坩堝で行なった。極間の間
隔は例1〜4において65鴎とした。各電解操作につき
、生成した金属は坩堝内で冷却した後に回収した。浴の
組成は重量%として示す。
示した金属収率は、導入した希土類塩化物(TRCIm
) に対応する金属に対する得られた希土類金属の
比を意味する。
) に対応する金属に対する得られた希土類金属の
比を意味する。
」Lニー金属ネオジミウムの製造
次の組成、NdCl5 : 113%:LICl:42
.O%?LIF2247≦、の溶融混合物8001の電
解を、850°Cの温度でタングステン電極(1i1−
a m )にて行なった。12C解操作は、690人
・dnll の陰極電流密度(cd)及び60人・
dm−2の陽極電流密度(、Cd)に相当する&5人の
電流強度工にて行なった。電極の端子における電圧は4
.6〜5.0ボルトの範囲とした。40≦の金属収率を
有する4時間の電解は、ネオジミウムとリチウムとタン
グステンとの含有量がそれぞれ98%、107%及び≦
1%の金Jli 24. f Iiを与えた。
.O%?LIF2247≦、の溶融混合物8001の電
解を、850°Cの温度でタングステン電極(1i1−
a m )にて行なった。12C解操作は、690人
・dnll の陰極電流密度(cd)及び60人・
dm−2の陽極電流密度(、Cd)に相当する&5人の
電流強度工にて行なった。電極の端子における電圧は4
.6〜5.0ボルトの範囲とした。40≦の金属収率を
有する4時間の電解は、ネオジミウムとリチウムとタン
グステンとの含有量がそれぞれ98%、107%及び≦
1%の金Jli 24. f Iiを与えた。
例 2 低鉄含有量を有するネオジミウム−鉄合金の製
造 例1における電解にかけた混合物に対応するものと極め
て近似した組成、NdCIg 715%:LICl:6
2%:LIF: 25%、の浴aoo!Iを使用した。
造 例1における電解にかけた混合物に対応するものと極め
て近似した組成、NdCIg 715%:LICl:6
2%:LIF: 25%、の浴aoo!Iを使用した。
電解操作は、鉄20≦を含有するNd/Fの合金659
(この合金はカルジオチルミーにより予め製造したもの
)で作成した陰極にて730℃で行なった。
(この合金はカルジオチルミーにより予め製造したもの
)で作成した陰極にて730℃で行なった。
電気接触部は鋼鉄棒によって作成した。電解電流の強度
は高く、すなわち25人としたが、低ccd(110A
−dm″″2)に相当し、acdは250人”(1m−
2とした。1時間20分電解した後、48gの金属を回
収しく金属収率8α4%)、これは少なくとも89%の
Ndとa、7%の鉄とα1%のリチウムとを含有した。
は高く、すなわち25人としたが、低ccd(110A
−dm″″2)に相当し、acdは250人”(1m−
2とした。1時間20分電解した後、48gの金属を回
収しく金属収率8α4%)、これは少なくとも89%の
Ndとa、7%の鉄とα1%のリチウムとを含有した。
例 3 ネオジム−鉄合金の製造
使用した電解浴の材料及び組成並びに温度は、例2に使
用したものと同一にした(塩化ネオジムは7.5%のオ
キシ塩化物と2−7%の水とを含有した)0?!解電流
の強度は低くした( 1 &5A)。
用したものと同一にした(塩化ネオジムは7.5%のオ
キシ塩化物と2−7%の水とを含有した)0?!解電流
の強度は低くした( 1 &5A)。
(消5&)鉄グリッド及び鋼鉄接触部により形成した陰
極にて、ccdを100人・dm−2とした。aCdの
値は135人・dm−2とした。2時間30分電解した
後、50IIの金属が得られ(金属収率84%)、これ
は少なくとも85%のNdと12弧の鉄と17%のリチ
ウムとを含有した。
極にて、ccdを100人・dm−2とした。aCdの
値は135人・dm−2とした。2時間30分電解した
後、50IIの金属が得られ(金属収率84%)、これ
は少なくとも85%のNdと12弧の鉄と17%のリチ
ウムとを含有した。
以下の例(例4〜8)において、電解操作の時間は、金
属収率が100%である場合のTRC13全部を還元す
るのに理論的に要する時間につき「t・」として示した
。
属収率が100%である場合のTRC13全部を還元す
るのに理論的に要する時間につき「t・」として示した
。
例 4 純ランタンの製造
使用した出発点は次の組成の浴とした:L息C1,:1
3%:LICI : 62%:LfFj 25%。工程
