RU2620319C2 - Electrolytic cell for manufacturing rare-earth metals - Google Patents
Electrolytic cell for manufacturing rare-earth metals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2620319C2 RU2620319C2 RU2014148307A RU2014148307A RU2620319C2 RU 2620319 C2 RU2620319 C2 RU 2620319C2 RU 2014148307 A RU2014148307 A RU 2014148307A RU 2014148307 A RU2014148307 A RU 2014148307A RU 2620319 C2 RU2620319 C2 RU 2620319C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rare earth
- electrolytic cell
- anode
- electrolytic
- cathode
- Prior art date
Links
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 title claims abstract description 93
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 90
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 30
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims abstract description 105
- 210000005056 cell body Anatomy 0.000 claims abstract description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 46
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 30
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 27
- 150000002909 rare earth metal compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000011109 contamination Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 208000034809 Product contamination Diseases 0.000 abstract 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 27
- 239000000047 product Substances 0.000 description 26
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 16
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 11
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 10
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 10
- -1 neodymium ions Chemical class 0.000 description 9
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 230000004044 response Effects 0.000 description 7
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 7
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 7
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Chemical compound [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910001122 Mischmetal Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 description 5
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 5
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 3
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 3
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 3
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 3
- PLDDOISOJJCEMH-UHFFFAOYSA-N neodymium(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Nd+3].[Nd+3] PLDDOISOJJCEMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 2
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 2
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 2
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910016036 BaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017768 LaF 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017493 Nd 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052773 Promethium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001515 alkali metal fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001618 alkaline earth metal fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYLGJCQECKOTOL-UHFFFAOYSA-L barium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ba+2] OYLGJCQECKOTOL-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001632 barium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000002008 calcined petroleum coke Substances 0.000 description 1
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011280 coal tar Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N dysprosium atom Chemical compound [Dy] KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N holmium atom Chemical compound [Ho] KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical class [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N lutetium atom Chemical compound [Lu] OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001512 metal fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 150000003891 oxalate salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- MMKQUGHLEMYQSG-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);praseodymium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Pr+3].[Pr+3] MMKQUGHLEMYQSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229910003447 praseodymium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- VQMWBBYLQSCNPO-UHFFFAOYSA-N promethium atom Chemical compound [Pm] VQMWBBYLQSCNPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000982 rare earth metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013341 scale-up Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007785 strong electrolyte Substances 0.000 description 1
- GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N terbium atom Chemical compound [Tb] GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
- C25C7/005—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells of cells for the electrolysis of melts
-
- 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
- C25C3/34—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of metals not provided for in groups C25C3/02 - C25C3/32
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
- C25C7/007—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells of cells comprising at least a movable electrode
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Область изобретенияField of Invention
Настоящее изобретение относится в целом к электролитическим ячейкам, в частности -электролитическим ячейкам, приспособленным для производства редкоземельных металлов, таких как неодим, празеодим, церий, лантан, и их смесей, с применением процесса электролиза в электролитической ванне фторидного или хлоридного расплава.The present invention relates generally to electrolytic cells, in particular electrolytic cells adapted for the production of rare earth metals such as neodymium, praseodymium, cerium, lanthanum, and mixtures thereof, using an electrolysis process in an electrolytic bath of fluoride or chloride melt.
Предпосылки изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION
Электролитические ячейки для производства алюминия в ванне расплава фтористой или хлористой соли хорошо известны, и многие их конструкционные особенности решают важные задачи. В частности, важно поддерживать стабильное и малое анодно-катодное расстояние (АКР) в качестве меры энергосбережения в крайне энергоемком процессе. Поддержание постоянного АКР может оказаться сложным, когда расплавленный алюминий накапливается на поверхности катода и находится под воздействием гидродинамических сил, прикладываемых сильными магнитными полями. Соответственно, в некоторых конфигурациях ячеек, катоды могут подвешиваться над дном ячейки, на котором накапливается расплавленный алюминий. В других конфигурациях катоды могут снабжаться каналами, в которые может собираться расплавленный алюминий, таким образом отводя расплавленный алюминий с поверхности катода, как только он образовывается, чтобы поддерживать постоянное АКР.Electrolytic cells for the production of aluminum in a bath of molten fluoride or chloride are well known, and many of their structural features solve important problems. In particular, it is important to maintain a stable and small anode-cathode distance (AKP) as a measure of energy conservation in an extremely energy-intensive process. Maintaining constant ACP can be difficult when molten aluminum builds up on the surface of the cathode and is affected by hydrodynamic forces exerted by strong magnetic fields. Accordingly, in some cell configurations, the cathodes can be suspended above the bottom of the cell on which molten aluminum accumulates. In other configurations, the cathodes may be provided with channels into which molten aluminum can collect, thereby removing molten aluminum from the surface of the cathode as soon as it is formed to maintain a constant AKP.
Также важно, что электролитическая ячейка приспособлена выпускать углекислый газ, который выделяется на поверхности анода во время электролиза, из междуэлектродного пространства, чтобы в значительной мере предотвращать "обратную реакцию" с металлическим алюминием, когда он образуется на поверхности катода, тем самым сокращая эффективность процесса электролиза.It is also important that the electrolytic cell is capable of releasing carbon dioxide, which is released on the surface of the anode during electrolysis, from the interelectrode space to substantially prevent a “back reaction” with aluminum metal when it forms on the surface of the cathode, thereby reducing the efficiency of the electrolysis process .
Неодим и празеодим, их смеси и другие редкоземельные металлы, также в настоящее время производятся в промышленном масштабе с применением процесса электролиза в ванне расплава смешанной фторидной соли. В отличие от электролитического производства алюминия, аноды и катоды расположены в вертикальной ориентации, а расплавленный металл собирается в приемный сосуд на дне ячейки. Междуэлектродное пространство не подвергается воздействию накопления расплавленного металла, но, тем не менее, подвержено изменению непрерывным электролитическим истощением поверхностей угольного анода. Катоды, как правило, состоят из инертного металла, такого как молибден или вольфрам.Neodymium and praseodymium, their mixtures and other rare-earth metals, are also currently being produced on an industrial scale using the electrolysis process in a molten bath of a mixed fluoride salt. Unlike the electrolytic production of aluminum, the anodes and cathodes are arranged in a vertical orientation, and the molten metal is collected in a receiving vessel at the bottom of the cell. The interelectrode space is not affected by the accumulation of molten metal, but, nevertheless, is subject to change by continuous electrolytic depletion of the surfaces of the carbon anode. Cathodes are typically composed of an inert metal such as molybdenum or tungsten.
Поскольку аноды истощаются, не существует эффективного способа поддерживать анодно-катодное разделение равномерным. Поскольку основная часть технологического тепла вырабатывается омическим сопротивлением расстояния между электродами, температура процесса крайне изменчива и в общем контролируется уменьшением тока, подаваемого в ячейку. Это непрактично в операциях более крупного масштаба, в которых ряд ячеек соединяются электрически последовательно. Кроме того, ослабление тока в ходе процесса электролиза также является нежелательным по той причине, что это сокращает производственную мощность ячейки. Что наиболее важно, неспособность точно контролировать температуру процесса сокращает технологический выход, или эффективность Фарадея, и приводит к образованию нерастворимого осадка, который осаждается на дно ячейки. Следовательно, электролиз приходится периодически останавливать, чтобы изымать из ячейки осадок, тем самым препятствуя непрерывному электролизу.Because the anodes are depleted, there is no effective way to keep the anode-cathode separation even. Since the bulk of the process heat is generated by the ohmic resistance of the distance between the electrodes, the process temperature is extremely variable and is generally controlled by a decrease in the current supplied to the cell. This is impractical in larger scale operations in which a number of cells are connected electrically in series. In addition, attenuation of the current during the electrolysis process is also undesirable for the reason that it reduces the production capacity of the cell. Most importantly, the inability to accurately control the process temperature reduces the technological yield, or Faraday efficiency, and leads to the formation of an insoluble precipitate that settles to the bottom of the cell. Therefore, the electrolysis must be stopped periodically to remove sediment from the cell, thereby preventing continuous electrolysis.
