用Ca-CaCl2熔盐法和电化学提纯法制备高纯低氧稀土金属钇（Y）的研究

论文摘要

本文主要开展了用Ca-CaCl2熔盐法和电化学提纯法制备高纯低氧稀土金属钇（Y）的研究。采用Ca-CaCl2熔盐法,在高温电阻炉内,利用溶解于CaCl2中的化学活性钙与氧的反应,除去钇中的氧,而熔融的CaCl2可降低副产品CaO的活度,从而得到低氧金属钇。通过对不同助熔剂用量、不同材质坩埚、不同脱氧时间、不同脱氧温度及其它工艺条件进行的研究,我们找到了在钇试样为5g时,用Ca-CaCl2熔盐法脱氧的最佳助熔剂用量为40g,最佳脱氧时间为7天,最佳脱氧温度为950℃,使用钽坩埚可以使块状的钇脱氧后的最低氧含量达到0.17wt%,使氧的去除率达到了73%。 同其它制备高纯低氧稀土金属的方法比较,本文所采用的Ca-CaCl2熔盐法具有实验设备和工艺简单、脱氧率高并易于实现工业化生产等特点,有望向规模生产化推广。 本文还首次对电化学脱氧提纯稀土金属钇的基本原理和热力学过程进行了论证。对其涉及的物理化学问题进行了深入的理论机理分析,从化学反应的一般原理及热力学理论上阐述了这种方法的有效性以及它的适用性。根据从理论上对脱氧极限的定性分析表明,只要电解工艺条件合适,可使脱氧极限无限降低。对于形状规则的金属钇所需脱氧时间为t=（d2/π2D）ln[（4c0/πc）sin πx/d]。电解条

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章：引言
• （一） 国内外研究情况及进展
• （二） 本课题研究的重要意义
• （三） 本文的研究成果
• 第二章：理论基础
• （一） 一般原理
• 2熔盐法脱氧的一般原理'>1.用Ca-CaCl₂熔盐法脱氧的一般原理
• 2.用电化学提纯法脱氧的一般原理
• （二） 脱氧过程热力学理论及分配定律
• 1.相平衡条件
• 2.亨利（Henry）定律
• 3.能斯特（Nernst）分配定律
• 4.化学反应的标准吉布斯自由能变化
• 第三章：实验
• （一） 实验用设备
• （二） 实验用的原材料
• 1.稀土粗金属（Y）的制备
• 2（96％）实验前处理'>2.无水CaCl₂（96％）实验前处理
• 3.金属钙屑的处理
• （三） 实验装置及工艺
• 2熔盐法脱氧的实验装置及工艺'>1.用Ca-CaCl₂熔盐法脱氧的实验装置及工艺
• 2.用电化学提纯法脱氧的实验装置及工艺
• （四） 实验后样品的处理和纯度测试
• 第四章：结果与讨论
• 2熔盐法脱氧结果与讨论'>（一） Ca-CaCl₂熔盐法脱氧结果与讨论
• 1.不同助熔剂用量的分析结果
• 2.不同坩埚脱氧效果分析结果
• 3.同脱氧时间分析结果
• 4.其它不同实验方案的分析结果
• （二） 电化学提纯法脱氧结果与讨论
• 1.提纯原理理论分析推导
• 2.两次实验结果的分析讨论
• 3.理论推导脱氧极限
• 4.脱氧速率的理论计算
• 5.电解条件对结果的影响
• 6.污染问题
• 7.两种方法的比较
• 第五章：结论
• 第六章：参考文献
• 致谢
• 学术论文目录
• 分析报告