はタングステン欅により作成された陰極を使用し、ce
dを6901−dm−2としかつaCdを60人”(i
n−2とした。極間の間隔は65811とし、温度は8
00°Cとした。1−1・とした後、ランダム含量が少
なくとも95%である金属が生成され、金属収率は33
%であった。
3%:LICI : 62%:LfFj 25%。工程
はタングステン欅により作成された陰極を使用し、ce
dを6901−dm−2としかつaCdを60人”(i
n−2とした。極間の間隔は65811とし、温度は8
00°Cとした。1−1・とした後、ランダム含量が少
なくとも95%である金属が生成され、金属収率は33
%であった。
例 5 ランタン−鉄合金の製造
浴の組成は次の通シである:
LaCl3 :25%:LICl:5s%:LIF:2
2%。使用した陰極は鉄棒により作成し、ccdを16
5人・dm−2とし、l1cdを215A−dm−2と
じかつ極間の間隔を60鳩とした。温度は840℃とし
た。t=t5を書とした後、92%のLaと7%の鉄と
からなる合金が生成された。金属収率は34%であった
0例 6 ネオジム−ランタン合金の製造出発点は次の
組成の浴とした: NdCl3 : 26 %: LaCb ” 9
ラ曙”r:Llcl : 46 %:LIF19
%。
2%。使用した陰極は鉄棒により作成し、ccdを16
5人・dm−2とし、l1cdを215A−dm−2と
じかつ極間の間隔を60鳩とした。温度は840℃とし
た。t=t5を書とした後、92%のLaと7%の鉄と
からなる合金が生成された。金属収率は34%であった
0例 6 ネオジム−ランタン合金の製造出発点は次の
組成の浴とした: NdCl3 : 26 %: LaCb ” 9
ラ曙”r:Llcl : 46 %:LIF19
%。
陰極はタングステン俸とし、ccdを276A−dm″
″2とし、aCdを235人・dm−2としかつ極間の
間熱を45sxとした。温度は860℃である。電解時
間を一07t・とじた後、次の組成を有する合金が金属
収率57%にて得られた:Nd!81%* L a :
18%:リチウム含有jicL1%。
″2とし、aCdを235人・dm−2としかつ極間の
間熱を45sxとした。温度は860℃である。電解時
間を一07t・とじた後、次の組成を有する合金が金属
収率57%にて得られた:Nd!81%* L a :
18%:リチウム含有jicL1%。
例 7 ネオジム−ランタン−鉄合金の製造塔の組成は
次の通)である: NdCl3 + 15%: L凰C13: 10%;L
ICI : 55%:LIF? 22%。
次の通)である: NdCl3 + 15%: L凰C13: 10%;L
ICI : 55%:LIF? 22%。
陰極を鉄棒とし、ccdを100人・dm−2とし、a
cdを142人・dm−2としかつ極間の間隔を401
11mとした。温度は750℃である。t=tst・
とじた後、次の組成を有する合金が金属収率74%にて
得られた。Nd:55≦:La:37%:F・:92%
、及びLi:α5%。
cdを142人・dm−2としかつ極間の間隔を401
11mとした。温度は750℃である。t=tst・
とじた後、次の組成を有する合金が金属収率74%にて
得られた。Nd:55≦:La:37%:F・:92%
、及びLi:α5%。
例 8 プ2七オジムー鉄合金の製造
法の組成を肩する浴を使用した:
PrC15: 25%:LICI: 53%:LfF:
22%、陰極は例7に使用したものと同じ種類とし、
ccdを100A・dm とし、 @cdを140人
”(in−2としかつ極間の間隔を45−とじた。浴の
温度は750℃である。t−tst・ とした後、次の
組成を有する合金が得られた: Pr:86%:F@:
j2%:L115%。
22%、陰極は例7に使用したものと同じ種類とし、
ccdを100A・dm とし、 @cdを140人
”(in−2としかつ極間の間隔を45−とじた。浴の
温度は750℃である。t−tst・ とした後、次の
組成を有する合金が得られた: Pr:86%:F@:
j2%:L115%。
金属収率は60%であった。
一童り一−2−純2ンタンの製造
次の組成を有する浴を使用した:
La011 ! 30%:KCl:31%:LiC11
t4%。陽極を黒鉛とし、陰極を鋼鉄接触部を有するラ
ンタンとした。ccdは55人”(in−2であシ、a
Cdは130人・d−−2であシかつ極間の間隔は40