Плохой контроль над температурой процесса также увеличивает выбросы пара из ячейки, которые вредны для рабочей атмосферы и окружающей среды, если их не сдерживать.Poor process temperature control also increases steam emissions from the cell, which are harmful to the working atmosphere and the environment, if not restrained.
Дополнительно, по мере истощения анодов, вытесняемый ими объем в электролите уменьшается, и уровень электролита в ячейке падает. Это уменьшает рабочую площадь анода, погруженного в электролит, в ущерб эффективности процесса, включая потребление питания и увеличенную вероятность "анодных эффектов", создающих сильно загрязняющие газы.Additionally, as the anodes are depleted, the volume displaced by them in the electrolyte decreases, and the electrolyte level in the cell decreases. This reduces the working area of the anode immersed in the electrolyte, to the detriment of process efficiency, including power consumption and the increased likelihood of “anode effects” creating highly polluting gases.
Более того, редкоземельный металл продукта может реагировать с углеродом при температуре процесса. Углерод является крайне нежелательной примесью для некоторых приложений редкоземельного металла продукта. Уменьшение вероятности контакта между летучим углеродом в ячейке и металлом и/или времени нахождения металла продукта в ячейке являются желательными конструкционными признаками, которые отсутствуют в имеющихся конструкциях промышленных ячеек. Эта конкретная задача не является фактором при проектировании электролитических ячеек для производства алюминия, поскольку при таких условиях алюминий с углеродом не реагирует.Moreover, the rare earth metal of the product can react with carbon at the process temperature. Carbon is an extremely undesirable impurity for some rare earth metal product applications. Reducing the likelihood of contact between the volatile carbon in the cell and the metal and / or the residence time of the product metal in the cell are desirable design features that are not available in existing designs of industrial cells. This specific task is not a factor in the design of electrolytic cells for aluminum production, since under such conditions aluminum does not react with carbon.
Дополнительно, в существующих конструкциях электролитических ячеек для редкоземельных металлов трудно поддерживать редкоземельные металлы продукта в расплавленном состоянии, поскольку рабочие температуры предпочтительно составляют только на 10-30°C выше точки застывания редкоземельных металлов продукта. Этот недостаток не составляет проблемы и не решается в электролитических ячейках для электролитического производства алюминия, поскольку температура процесса составляет приблизительно на 300°C выше точки застывания алюминия.Additionally, in existing rare earth metal electrolytic cell designs, it is difficult to maintain the rare earth product metals in a molten state, since operating temperatures are preferably only 10-30 ° C. above the solidification point of the rare earth metal product. This disadvantage is not a problem and cannot be solved in electrolytic cells for the electrolytic production of aluminum, since the process temperature is approximately 300 ° C above the solidification point of aluminum.
Существующая коммерческая деятельность по электролитическому производству редкоземельных металлов имеет малый масштаб, является трудоемкой и осуществляется в полупериодическом режиме. Несколько недостатков мешают увеличить масштаб процесса, чтобы позволить достичь большей продуктивности, непрерывного электролиза и высоких стандартов экологичности, гигиены труда и безопасности.The existing commercial activity for the electrolytic production of rare-earth metals is small, labor-intensive and is carried out in a semi-periodic mode. Several disadvantages make it difficult to scale up the process to achieve greater productivity, continuous electrolysis and high standards of environmental friendliness, occupational health and safety.
Во-первых, электролитические ячейки обычно работают в ограниченном диапазоне тока, от 5 до 10 килоампер, соответствующем низкой мощности производства.Firstly, electrolytic cells usually operate in a limited current range, from 5 to 10 kiloamperes, corresponding to low power production.
Имеется плохое управление загрузочным материалом редкоземельных оксидов в ячейку, приводящее к накоплению нерастворимых осадков, которые требуют частой очистки ячейки, таким образом препятствуя непрерывному электролизу. Дополнительно, загрузочный материал подается в ячейку вручную, без известной ссылки на текущую концентрацию оксида в ячейке.There is poor control of the material of rare earth oxides in the cell, leading to the accumulation of insoluble precipitates, which require frequent cleaning of the cell, thus preventing continuous electrolysis. Additionally, the loading material is fed into the cell manually, without a known reference to the current oxide concentration in the cell.
Существующая технология использует вертикальные устройства электрода. Такие устройства не склонны достигать высокой эффективности Фарадея. Например, пузырьки газа, которые возникают и поднимаются с поверхности анода, с высокой вероятностью увлекаются в потоки электролита и контактируют с металлом продукта, образующимся на катодных пластинах, тем самым сокращая технологический выход вследствие обратного окисления металла продукта.Existing technology uses vertical electrode devices. Such devices are not inclined to achieve high Faraday efficiency. For example, gas bubbles that arise and rise from the surface of the anode are highly likely to be entrained in the electrolyte flows and come into contact with the product metal formed on the cathode plates, thereby reducing the process yield due to the reverse oxidation of the product metal.
Keller в патенте США №5810993 описывает способ производства неодима в электролитической ячейке, спроектированной работать без возникновения анодных эффектов, следовательно, избегая создания и выпуска крайне загрязняющих перфторуглеродных (ПФУ) газов. В этом изобретении цели достигаются, во-первых, путем предоставления множества анодных пластин, так что плотность анодного тока остается существенно ниже той, при которой может возникнуть анодный эффект, и, во-вторых, путем физического отделения вертикальных катодов от вертикальных анодов с помощью инертного барьерного материала, который остается проницаемым для ионов неодима, так что в области анода может поддерживаться более высокая концентрация растворенного оксида неодима, чем в области катода. Однако раскрытое изобретение имеет ряд недостатков и непрактичных признаков. В приведенных примерах не показывается, что барьерный материал (нитрид бора) в действительности является проницаемым для ионов неодима, как требуется для непрерывного процесса электролиза.Keller in US Pat. No. 5,810,993 describes a method for producing neodymium in an electrolytic cell designed to operate without anode effects, therefore, avoiding the creation and release of extremely polluting perfluorocarbon (PFC) gases. In this invention, goals are achieved, firstly, by providing a plurality of anode plates, so that the density of the anode current remains significantly lower than that at which the anode effect can occur, and, secondly, by physically separating the vertical cathodes from the vertical anodes using an inert a barrier material that remains permeable to neodymium ions, so that a higher concentration of dissolved neodymium oxide can be maintained in the anode region than in the cathode region. However, the disclosed invention has several disadvantages and impractical features. In the examples given, it is not shown that the barrier material (boron nitride) is in fact permeable to neodymium ions, as is required for a continuous electrolysis process.
Кроме того, предложенная конструкция анода является сложной, и можно ожидать, что скорость износа анодных пластин будет крайне неравномерной и расточительной. Разделение на отсеки анодной и катодной областей также приводит к большому междуэлектродному расстоянию разделения, и результирующему неэффективному потреблению энергии. Кроме того, изобретение предлагает использовать уголь в качестве инертного катодного материала, хотя хорошо известно, что уголь реагирует с металлом продукта и загрязняет его.In addition, the proposed design of the anode is complex, and it can be expected that the wear rate of the anode plates will be extremely uneven and wasteful. The separation into compartments of the anode and cathode regions also leads to a large interelectrode separation distance, and the resulting inefficient energy consumption. In addition, the invention proposes to use coal as an inert cathode material, although it is well known that coal reacts with and pollutes the metal of the product.
Следовательно, имеется потребность в альтернативных или усовершенствованных электролитических ячейках и процессах для производства редкоземельных металлов.Therefore, there is a need for alternative or improved electrolytic cells and processes for the production of rare earth metals.
Приведенные выше ссылки на имеющийся уровень техники не являются признанием того, что этот уровень техники является частью обычного общеизвестного знания специалиста обыкновенной квалификации в данной области техники. Вышеприведенные ссылки также не предназначены для ограничения электролитической ячейки, как она описывается в данном документе.The above references to the prior art are not an acknowledgment that this prior art is part of the usual well-known knowledge of a person of ordinary skill in the art. The above references are also not intended to limit the electrolytic cell, as described herein.