鴎である。浴の温度は690°Cである。3時間31分
の後、47/の金p4が得られ、金属収率は56%であ
つた。
t4%。陽極を黒鉛とし、陰極を鋼鉄接触部を有するラ
ンタンとした。ccdは55人”(in−2であシ、a
Cdは130人・d−−2であシかつ極間の間隔は40
鴎である。浴の温度は690°Cである。3時間31分
の後、47/の金p4が得られ、金属収率は56%であ
つた。
例 10
この例は、ネオジミウム−鉄合金の製造に関するもので
ある。浴の組成を変化させた。全ての場合、陽極を黒鉛
としかつ陰極を鉄棒とした。
ある。浴の組成を変化させた。全ての場合、陽極を黒鉛
としかつ陰極を鉄棒とした。
結果を下記の表に示す。表中、
Tは浴の温度(”C)を示し、
tは上記toに関する電解操作の時間を示し、DIは極
間の間隔(鴎)を示し、 Rは上記した金属収率を示す。
間の間隔(鴎)を示し、 Rは上記した金属収率を示す。
例 11
この例は、ガドリニウム−鉄合金の製造に関するもので
ある。
ある。
次の組成の浴を使用した:
GdC1コー : 26う暇i:LIcI:52.3%
:LIF117 % 。
:LIF117 % 。
陽極を黒鉛としかつ陰極を鉄とし、浴の温度を940
’Cとし、&cdを89人・dm−2とし、ccdを2
50人・dm−2としかつ極間の間隔を46IIIII
とした。t−194to とした後、次の組成を有す
る合金が得られた:()d:96%:F@:14%。金
属収率は42%であった。
’Cとし、&cdを89人・dm−2とし、ccdを2
50人・dm−2としかつ極間の間隔を46IIIII
とした。t−194to とした後、次の組成を有す
る合金が得られた:()d:96%:F@:14%。金
属収率は42%であった。
この方法を実施する装置につき以下説明する。
本発明による電解槽は、生成した金属若しくは合金を底
部から注入し又は抜き取シうるように設計した。したが
って、下部には抜き取り域すなわち排液域を設け、ここ
に生成した生成物を沈降によう集め、この排准域は金属
若しくは合金を容易に抜き取シうるような形状とし又は
排液手段を設けた。
部から注入し又は抜き取シうるように設計した。したが
って、下部には抜き取り域すなわち排液域を設け、ここ
に生成した生成物を沈降によう集め、この排准域は金属
若しくは合金を容易に抜き取シうるような形状とし又は
排液手段を設けた。
図面を参照して、ここには一般に円筒状の槓である上部
2と、排液域を形成する導管3としての下部とによ)形
成された電解槽1が示されている。
2と、排液域を形成する導管3としての下部とによ)形
成された電解槽1が示されている。
徘敦城は上部の断面よシも小さい内側断面を有し、好ま
しくは槽に対し垂直方向に整列して延びかつ有利には円
筒状断面を有する導管によって形成する。導管3は、好
ましくは上部における底部4の中心にて電解4111の
上部中に開口する。
しくは槽に対し垂直方向に整列して延びかつ有利には円
筒状断面を有する導管によって形成する。導管3は、好
ましくは上部における底部4の中心にて電解4111の
上部中に開口する。
物質の注入を容易化するため、たとえば10°程度の角
度にて備かに下方向に傾斜した底部4を設けることがで
きる。
度にて備かに下方向に傾斜した底部4を設けることがで
きる。
1%槽の上部には電気輻射、接触若しくは誘導加熱型、
或いはガス若しくは燃料油燃焼型の外部加熱手段を設け
る。
或いはガス若しくは燃料油燃焼型の外部加熱手段を設け
る。
第1図及び第2図は、排液域の2種の特定笑雄側を示し
ている。
ている。
第1図を参照して、排液域すなわち導管3は3つの別々
の帯域、すなわち接続帯34c5と中央帯域6と外部帯
域7とにより形成される。中央帯vc6は他の2つの帯
域から弁8及び9により分離され、これら弁は全開口部
を形成すると共に遠隔制御下に置かれる。このように画
成された帯域6は沈降空間を形成する。帯域5及び6に
はそれぞれたとえば1!!気加熱型の加熱手段を設ける
。
の帯域、すなわち接続帯34c5と中央帯域6と外部帯
域7とにより形成される。中央帯vc6は他の2つの帯
域から弁8及び9により分離され、これら弁は全開口部
を形成すると共に遠隔制御下に置かれる。このように画
成された帯域6は沈降空間を形成する。帯域5及び6に
はそれぞれたとえば1!!気加熱型の加熱手段を設ける
。
寸法に関しては、帯域6の直径及び高さは排液を行なう
頻度に依存することに注目される。一般に、帯域6の高
さは帯域5の高さの95〜6倍とすることができる。
頻度に依存することに注目される。一般に、帯域6の高
さは帯域5の高さの95〜6倍とすることができる。
第2図に示した排液域3も3つの帯域、すなわち接vc
帯域10と帯域3(特に帯域10)の残部よシも小さい
断面を有する特定形状の中央帯域11と外部帯域12と
によ多形成される。帯域12自身を2つの部分、すなわ
ち帯域11に隣接する部分13と外側部分14とに分割
する。これら2つの部分は、独立した加熱手段を備える
ことにより互いに実質的に区別される。
帯域10と帯域3(特に帯域10)の残部よシも小さい
断面を有する特定形状の中央帯域11と外部帯域12と
によ多形成される。帯域12自身を2つの部分、すなわ
ち帯域11に隣接する部分13と外側部分14とに分割
する。これら2つの部分は、独立した加熱手段を備える
ことにより互いに実質的に区別される。
帯域11にも加熱手段を設ける。部分13及び14につ
いては、接触により或いは輻射により操作する′Il気
加熱加熱手段用するのが好ましく、また部分14につい
ては必要に応じ誘導により操作する加熱手段、さらに帯
域11についてはたとえば燃n油若しくはガス燃焼器型
の高度に融通性のある加熱手段を使用するのが好ましい
。
いては、接触により或いは輻射により操作する′Il気
加熱加熱手段用するのが好ましく、また部分14につい
ては必要に応じ誘導により操作する加熱手段、さらに帯
域11についてはたとえば燃n油若しくはガス燃焼器型
の高度に融通性のある加熱手段を使用するのが好ましい
。
排鏝域の寸法も、電解槽の排液頻度に依存する。
好ましくは、帯域10及び12の寸法は同一であシ、か
つ帯域11の直径に対し約2〜4の比を有する。高さに
ついては、帯vc10及び11並びに部分13につきか
なシ近似した高さを与えることができ、部分3の高さは
3〜5倍以上である。
つ帯域11の直径に対し約2〜4の比を有する。高さに
ついては、帯vc10及び11並びに部分13につきか
なシ近似した高さを与えることができ、部分3の高さは
3〜5倍以上である。
電解槽の全体は、浴の温度及び関与する種々異なる物質
による腐食に耐えつる材料で作成される。
による腐食に耐えつる材料で作成される。
挙げうる適当な材料は鋳鉄、特に葉状若しくは球状黒船
を有するねずみ鋳鉄である。宮らに、クロム若しくはニ
ッケル又は好ましくはモリブデン−ケイ素と合金化した
鋳鉄を使用することもできる。
を有するねずみ鋳鉄である。宮らに、クロム若しくはニ
ッケル又は好ましくはモリブデン−ケイ素と合金化した
鋳鉄を使用することもできる。
本発明による電解槽には種々異なるi!極形状及び配置
を使用することができる。
を使用することができる。
一般に、黒鉛陽極を使用する。陰極については、その性
質は上記したように製造する物質の種類に依存する。純
希土類についてはタンゲスカン、或いは合金を処理する
には遷移金属又は希土類−追啓金属合金の消費陰極を使
用する。
質は上記したように製造する物質の種類に依存する。純
希土類についてはタンゲスカン、或いは合金を処理する
には遷移金属又は希土類−追啓金属合金の消費陰極を使
用する。
一般に、電解槽は槽内、好ましくは中央部に垂直配置し
た円筒状陰極を使用する。特に電解槽の排液域が円筒状
導管により形成されている場合、陰極を導管に対し垂直
方向に整列配置するのが有利である。
た円筒状陰極を使用する。特に電解槽の排液域が円筒状
導管により形成されている場合、陰極を導管に対し垂直
方向に整列配置するのが有利である。
本発明の好適実施例において、陰極は中空かつ円筒状で
ある。さらに、電解槽には陰極の中空中央部を介し希土
類塩化物を供給することもできる。
ある。さらに、電解槽には陰極の中空中央部を介し希土
類塩化物を供給することもできる。
さらに、水平陰極を使用することも可能である。
種々異なる形態の陽極を使用することができる。
第1図から判るように、陽極は陽極16の周凹に配設し
た1個若しくはそれ以上の垂直シリンダ15によ多形成
することができる。たとえば、6個のシリンダ15を使
用することができる。
た1個若しくはそれ以上の垂直シリンダ15によ多形成
することができる。たとえば、6個のシリンダ15を使
用することができる。
第2図の実施例において、陽極は陰極16を中心とする
円筒状リング17により形成することもできる。リング