Суть изобретенияThe essence of the invention
В первой особенности раскрывается электролитическая ячейка для производства редкоземельных металлов, содержащая:The first feature discloses an electrolytic cell for the production of rare earth metals, containing:
корпус ячейки, снабженный одним или более наклонными каналами, расположенными на дне корпуса ячейки, по этому каналу (-ам) могут стекать расплавленные редкоземельные металлы, произведенные в электролитической ячейке;the cell body provided with one or more inclined channels located at the bottom of the cell body, molten rare earth metals produced in the electrolytic cell can flow through this channel (s);
один или более катодов, подвешенных в корпусе ячейки в значительной мере в вертикальном выравнивании с одним или более каналами, при этом соответствующие противолежащие поверхности одного или более катодов наклоняются вниз и наружу под углом от вертикали;one or more cathodes suspended in the cell body substantially in vertical alignment with one or more channels, while the corresponding opposite surfaces of one or more cathodes are inclined downward and outward at an angle from the vertical;
одну или более пар анодов, подвешенных в корпусе ячейки, при этом каждый анод в одной или более парах имеет лицевую поверхность, отклоненную от вертикали и разнесенную в параллельном выравнивании с соответствующими противолежащими наклонными поверхностями одного или более катодов, чтобы определять в значительной мере постоянное анодно-катодное расстояние между ними; иone or more pairs of anodes suspended in the cell body, each anode in one or more pairs having a front surface deviated from the vertical and spaced in parallel alignment with the corresponding opposite inclined surfaces of one or more cathodes in order to determine a substantially constant anode cathode distance between them; and
сборник для приема расплавленных редкоземельных металлов из канала, причем сборник находится на расстоянии и изолирован от одного или более катодов и одной или более пар анодов, подвешенных в корпусе ячейки.a collector for receiving molten rare earth metals from the channel, the collector being at a distance and isolated from one or more cathodes and one or more pairs of anodes suspended in the cell body.
Во второй особенности раскрывается электролитическая ячейка для производства редкоземельных металлов, содержащая:In a second feature, an electrolytic cell for the production of rare earth metals is disclosed, comprising:
корпус ячейки для содержания электролитической ванны;cell body for holding an electrolytic bath;
один или более катодов, подвешенных в корпусе ячейки;one or more cathodes suspended in a cell body;
одну или более пар расходуемых анодов, подвешенных в корпусе ячейки, каждый анод в одной или более парах находится на расстоянии от соответствующих противолежащих сторон катода; иone or more pairs of sacrificial anodes suspended in the cell body, each anode in one or more pairs located at a distance from the respective opposite sides of the cathode; and
устройство вытеснения, чтобы управлять высотой электролитической ванны, содержащейся в корпусе ячейки.an extrusion device to control the height of the electrolytic bath contained in the cell body.
В одном варианте осуществления указанное устройство вытеснения управляет высотой электролитической ванны, содержащейся в корпусе ячейки, в ответ на расход анода и объем продукта редкоземельного металла, содержащегося в корпусе ячейки.In one embodiment, said displacement device controls the height of the electrolytic bath contained in the cell body in response to anode consumption and the volume of the rare earth metal product contained in the cell body.
В третьей особенности раскрывается электролитическая ячейка для производства редкоземельных металлов, содержащая:In a third feature, an electrolytic cell for the production of rare earth metals is disclosed, comprising:
корпус ячейки;cell body;
один или более катодов, подвешенных в корпусе ячейки;one or more cathodes suspended in a cell body;
одну или более пар расходуемых анодов, подвешенных в корпусе ячейки, каждый анод в одной или более парах находится на расстоянии от соответствующих противолежащих сторон катода; иone or more pairs of sacrificial anodes suspended in the cell body, each anode in one or more pairs located at a distance from the respective opposite sides of the cathode; and
устройство, функционально связанное с одной или более парами расходуемых анодов, чтобы управлять расстоянием между анодами и катодом в ответ на расходование анода.a device operably coupled to one or more pairs of sacrificial anodes to control the distance between the anodes and the cathode in response to the consumption of the anode.
В еще одной особенности раскрывается система для электролитического производства редкоземельных металлов, содержащая:In yet another aspect, a system for electrolytic production of rare earth metals is disclosed, comprising:
электролитическую ячейку в соответствии с одной из первой, второй или третьей особенностей, как определяется выше;an electrolytic cell in accordance with one of the first, second or third features, as defined above;
загрузочный материал, содержащий одно или более соединений редкоземельного металла, способных подвергаться электролизу, чтобы производить редкоземельные металлы;feed material containing one or more rare earth metal compounds capable of undergoing electrolysis to produce rare earth metals;
электролит, в расплавленном состоянии которого может растворяться загрузочный материал; иan electrolyte in the molten state of which the loading material can dissolve; and
источник постоянного тока, приспособленный проводить ток между анодом и катодом электролитической ячейки, чтобы подвергать электролизу загрузочный материал и таким образом производить продукт расплавленного редкоземельного металла.a direct current source adapted to conduct current between the anode and cathode of the electrolytic cell in order to electrolyze the feed material and thereby produce a product of molten rare earth metal.
В другой особенности раскрывается процесс для электролитического производства редкоземельных металлов, содержащий:In another feature, a process for electrolytic production of rare earth metals is disclosed, comprising:
предоставление электролитической ячейки в соответствии со второй особенностью;providing an electrolytic cell in accordance with a second feature;
заполнение электролитической ячейки загрузочным материалом, содержащим одно или более соединений редкоземельного металла, способных подвергаться электролизу, чтобы производить редкоземельные металлы, и электролитической ванны, содержащей расплавленный электролит, в котором может растворяться загрузочный материал;filling the electrolyte cell with a feed material containing one or more rare earth metal compounds capable of undergoing electrolysis to produce rare earth metals and an electrolytic bath containing molten electrolyte in which the feed material can dissolve;
пропускание постоянного тока между по меньшей мере одним расходуемым анодом и катодом в электролитической ячейке, чтобы производить электролиз загрузочного материала и таким образом производить продукт расплавленного редкоземельного металла; иpassing a direct current between at least one sacrificial anode and a cathode in an electrolytic cell to electrolyze the feed material and thereby produce a product of molten rare earth metal; and
вытеснение расплавленного электролита в электролитической ячейке, чтобы поддерживать высоту электролитической ванны в электролитической ячейке.displacing the molten electrolyte in the electrolytic cell to maintain the height of the electrolytic bath in the electrolytic cell.
В одном варианте осуществления этап вытеснения выполняется в ответ на скорость расходования анода и/или изменение объема продукта редкоземельного металла, содержащегося в электролитической ячейке.In one embodiment, the displacement step is performed in response to anode consumption rate and / or a change in the volume of the rare earth metal product contained in the electrolytic cell.
В еще одной особенности раскрывается процесс для электролитического производства редкоземельных металлов, включающий:Another feature discloses a process for electrolytic production of rare earth metals, including:
предоставление электролитической ячейки в соответствии с третьей особенностью;providing an electrolytic cell in accordance with a third feature;
заполнение электролитической ячейки загрузочным материалом, содержащим одно или более соединений редкоземельного металла, способных подвергаться электролизу, чтобы производить редкоземельные металлы, и расплавленным электролитом, в котором может растворяться загрузочный материал;filling the electrolyte cell with a feed material containing one or more rare earth metal compounds capable of undergoing electrolysis to produce rare earth metals and a molten electrolyte in which the feed material can dissolve;
пропускание постоянного тока между по меньшей мере одним расходуемым анодом и катодом в электролитической ячейке, чтобы производить электролиз загрузочного материала и таким образом производить продукт расплавленного редкоземельного металла; иpassing a direct current between at least one sacrificial anode and a cathode in an electrolytic cell to electrolyze the feed material and thereby produce a product of molten rare earth metal; and
перевод каждого расходуемого анода по направлению к катоду в ответ на скорость расходования анода, чтобы поддерживать постоянное анодно-катодное расстояние в электролитической ячейке.translating each sacrificial anode towards the cathode in response to the rate of expenditure of the anode in order to maintain a constant anode-cathode distance in the electrolytic cell.
Раскрытые варианты осуществления обеспечивают усовершенствованную способность управления анодно-катодным расстоянием (АКР), а следовательно и температурой процесса, усовершенствованное управление высотой электролитической ванны в электролитической ячейке и погружением анода, лучшее смешивание электролита, чтобы облегчать растворение загрузочного материала, и более высокую эффективность Фарадея, путем ограничения возможности обратной реакции анодного газа с произведенным металлом.The disclosed embodiments provide an improved ability to control the anode-cathode distance (AKP), and hence the process temperature, improved control of the height of the electrolytic bath in the electrolytic cell and immersion of the anode, better mixing of the electrolyte to facilitate dissolution of the feed material, and higher Faraday efficiency, by restrictions on the possibility of the reverse reaction of the anode gas with the produced metal.
Краткое описание графических материаловA brief description of the graphic materials
Независимо от других форм, которые могут попадать в рамки объема изобретения, как оно излагается в кратком описании, теперь будут описаны конкретные варианты осуществления, исключительно в качестве примера, со ссылкой на сопутствующие графические материалы, на которых:Regardless of other forms that may fall within the scope of the invention, as set forth in the brief description, specific embodiments will now be described, solely by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which:
Фигура 1 представляет собой изображение сбоку электролитической ячейки в соответствии с одним конкретным вариантом осуществления; иFigure 1 is a side view of an electrolytic cell in accordance with one specific embodiment; and
Фигура 2 представляет собой изображение в поперечном сечении электролитической ячейки, представленной на Фигуре 1.Figure 2 is a cross-sectional image of the electrolytic cell shown in Figure 1.
Подробное описание конкретных вариантов осуществленияDetailed Description of Specific Embodiments
Описание в общих чертах относится к электролитической ячейке, приспособленной для производства редкоземельных металлов с применением процесса электролиза в ванне расплавленной электролитической соли.The description in general terms relates to an electrolytic cell adapted for the production of rare earth metals using an electrolysis process in a bath of molten electrolytic salt.
Редкоземельные металлы, производимые в электролитической ячейке, раскрытой в данном документе, включают редкоземельные металлы, имеющие точку плавления ниже 1100°C. Приведенные в качестве примера редкоземельные металлы включают, но без ограничения, Се, La, Nd, Pr, Sm, Eu, и их сплавы, включая дидим и мишметалл. Электролитическая ячейка, раскрытая в данном документе, также подходит для производства сплавов редкоземельных металлов с железом.The rare earth metals produced in the electrolytic cell disclosed herein include rare earth metals having a melting point below 1100 ° C. Exemplary rare earth metals include, but are not limited to, Ce, La, Nd, Pr, Sm, Eu, and alloys thereof, including didyme and mischmetal. The electrolytic cell disclosed herein is also suitable for the production of rare earth metal alloys with iron.
Ванна расплавленной электролитической соли ведет себя по отношению к загрузочному материалу как растворитель. Электролит для использования в ванне расплавленной электролитической соли может содержать галидные соли, в частности, фторидные соли.The molten electrolytic salt bath behaves like a solvent in relation to the feed material. The electrolyte for use in a bath of molten electrolytic salt may contain halide salts, in particular fluoride salts.
Примеры "фторидных солей" включают, но без ограничения, металфторидные соли, включая фториды редкоземельных металлов, такие как LaF3, CeF3, NdF3 и PrF3, фториды щелочных металлов, такие как LiF, KF, и фториды щелочноземельных металлов, такие как CaF2, BaF2.Examples of “fluoride salts” include, but are not limited to, metal fluoride salts, including rare earth fluorides such as LaF 3 , CeF 3 , NdF 3 and PrF 3 , alkali metal fluorides such as LiF, KF, and alkaline earth metal fluorides such as CaF 2 , BaF 2 .
Выбор загрузочного материала для процесса электролиза зависит от желаемого продукта редкоземельного металла и состава электролита. Когда электролит состоит из фторидных солей, загрузочный материал, который подвергается процессу электролиза, может содержать оксиды редкоземельных металлов.The choice of feed material for the electrolysis process depends on the desired rare earth metal product and the electrolyte composition. When the electrolyte is composed of fluoride salts, the feed material that undergoes the electrolysis process may contain rare earth metal oxides.
Термин "оксид редкоземельного металла" в широком смысле относится к любому оксиду или любым предшественникам таких оксидов редкоземельного металла, включая гидроксиды, карбонаты или оксалаты редкоземельных металлов. Редкоземельные металлы представляют собой набор семнадцати химических элементов в периодической таблице, а именно пятнадцать лантаноидов плюс скандий и иттрий. Скандий и иттрий считаются редкоземельными металлами, поскольку они, как правило, встречаются в тех же залежах руды, что и лантаноиды, и демонстрируют подобные химические свойства. Лантаноиды включают лантан, церий, празеодим, неодим, прометий, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий и лютеций.The term "rare earth oxide" in the broad sense refers to any oxide or any precursors of such rare earth oxides, including rare earth metal hydroxides, carbonates or oxalates. Rare earth metals are a set of seventeen chemical elements in the periodic table, namely fifteen lanthanides plus scandium and yttrium. Scandium and yttrium are considered rare earth metals because they are usually found in the same ore deposits as lanthanides and exhibit similar chemical properties. Lanthanides include lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium and lutetium.
Подходящие примеры загрузочного материала для электролитического производства неодима или празеодима включают оксид неодима (Nd2O3) или оксид празеодима (Pr6O11). Когда желаемым продуктом является сплав, такой как дадим, загрузочный материал может содержать два или более оксидов редкоземельных металлов (например, Nd2O3 и Pr6O11) в желаемом стехиометрическом отношении желаемого сплава. Мишметалл может быть приготовлен из оксидов нескольких редкоземельных металлов, таких как Се, La, Nd, Pr, причем отношение редкоземельных металлов в мишметалле соответствует отношению оксидов редкоземельных металлов в загрузочном материале.Suitable examples of feed material for the electrolytic production of neodymium or praseodymium include neodymium oxide (Nd 2 O 3 ) or praseodymium oxide (Pr 6 O 11 ). When the desired product is an alloy, such as give, the feed material may contain two or more rare earth oxides (e.g., Nd 2 O 3 and Pr 6 O 11 ) in the desired stoichiometric ratio of the desired alloy. Michemetal can be prepared from oxides of several rare-earth metals, such as Ce, La, Nd, Pr, and the ratio of rare-earth metals in mischmetal corresponds to the ratio of rare-earth oxides in the feed material.
В другом случае, когда электролит состоит из хлоридных солей, загрузочный материал может содержать хлоридные соли редкоземельных металлов.In another case, when the electrolyte is composed of chloride salts, the feed material may contain rare earth chloride salts.
В одном варианте осуществления электролит содержит один или более фторидов редкоземельных металлов и фторид лития. Один или более фторидов редкоземельных металлов могут присутствовать в электролите в диапазоне приблизительно 70-95 вес.% с остатком в виде фторида лития. Необязательно электролит может также содержать до 20 вес.% фторида кальция и/или фторида бария.In one embodiment, the electrolyte comprises one or more rare earth metal fluorides and lithium fluoride. One or more rare earth fluorides may be present in the electrolyte in the range of about 70-95% by weight with a residue in the form of lithium fluoride. Optionally, the electrolyte may also contain up to 20 wt.% Calcium fluoride and / or barium fluoride.
Специалистам в данной области техники будет понятно, что рабочая температура электролитической ячейки зависит от целевого продукта редкоземельного металла или сплава редкоземельного металла, состава электролита и, следовательно, соответствующих точек отвердевания редкоземельного металла, сплава и электролита. В одном варианте осуществления рабочая температура электролитической ячейки может находиться в диапазоне 5-50°C выше точки отвердевания электролита, и предпочтительно 10-20°C выше точки плавления электролита. Состав электролита выбирается так, что ликвидус электролита может находиться в диапазоне 5-50°C выше точки отвердевания металла.Those skilled in the art will understand that the operating temperature of the electrolytic cell depends on the target product of the rare earth metal or rare earth alloy, the composition of the electrolyte, and therefore the corresponding solidification points of the rare earth metal, alloy, and electrolyte. In one embodiment, the operating temperature of the electrolytic cell may be in the range of 5-50 ° C above the solidification point of the electrolyte, and preferably 10-20 ° C above the melting point of the electrolyte. The composition of the electrolyte is selected so that the liquidus of the electrolyte can be in the range of 5-50 ° C above the solidification point of the metal.