の代シに、リング部分を使用することも可能である。
円筒状リング17により形成することもできる。リング
の代シに、リング部分を使用することも可能である。
さらに、1!極は陰極の下端部が陽極の下端部よシも楢
の底部に接近するようにt%!!槽内に配置するのが有
利であることに注目すべきである。
の底部に接近するようにt%!!槽内に配置するのが有
利であることに注目すべきである。
上記装置の操作方式につき以下説明する。
電解槽には、ホッパーを介し希土類塩化物を連続供給す
る。上記種類の中空陰極の場合は、塩化物を電極の中央
部中に導入する。
る。上記種類の中空陰極の場合は、塩化物を電極の中央
部中に導入する。
電解操作の際に生成した金属若しくは合金は槽の底部に
降下し、排g域に周期的に回収する。
降下し、排g域に周期的に回収する。
弁8を開放しかつ弁9を閉鎖した第1図に示した配置の
場合、金属若しくは合金を完全に帯域6に充填させる。
場合、金属若しくは合金を完全に帯域6に充填させる。
この充填操作が完了した後、弁8を閉鎖しかつ弁9を開
放して生成物を外部帯域7中へ流入させる。
放して生成物を外部帯域7中へ流入させる。
第2図に示した配置を使用する場合、手順は次の通シで
ある:帯#&12の部分14を冷却状態に保ち、すなわ
ち浴の溶融温度よりも低い温度に維持し、かつ金属若し
くは合金を部分13に沈降させ、帯域i0,11及び1
3を加熱する。次いで、帯′Vc11を極めて急速に冷
却し、そしてそこに塩の栓を形成させる。次いで、帯域
12の外側部分14を急速加熱して、部分13に集めら
れた生成物を注ぎ出す。次いで、部分13及び14を冷
却して、帯域12に塩の新丸な栓を形成させ、かつ帯域
11を順次加熱する。
ある:帯#&12の部分14を冷却状態に保ち、すなわ
ち浴の溶融温度よりも低い温度に維持し、かつ金属若し
くは合金を部分13に沈降させ、帯域i0,11及び1
3を加熱する。次いで、帯′Vc11を極めて急速に冷
却し、そしてそこに塩の栓を形成させる。次いで、帯域
12の外側部分14を急速加熱して、部分13に集めら
れた生成物を注ぎ出す。次いで、部分13及び14を冷
却して、帯域12に塩の新丸な栓を形成させ、かつ帯域
11を順次加熱する。
上記配置は、鰻終生成物を沈降により収集する溶融塩の
浴中における任意の種類の電解に適用することができる
。したがって、その用途は特に本発明で説明した浴のみ
に限定されない。
浴中における任意の種類の電解に適用することができる
。したがって、その用途は特に本発明で説明した浴のみ
に限定されない。
本発明は、実施例としてのみ説明した上記具体例に決し
て限定されない。特に本発明は、上記手段と技術的に均
等な全ての手段及びその組み合せを本発明の範凹内にお
いて包含する。
て限定されない。特に本発明は、上記手段と技術的に均
等な全ての手段及びその組み合せを本発明の範凹内にお
いて包含する。
本発明の方法は、良好な純度レベルの金属或いは高比率
の希土類を含有する合金を、工業規模で使用しうる条件
下にて80%を越える高金属収率で製造することを可能
にする。
の希土類を含有する合金を、工業規模で使用しうる条件
下にて80%を越える高金属収率で製造することを可能
にする。
第1図は本発明による電解槽の第1実施例の略断面図。
第2図は本発明による電解槽の第2実施すjの略断面図
である。 1・・・電解槽 2・・・檜上部 3・・・′4W 4・・・槽底部 15・・・シリンダ 16・・・陰極 FIG、1 FIG、2 手続補正書 昭和61年2月10口 特許庁長官 宇 買 道 部 殿 事件の表示 昭和60年特 願第275569号発明の
名称 希土類若しくはその合金のttt解へ遣方法及
びこの方法を実施する装置 補正をする者
である。 1・・・電解槽 2・・・檜上部 3・・・′4W 4・・・槽底部 15・・・シリンダ 16・・・陰極 FIG、1 FIG、2 手続補正書 昭和61年2月10口 特許庁長官 宇 買 道 部 殿 事件の表示 昭和60年特 願第275569号発明の
名称 希土類若しくはその合金のttt解へ遣方法及
びこの方法を実施する装置 補正をする者
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)希土類及び遷移金属よりなる群から選択される少
なくとも1種の金属を用いた希土類又は希土類の合金の
溶融塩の浴中における電解による製造方法において、少
なくとも1種の希土類の塩化物と少なくとも1種のアル