В некоторых вариантах осуществления, когда целевым продуктом редкоземельного металла является мишметалл (смесь церия, лантана, неодима и празеодима), точка отвердевания является изменчивой, в зависимости от состава мишметалла и относительных отношений редкоземельных металлов в нем, но, как бы то ни было, составляет приблизительно 800°C. В этих вариантах осуществления электролит может включать фториды бария или кальция, как описано выше, чтобы достигать ликвидуса электролита в диапазоне 5-50°C выше точки отвердевания мишметалла.In some embodiments, when the target product of the rare earth metal is mischmetal (a mixture of cerium, lanthanum, neodymium and praseodymium), the curing point is variable, depending on the composition of the mischmetal and the relative ratios of the rare earth metals in it, but, be that as it may, approximately 800 ° C. In these embodiments, the electrolyte may include barium or calcium fluorides, as described above, to achieve an electrolyte liquidus in the range of 5-50 ° C. above the solidification point of the mischmetal.
В других вариантах осуществления, когда точки отвердевания сплавов или смесей редкоземельных металлов составляют 800°C или ниже, электролит может необязательно содержать одну или более хлористых солей редкоземельных металлов и хлористых солей лития.In other embodiments, when the solidification points of the alloys or mixtures of rare earth metals are 800 ° C. or lower, the electrolyte may optionally contain one or more chloride salts of rare earth metals and lithium chloride salts.
Обращаясь к Фигурам 1 и 2, на которых подобные номера относятся к подобным частям, представляется вариант осуществления электролитической ячейки 10 для производства редкоземельных металлов. Ячейка 10 включает корпус 12, имеющий дно 14, сборник 16, один или более катодов 18 и одну или более пар анодов 20.Turning to Figures 1 and 2, in which like numbers refer to like parts, an embodiment of an
Корпус 12 образован из антикоррозийных материалов, которые являются инертными в виду состава электролита и рабочих условий, как было описано в предыдущих параграфах. В частности, антикоррозийные материалы, используемые, чтобы облицовывать корпус 12 изнутри, должны быть устойчивыми к образованию сплава с редкоземельными металлами, производимыми в нем. В одном варианте осуществления корпус 12 может быть облицован изнутри тугоплавкими материалами. Подходящие тугоплавкие материалы включают, но без ограничения, углерод, карбид кремния, нитрид кремния, нитрид бора или определенные нержавеющие стали, такие, как известны специалистам в данной области техники.The
Наклонное дно 14 имеет один или более наклонных каналов 22, расположенных на нем, по которым могут стекать расплавленные редкоземельные металлы, произведенные в электролитической ячейке 10. В одном варианте осуществления один или более наклонных каналов 22 отклонены от горизонтали на угол α до 10°.The
В варианте осуществления, представленном на Фигуре 2, канал 22 имеет прямоугольное поперечное сечение. Однако будет понятно, что в альтернативных вариантах осуществления поперечное сечение канала 26 может принимать иные формы такие как V-образная или U-образная.In the embodiment shown in FIG. 2,
В некоторых формах изобретения дно 14 может быть снабжено более чем одним наклонным каналом 22, как представлено на Фигуре 2. В этих конкретных формах каналы 22 приспособлены в смежном боковом параллельном выравнивании друг с другом. В целом, канал(ы) 22 могут быть выровнены вдоль или равноудалены от центральной продольной оси дна 14 в корпусе 12. В этом устройстве канал(ы) 22 на дне 14 могут располагаться рядом с нижней стороной 24 одного или более катодов 18, чтобы принимать расплавленные редкоземельные металлы, производимые на одном или более катодах 18.In some forms of the invention, the bottom 14 may be provided with more than one
Дно 14 или верхняя поверхность дна 14 может быть образована из антикоррозийных материалов, тех же, или подобных тем материалам, которые выбраны для облицовки корпуса 12 ячейки. Все поверхности, имеющие прямой контакт с продуктом редкоземельного металла, включая канал(ы) 22 и сборник 16, должны быть устойчивыми к образованию сплавов с редкоземельными металлами, производимыми в электролитической ванне. Подходящие облицовочные материалы для канала (-ов) 22 и сборника 16 включают, но без ограничения, такие металлы как вольфрам, молибден или тантал.The bottom 14 or the upper surface of the bottom 14 can be formed of anti-corrosion materials, the same or similar to those materials that are selected for facing the
Сборник 16 приспособлен принимать, при использовании, расплавленный редкоземельный металл, произведенный на одном или более катодах 18, который собирается в канале и стекает к нижнему концу 26 канала 22. Сборник 16 находится на расстоянии и изолирован от одного или более катодов 18 и одного или более анодов 20.
Сборник 16 может быть снабжен нагревателем, чтобы поддерживать температуру выше ликвидуса расплавленного редкоземельного металла. Сборник 16 может также быть снабжен отверстием (не показано), из которого редкоземельный металл при необходимости может выливаться. Сборник 16 может быть образован из инертных металлов, подобных используемым для корпуса 12.
Устройство позволяет непрерывно удалять продукт расплавленного редкоземельного металла с дна 14 ячейки 10, что предотвращает накопление продукта расплавленного редкоземельного металла и, следовательно, обеспечивает несколько преимуществ. В электролитических ячейках имеющегося уровня техники, где позволяется образование накопления продукта расплавленного редкоземельного металла, в частности на дне ячейки или на катодной поверхности, продукт расплавленного редкоземельного металла часто загрязняется "осадком", который содержит не растворившийся и частично расплавленный редкоземельный загрузочный материал, промежуточные продукты реакции и побочные продукты. В электролитической ячейке 10, раскрытой в данном документе, в отсутствие продукта расплавленного редкоземельного металла, осадок остается в контакте с расплавленным электролитом и, таким образом, получает возможность повторного растворения в расплавленном электролите.The device allows you to continuously remove the product of molten rare earth metal from the bottom 14 of the
Продукт расплавленного редкоземельного металла, собранный в сборнике 16, находится на расстоянии и изолирован от одного или более катодов 18 и одного или более анодов 20. Следовательно, расплавленный редкоземельный металл защищен от реакции и/или загрязнения летучим углеродом, поднимающимся с одного или более анодов 20, и обратных реакций с газами, отходящими с одного или более анодов 20.The molten rare earth metal product collected in the
Один или более катодов 18 подвешиваются в электролитической ванне 11, содержащейся в корпусе 12 ячейки, над каналом 22 во в значительной мере вертикальном выравнивании с ним. В представленной форме катоды 18 содержат пластины катодного материала, имеющие верхнюю поверхность 28 и противолежащие продолговатые поверхности 30, причем нижняя сторона 24 располагается над каналом 22 так, что расплавленный редкоземельный металл, производимый на противолежащих поверхностях 30, может падать под действием силы тяжести прямо в нижележащий канал 22. Противолежащие поверхности 30 катодов 18 поддерживаются инертным огнеупорным заполняющим материалом 32, который дополнительно устраняет образование неактивной электролитической зоны в ячейке 10.One or more cathodes 18 are suspended in an electrolytic bath 11 contained in the
Катоды 18 приспособлены в смежном выравнивании друг с другом, благодаря чему противолежащие продолговатые поверхности 30 смежных катодов 18 соответственно выровнены друг с другом в продольном направлении, а соответствующие противолежащие торцевые поверхности смежных катодов 18 обращены друг к другу. Специалистам в данной области техники будет понятно, что промежуток между лицевыми противолежащими торцевыми поверхностями смежных катодов 18 является насколько можно узким.The cathodes 18 are adapted in adjacent alignment with each other, so that the opposite
Пластины катодного материала имеют соответствующий размер, так что, в устройстве наподобие описанного выше, эффективная длина расположенных рядом катодов 18 в значительной мере такая же или незначительно короче длины канала 22.The plates of the cathode material have an appropriate size, so that, in a device like the one described above, the effective length of the adjacent cathodes 18 is substantially the same or slightly shorter than the length of the
В другом случае в электролитической ячейке 10, наподобие описанной в данном документе, может использоваться единственный катод 18, имеющий длину, подобную длине канала 22.Alternatively, a single cathode 18 having a length similar to the length of
Противолежащие продолговатые поверхности 30 катодов 18 наклонены вниз и наружу под углом от вертикали, благодаря чему форма поперечного сечения катода 18 в значительной мере треугольная. Противолежащие продолговатые поверхности 30 могут быть отклонены от вертикали на угол β до 45°, и предпочтительно 2° от 10°.Opposite
Угол наклона выбирается на основании оптимизированного движимого пузырьками потока электролита, чтобы получать хорошее смешивание с загрузочным материалом и сохранение высокого выхода Фарадея. Желаемый угол β может определяться численным моделированием для конкретной геометрии ячейки.The tilt angle is selected based on the optimized bubble-driven electrolyte flow to obtain good mixing with the feed material and maintain a high Faraday yield. The desired angle β can be determined by numerical simulation for a particular cell geometry.
В вариантах осуществления, в которых желаемым электролитическим продуктом является единственный редкоземельный металл или сплав редкоземельных металлов, катоды 18 могут быть образованы из электропроводящего материала с достаточными резистивными тепловыми свойствами, чтобы гарантировать свободный поток расплавленных редкоземельных металлов при температурах незначительно превышающих их точки плавления. Такие материалы должны быть стойкими к образованию сплавов с редкоземельными металлами, производимыми в электролитической ванне. Подходящие материалы включают, но без ограничения, такие металлы как вольфрам, молибден или тантал.In embodiments where the desired electrolytic product is a single rare earth metal or an alloy of rare earth metals, the cathodes 18 can be formed of an electrically conductive material with sufficient resistive thermal properties to guarantee a free flow of molten rare earth metals at temperatures slightly above their melting points. Such materials must be resistant to the formation of alloys with rare earth metals produced in an electrolytic bath. Suitable materials include, but are not limited to, metals such as tungsten, molybdenum, or tantalum.
В альтернативных вариантах осуществления, когда желаемым является сплав железа с одним или более редкоземельными металлами, катод 18 может быть образован из железа. Специалистам в данной области техники будет понятно, эти в этих конкретных вариантах осуществления катод 18 будет расходоваться во время процесса электролиза для производства сплава железа и редкоземельного металла.In alternative embodiments, when an alloy of iron with one or more rare earth metals is desired, the cathode 18 may be formed from iron. Those skilled in the art will understand that in these specific embodiments, the cathode 18 will be consumed during the electrolysis process to produce an alloy of iron and rare earth metal.
В варианте осуществления, представленном на Фигурах 1 и 2, в корпусе 12 ячейки подвешено множество пар анодов 12. Каждый анод 20 в паре находится на расстоянии от соответствующих противолежащих продолговатых поверхностей 30 катодов 18. В такой форме, как показана, аноды 20 содержат плиты расходуемого анодного материала, имеющие верхнюю поверхность 32, нижнюю поверхность 34, противолежащие дальнюю и ближнюю продолговатые поверхности 36а, 36b и противолежащие концы 38. Дальняя продолговатая поверхность 36а каждого анода 20 может быть в значительной мере вертикальной или может быть отклонена от вертикали. Ближняя продолговатая поверхность 36b отклонена от вертикали. Ближняя продолговатая сторона 36b может быть отклонена от вертикали на угол β' до приблизительно 45°, и предпочтительно от 2° до 10°, сужаясь к нижней поверхности 34 анода 20.In the embodiment shown in Figures 1 and 2, a plurality of pairs of
Ближние продолговатые поверхности 36b анодов 18 обращены к соответствующим противолежащим продолговатым поверхностям 30 катодов 18. Обе поверхности 36b и 30 отклонены от вертикали на соответствующий угол β', так что указанные поверхности 36b и 30 разнесены параллельно друг от друга, так чтобы определять во в значительной мере постоянное анодно-катодное расстояние между ними.The adjacent
Аноды 20 приспособлены в смежном выравнивании друг с другом, благодаря чему противолежащие продолговатые поверхности 36а, 36b смежных анодов 20 соответственно выровнены друг с другом в продольном направлении, а соответствующие противолежащие концы 38 смежных анодов 20 обращены друг к другу. Специалистам в данной области техники будет понятно, что промежуток между лицевыми противолежащими концами 38 смежных анодов 20 является насколько можно узким.The
Пластины анодного материала имеют соответствующий размер, так что, в устройстве наподобие описанного выше, эффективная длина расположенных рядом анодов 20 в значительной мере такая же или незначительно короче длины канала 22.The plates of the anode material have a corresponding size, so that, in a device like the one described above, the effective length of
В другом случае в электролитической ячейке 10, наподобие описанной в данном документе, может использоваться единственная пара анодов 20, имеющая длину, подобную длине канала 22.Alternatively, in an
Подходящие примеры расходуемого анодного материала включают, но без исключения, материалы на основе углерода, в частности уголь высокой чистоты, графит электродного класса, составы из прокаленного нефтяного кокса и каменноугольной смолы. Такие составы хорошо известны специалистам в области техники, относящейся к электролитическому производству редкоземельных металлов и других металлов, таких как алюминий.Suitable examples of consumable anode material include, but are not limited to, carbon-based materials, in particular high purity coal, electrode-grade graphite, calcined petroleum coke and coal tar compositions. Such compositions are well known to those skilled in the art related to the electrolytic production of rare earth metals and other metals such as aluminum.
Аноды расходуются по мере прохождения процесса электролиза, а угол наклона β ближней продолговатой стороны 36b остается в значительной мере постоянным. Пузырьки газа, выпускаемые из анода 20, следовательно удерживаются у ближней продолговатой поверхности 36b, когда пузырьки газа поднимаются к поверхности электролита, с помощью наклонного профиля ближней продолговатой поверхности 36b, как представлено на Фигуре 2. Это выгодно сокращает возможность контакта возникшего газа с металлом, образующимся на катоде 18, таким образом улучшая эффективность Фарадея и избегая образование нерастворимых осадков, образующихся обратной реакцией с ними.Anodes are consumed as the electrolysis process goes through, and the angle of inclination β of the proximal
В большинстве рабочих условий АКР в электролитической ячейке, наподобие раскрытой в данном документе, может составлять от приблизительно 30 мм до приблизительно 200 мм, хотя предпочтительным является АКР от приблизительно 50 мм до приблизительно 100 мм. Специалист в данной области техники может легко определить надлежащее АКР в зависимости от желаемого тепловыделения в электролитической зоне, электролитических потоков для оптимальной растворимости загрузочного материала и оптимизации технологического выхода (эффективности Фарадея).Under most operating conditions, the AKP in an electrolytic cell, such as that disclosed herein, can be from about 30 mm to about 200 mm, although AKP from about 50 mm to about 100 mm is preferred. A person skilled in the art can easily determine the proper AKP depending on the desired heat generation in the electrolytic zone, electrolytic flows for optimal solubility of the feed material and optimization of the process yield (Faraday efficiency).