カリ金属若しくはアルカリ土類の塩化物と少なくとも、
種のアルカリ金属若しくはアルカリ土類の弗化物とから
なる浴を使用することを特徴とする電解製造方法。 (2)遷移金属又は希土類と遷移金属との合金により形
成された陰極を使用することを特徴とする合金を製造す
るための特許請求の範囲第1項記載の方法。 (3)アルカリ金属として少なくともリチウムを含む浴
を使用することを特徴とする特許請求の範囲第1項又は
第2項記載の方法。 (4)塩化リチウム及び弗化リチウムの少なくとも1つ
を含む浴を使用することを特徴とする特許請求の範囲第
1項乃至第3項のいずれか一項に記載の方法。 (5)アルカリ金属若しくはアルカリ土類の塩化物とそ
の弗化物との間の重量比が1.5:〜3:1の範囲であ
る浴を使用することを特徴とする特許請求の範囲第1項
乃至第4項のいずれか一項に記載の方法。 (6)1種若しくはそれ以上の弗化物の比が少なくとも
15%である浴を使用することを特徴とする特許請求の
範囲第1項乃至第5項のいずれか一項に記載の方法。 (7)塩化ネオジムを含む浴を使用することを特徴とす
る特許請求の範囲第1項又は第3項乃至第6項のいずれ
か一項に記載の方法。 (8)塩化ネオジムを含む浴を使用し、かつ選択する遷
移金属が鉄であることを特徴とする特許請求の範囲第2
項乃至第6項のいずれか一項に記載の方法。 (9)1種若しくはそれ以上の希土類塩化物の割合が1
0〜70重量%の範囲である浴を使用することを特徴と
する特許請求の範囲第1項乃至第8項のいずれか一項に
記載の方法。 (10)電解操作を650〜1100℃の温度で行なう
ことを特徴とする特許請求の範囲第7項乃至第9項のい
ずれか一項に記載の方法。 (11)塩素の分圧が少なくともを1.01×10^4
Pa(0.1気圧)となるような条件下で電解を行なう
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第10項の
いずれか一項に記載の方法。 (12)特許請求の範囲第1項乃至第11項のいずれか
に記載の方法を実施するのに特に使用しうる、溶融塩の
浴中における電解槽において、槽の断面よりも小さい内
側断面を有する導管により形成された排液域によつて底
部を延長させた槽を備えることを特徴とする電解槽。 (15)導管が槽の底部中心にて開口することを特徴と
する特許請求の範囲第12項記載の電解槽。 (14)円筒状陰極を設けたことを特徴とする特許請求
の範囲第12項又は第13項記載の電解槽。 (15)陰極の周囲に配設した1個若しくはそれ以上の
シリンダにより陽極を形成したことを特徴とする特許請
求の範囲第12項乃至第14項のいずれか一項に記載の
電解槽。 (16)陰極を中心とするリングにより陽極を形成した
ことを特徴とする特許請求の範囲第12項乃至第14項
のいずれか一項に記載の電解槽。 (17)陰極を導管に対し垂直方向に整列配置したこと
を特徴とする特許請求の範囲第12項乃至第16項のい
ずれか一項に記載の電解槽。 (18)排液導管に、沈降空間を画成する2個の長手方
向に離間した弁を設けたことを特徴とする特許請求の範
囲12項乃至第17項のいずれか一項に記載の電解槽。 (19)排液導管が、排液域の残部よりも小さい断面を
有する部分を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第
12項乃至第17項のいずれか一項に記載の電解槽。
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| FR8418700A FR2574434B1 (fr) | 1984-12-07 | 1984-12-07 | Procede de preparation electrolytique de terres rares ou de leurs alliages et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede |
| FR84.18700 | 1984-12-07 |
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| JPH0440435B2 JPH0440435B2 (ja) | 1992-07-02 |
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