Анод расходуется во время электролиза, а значит по мере прохождения электролиза АКР может возрастать. Электролитическая ячейка 10, раскрытая в данном документе, может быть снабжена устройством 40, функционально связанным с одним или более анодами 20, чтобы управлять АКР, в частности, чтобы поддерживать в значительной мере постоянное АКР. Указанное устройство 40 может содержать аппарат горизонтального позиционирования в функциональной связи с одним или более анодами 20. При использовании аппарат горизонтального позиционирования может перемещать в сторону один или более анодов 20 к катоду 18 в ответ на скорость, с которой расходуется анод 20, так что АКР может оставаться в значительной мере постоянным. Скорость расходования анода может определяться ссылкой на электрический ток. В другом случае аппарат горизонтального позиционирования может перемещать один или более анодов 20 в ответ на изменение сопротивления ячейки от предопределенного значения.The anode is consumed during electrolysis, which means that as AKP undergoes electrolysis, it can increase. The
Вследствие расходования анода объем, занимаемый анодами 20 в электролитической ячейке 10, сокращается, тем самым понижая высоту электролитической ванны в корпусе 12. Аналогично, прерывистые операции с ячейкой, такие как замена использованных анодов новыми анодами и удаление продукта редкоземельного металла из ячейки, приводит к существенному и нежелательному изменению высоты электролитической ванны и глубины погружения электрода. Электролитическая ячейка 10, раскрытая в данном документе, может быть снабжена устройством 42 вытеснения, чтобы управлять высотой электролитической ванны в корпусе 12, в частности, чтобы поддерживать в значительной мере постоянную высоту электролитической ванны в корпусе 12. Устройство 42 вытеснения может содержать инертное тело, которое подвешивается в корпусе 12 и может позиционироваться в вертикальном направлении. При использовании инертное тело может перемещаться вниз или вверх в ответ на конкретную операцию с ячейкой, так что высота электролитической ванны может сохраняться в значительной мере постоянной. Инертное тело может иметь любую подходящую форму, например, форму балки, как представлено на Фигурах.Due to the consumption of the anode, the volume occupied by the
Устройство 42 вытеснения может быть образовано из тех же огнеупорных материалов, что и внутренняя отделка корпуса 12, как описано выше.The
При применении, процесс электролиза может выполняться путем загрузки расправленного электролита в электролитическую ячейку 10, как описано в данном документе. Переменный ток может подаваться между катодами 18 и анодами 20, и сопротивление электродов 18, 20 поднимает рабочую температуру электролитической ячейки 10 до предопределенной температуры. Загрузочный материал затем загружается в электролитическую ячейку 10 и растворяется в расплавленном электролите. Постоянный ток в диапазоне 5-10 килоампер подается на аноды 20, после чего начинается электролиз растворенного загрузочного материала. В электролитической реакции загрузочный материал восстанавливается до расплавленного редкоземельного металла (металлов) на противолежащих продолговатых поверхностях 30 катода 18. Расплавленный редкоземельный металл (металлы) затем падает в канал 22 и стекает по каналу 22 в сборник 16, который опустошается по мере необходимости. Загрузочный материал может регулярно загружаться в электролитическую ячейку 10 в области сильного потока электролита, со скоростью, более или менее соответствующей норме потребления. Специалистам, знакомым с данной областью техники, будет понятно, что скорость загрузки может точно контролироваться, чтобы достигать целевого сопротивления ячейки, соответствующего желаемой концентрации загрузки в электролите.When used, the electrolysis process can be performed by loading the expanded electrolyte into the
Процесс электролиза может выполняться при инертной или низкокислородной атмосфере в электролитической ячейке 10. Инертная атмосфера может устанавливаться и поддерживаться подачей инертного газа или газовых смесей в электролитическую ячейку 10, чтобы исключать оттуда воздух и таким образом предотвращать нежелательные реакции с расплавленным электролитом и/или электродами 18, 20. Подходящие примеры инертных газов включают, но без ограничения, гелий, аргон и азот.The electrolysis process can be carried out under an inert or low oxygen atmosphere in the
Многочисленные изменения и модификации сами будут понятны специалистам в соответствующей области техники, в дополнение к тем, которые уже описаны, без отхода от основных новаторских идей. Все такие изменения и модификации следует полагать попадающими в объем настоящего изобретения, природа которого должна определяться по предшествующему описанию.Numerous changes and modifications will themselves be understood by specialists in the relevant field of technology, in addition to those already described, without departing from the main innovative ideas. All such changes and modifications should be considered to fall within the scope of the present invention, the nature of which should be determined by the foregoing description.
В последующих пунктах формулы изобретения и в предшествующем описании, кроме случаев, когда контекст требует иного вследствие точного выражения или необходимого логического вывода, слово "содержать" и его варианты, такие как "содержит" или "содержащий", используются в инклюзивном смысле, т.е. чтобы определять наличие заявленных признаков, но не исключать наличие или добавление дополнительных признаков в различных вариантах осуществления устройства и способа, как они раскрыты в данном документе.In the following claims and in the foregoing description, unless the context requires otherwise due to an exact expression or necessary logical conclusion, the word “contain” and its variants, such as “contains” or “comprising”, are used in an inclusive sense, i.e. e. to determine the presence of the claimed features, but not to exclude the presence or addition of additional features in various embodiments of the device and method, as they are disclosed in this document.
Claims (29)
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AU2012902017 | 2012-05-16 | ||
| AU2012902017A AU2012902017A0 (en) | 2012-05-16 | Electrolytic cell for production of rare earth metals | |
| AU2013204396A AU2013204396B2 (en) | 2012-05-16 | 2013-04-12 | Electrolytic cell for production of rare earth metals |
| AU2013204396 | 2013-04-12 | ||
| PCT/AU2013/000500 WO2013170299A1 (en) | 2012-05-16 | 2013-05-15 | Electrolytic cell for production of rare earth metals |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014148307A RU2014148307A (en) | 2016-07-10 |
| RU2620319C2 true RU2620319C2 (en) | 2017-05-24 |
Family
ID=49582891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014148307A RU2620319C2 (en) | 2012-05-16 | 2013-05-15 | Electrolytic cell for manufacturing rare-earth metals |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20150159286A1 (en) |
| EP (1) | EP2850226B1 (en) |
| JP (1) | JP6312657B2 (en) |
| KR (1) | KR102023751B1 (en) |
| CN (1) | CN104520476B (en) |
| AU (1) | AU2013204396B2 (en) |
| BR (1) | BR112014028357B1 (en) |
| CA (1) | CA2879712C (en) |
| MX (1) | MX375315B (en) |
| RU (1) | RU2620319C2 (en) |
| WO (1) | WO2013170299A1 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6945398B2 (en) * | 2017-09-13 | 2021-10-06 | 東邦チタニウム株式会社 | Molten salt electrolytic cell |
| CN112538640B (en) * | 2020-12-21 | 2025-02-07 | 桂林智工科技有限责任公司 | Intelligent production line for electrolytic reduction of rare earth metals and alloys |
| JP7494106B2 (en) * | 2020-12-25 | 2024-06-03 | 東邦チタニウム株式会社 | Molten salt electrolysis apparatus and method for producing metallic magnesium |
| CN114214670B (en) * | 2022-01-13 | 2023-03-31 | 内蒙古科技大学 | Integrated rare earth metal electrolysis process and rare earth electrolysis device |
| CN120311256B (en) * | 2025-06-17 | 2025-10-10 | 包头市贵鑫科技发展有限责任公司 | Cathode lifting device for rare earth molten salt electrolytic furnace |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5330631A (en) * | 1990-08-20 | 1994-07-19 | Comalco Aluminium Limited | Aluminium smelting cell |
| RU2075868C1 (en) * | 1994-06-02 | 1997-03-20 | ТОО "Электрохимические технологии металлов" | METHOD FOR PRODUCING HIGH PURITY SCANDIUM |
| US5810993A (en) * | 1996-11-13 | 1998-09-22 | Emec Consultants | Electrolytic production of neodymium without perfluorinated carbon compounds on the offgases |
| EP0996773A1 (en) * | 1997-07-08 | 2000-05-03 | MOLTECH Invent S.A. | A drained cathode cell for the production of aluminium |
| US6436273B1 (en) * | 1998-02-11 | 2002-08-20 | Moltech Invent S.A. | Drained cathode aluminium electrowinning cell with alumina distribution |
| RU2004127170A (en) * | 2002-02-28 | 2005-05-10 | Бритиш Нуклеа Фюэлс Плс (GB) | DEVICE FOR RESTORING METAL OXIDES INTO A METAL FORM AND METHOD OF RESTORING USING THIS DEVICE |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3383294A (en) * | 1965-01-15 | 1968-05-14 | Wood Lyle Russell | Process for production of misch metal and apparatus therefor |
| US3909375A (en) * | 1972-04-17 | 1975-09-30 | Conzinc Riotinto Ltd | Electrolytic process for the production of metals in molten halide systems |
| JPS545371B2 (en) * | 1972-10-11 | 1979-03-16 | ||
| US4405433A (en) * | 1981-04-06 | 1983-09-20 | Kaiser Aluminum & Chemical Corporation | Aluminum reduction cell electrode |
| EP0101153A3 (en) * | 1982-06-18 | 1984-04-11 | Alcan International Limited | Aluminium electrolytic reduction cells |
| US4602990A (en) * | 1983-02-17 | 1986-07-29 | Commonwealth Aluminum Corporation | Low energy aluminum reduction cell with induced bath flow |
| US4622111A (en) * | 1983-04-26 | 1986-11-11 | Aluminum Company Of America | Apparatus and method for electrolysis and inclined electrodes |
| US4596637A (en) * | 1983-04-26 | 1986-06-24 | Aluminum Company Of America | Apparatus and method for electrolysis and float |
| US4684448A (en) * | 1984-10-03 | 1987-08-04 | Sumitomo Light Metal Industries, Ltd. | Process of producing neodymium-iron alloy |
| JPS6187888A (en) * | 1984-10-03 | 1986-05-06 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | Method and device for producing neodymium-iron base alloy |
| JP2596976B2 (en) * | 1988-06-22 | 1997-04-02 | 昭和電工株式会社 | Method for producing neodymium or neodymium alloy |
| JPH06192878A (en) * | 1992-12-24 | 1994-07-12 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Electrolytic cell for purification of gallium metal |
| US6258246B1 (en) * | 1998-05-19 | 2001-07-10 | Moltech Invent S.A. | Aluminium electrowinning cell with sidewalls resistant to molten electrolyte |
| US6306279B1 (en) * | 2000-04-07 | 2001-10-23 | Alcoa Inc. | Anode cathode distance adjustment device |
| NO20010927D0 (en) * | 2001-02-23 | 2001-02-23 | Norsk Hydro As | Method and apparatus for making metal |
| ATE286546T1 (en) * | 2001-09-07 | 2005-01-15 | Moltech Invent Sa | ALUMINUM ELECTROCHARGING CELLS WITH INCLINED CATHODES |
| RU2401884C2 (en) * | 2008-09-19 | 2010-10-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Лёгкие Металлы" | Polyakov electrolysis cell for producing aluminium |
| AR076863A1 (en) * | 2009-05-12 | 2011-07-13 | Metalysis Ltd | APPARATUS AND METHOD FOR REDUCTION OF SOLID RAW MATERIAL. |
-
2013
- 2013-04-12 AU AU2013204396A patent/AU2013204396B2/en active Active
- 2013-05-15 CA CA2879712A patent/CA2879712C/en active Active
- 2013-05-15 JP JP2015511863A patent/JP6312657B2/en active Active
- 2013-05-15 MX MX2014013830A patent/MX375315B/en active IP Right Grant
- 2013-05-15 RU RU2014148307A patent/RU2620319C2/en active
- 2013-05-15 WO PCT/AU2013/000500 patent/WO2013170299A1/en not_active Ceased
- 2013-05-15 CN CN201380037636.7A patent/CN104520476B/en active Active
- 2013-05-15 EP EP13790439.7A patent/EP2850226B1/en active Active
- 2013-05-15 US US14/401,617 patent/US20150159286A1/en not_active Abandoned
- 2013-05-15 KR KR1020147035388A patent/KR102023751B1/en active Active
- 2013-05-15 BR BR112014028357-5A patent/BR112014028357B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5330631A (en) * | 1990-08-20 | 1994-07-19 | Comalco Aluminium Limited | Aluminium smelting cell |
| RU2075868C1 (en) * | 1994-06-02 | 1997-03-20 | ТОО "Электрохимические технологии металлов" | METHOD FOR PRODUCING HIGH PURITY SCANDIUM |
| US5810993A (en) * | 1996-11-13 | 1998-09-22 | Emec Consultants | Electrolytic production of neodymium without perfluorinated carbon compounds on the offgases |
| EP0996773A1 (en) * | 1997-07-08 | 2000-05-03 | MOLTECH Invent S.A. | A drained cathode cell for the production of aluminium |
| US6436273B1 (en) * | 1998-02-11 | 2002-08-20 | Moltech Invent S.A. | Drained cathode aluminium electrowinning cell with alumina distribution |
| RU2004127170A (en) * | 2002-02-28 | 2005-05-10 | Бритиш Нуклеа Фюэлс Плс (GB) | DEVICE FOR RESTORING METAL OXIDES INTO A METAL FORM AND METHOD OF RESTORING USING THIS DEVICE |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2013170299A1 (en) | 2013-11-21 |
| EP2850226A1 (en) | 2015-03-25 |
| EP2850226A4 (en) | 2015-09-02 |
| WO2013170299A8 (en) | 2014-02-27 |
| RU2014148307A (en) | 2016-07-10 |
| US20150159286A1 (en) | 2015-06-11 |
| KR20150013316A (en) | 2015-02-04 |
| JP6312657B2 (en) | 2018-04-18 |
| BR112014028357A2 (en) | 2017-06-27 |
| CA2879712A1 (en) | 2013-11-21 |
| CN104520476A (en) | 2015-04-15 |
| CA2879712C (en) | 2019-12-03 |
| MX375315B (en) | 2025-03-06 |
| AU2013204396B2 (en) | 2015-01-29 |
| KR102023751B1 (en) | 2019-09-20 |
| JP2015516514A (en) | 2015-06-11 |
| MX2014013830A (en) | 2016-08-03 |
| BR112014028357B1 (en) | 2021-05-18 |
| CN104520476B (en) | 2017-12-12 |
| EP2850226B1 (en) | 2018-07-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4602986B2 (en) | Method for producing metallic calcium by molten salt electrolysis | |
| RU2620319C2 (en) | Electrolytic cell for manufacturing rare-earth metals | |
| RU2680039C1 (en) | Systems and methods for purifying aluminum | |
| UA65558C2 (en) | A process for the electrolytic production of metals | |
| KR102666307B1 (en) | Electrolytic method, apparatus and product | |
| JP6465816B2 (en) | HYDROGEN GAS DIFFUSION ANODE ASSEMBLY DEVICE FOR GENERATING HCl AND ELECTROLYTIC CELL INCLUDING THE ASSEMBLY DEVICE | |
| US20160108532A1 (en) | Method and apparatus for liquid metal electrode connection in production or refining of metals | |
| Hryn et al. | Initial 1000A aluminum electrolysis testing in potassium cryolite-based electrolyte | |
| CN203999841U (en) | Electrolyzer, electrolyzer system and electrolyzer assembly | |
| Ferro et al. | Application of ceramic membrane in molten salt electrolysis of CaO-CaCl2 | |
| AU659247B2 (en) | Cell for the electrolysis of alumina preferably at low temperatures | |
| WO2005045101A2 (en) | Process for electrolytic production of aluminum | |
| WO2013170310A1 (en) | Drained cathode electrolysis cell for production of rare earth metals | |
| EP1944392A1 (en) | Molten salt electrolyzer for reducing metal, method of electrolyzing the same and process for producing high-melting-point metal with use of reducing metal | |
| Beck | Production of aluminum with low temperature fluoride melts | |
| US4135994A (en) | Process for electrolytically producing aluminum | |
| Lee et al. | Study on electrolysis for neodymium metal production | |
| RU2603408C2 (en) | Method of producing neodymium-iron alloy and device for its implementation | |
| JP4513297B2 (en) | Metal oxide reduction method and metal oxide reduction apparatus | |
| Meirbekova et al. | Effect of Current Density and Phosphorus Species on Current Efficiency in Aluminum Electrolysis at High Current Densities | |
| RU2393115C2 (en) | Electrolytic method for synthesis of praseodymium hexaboride | |
| NL8002381A (en) | ELECTROLYTIC CELL. | |
| Takasawa et al. | Improvement of current efficiency in electrowinning uranium metal in molten fluorides | |
| EP0613504B1 (en) | Cell for the electrolysis of alumina preferably at low temperatures | |
| RU2529264C1 (en) | Aluminium production method |