氟化镝的应用及制备

背景及概述^[1][2]

稀土氟化物是金属热还原法制取单一稀土金属的重要原料，其质量的优劣直接影响稀土金属的质量，是制约中重稀土金属生产及中重稀土金属产品性能指标的关键材料。氟化镝是一种无色六方或斜方晶体，不溶于水和稀酸，与浓硫酸共热放出氟化氢。向氯化镝溶液中加入氢氟酸，析出晶体即得。

应用^[3-5]

氟化镝主要用于制备含镝金属合金，其应用举例如下：

1）制备稀土镝合金，方法在氟化物熔盐体系中，加入氧化稀土和氧化镝的混合物为电解原料，进行电解生产。其中氟化物熔盐体系采用氟化稀土、氟化镝、氟化锂三元系，其组成重量百分比质量百分数为90-80%、7-10%、3-10%。原料混合物重量百分比氧化稀土：氧化镝=95-80：5-20。电解温度1030±30℃，采用上插或底置阴极法，在阴极电流密度6.0±2.0A/cm2，阳极电流密度1.3±1.0A/cm2，槽电压5-10V，进行电解，在阴极附近沉积出稀土镝合金。其优点是：有效克服了目前现有相关技术存在工艺复杂、环境污染严重、生产成本高等问题，制备的合金成分均匀，适合于10000A以上的大型电解槽生产。

2）制备一种带涂层的钕铁硼烧结磁体，所述的钕铁硼烧结磁体上，与氟化镝或氟化铽涂层相接触的磁体内部形成有含镝或铽的过渡层。其制备方法包括：(1)取钕铁硼烧结磁体做阳级，钢板做阴极，将DyF3或TbF3粉末混入有机溶剂中做电泳液，电泳液中DyF3或TbF3粉末的浓度为5-7g/L，进行电泳沉积，使DyF3或TbF3涂层质量为磁体质量的1-2.5wt%，然后将磁体从电泳液中移出，进行干燥，(2)将干燥后的磁体在700-950℃下进行扩散，后在真空中退火，冷却后得到本发明带涂层的钕铁硼烧结磁体。操作方便，工艺条件简便，产品质量稳定，重稀土DyF3或TbF3用量省，生产成本较低。

3）制备一种镝金属合金，按重量百分比计，其成分为10%~50%镝及50%~90%钕或50%~90%钕和0%~30%镨；采用电解方法制备，以金属钨或钼作阴极，以石墨作阳极，以10%~65%的氟化镝、15%~20%的氟化锂，以及15%~70%的氟化钕或15%~70%的氟化钕和0%~30%氟化镨作电解质，以10%~65%的氧化镝，以及35%~90%的氧化钕或35%~90%的氧化钕和0%~30%氧化镨为原料，在熔盐状态下电解，阴极上析出镝的合金，经收集浇注成锭。本发明解决了利用电解法生产镝金属合金时镝含量不能突破10%(重量比)的工艺技术问题，使镝含量可以控制在10%~50%(重量比)内，实现连续的大量生产。

制备^[2]

制备原理如下：

生成的FeF3和H 2SiF6均溶于酸性溶液中，而KSP(AlF 3)=2 .015 ×10 -5，生成的AlF 3在溶液中的溶解度小，且不溶于酸性溶液中，其大部分将共沉淀于DyF3 中。溶液中的铝将共沉淀于DyF3 中。因此，为减少铝进入氟化稀土中，必须在氟化前将铝尽量除掉，而为了减少后续的洗涤工作量，亦必须尽量除去溶液中的铁硅杂质。常规的氟化氢沉淀法，对稀土分离厂而言，虽可降低成本，但由于氟化沉淀后的洗涤澄清困难，因而对除去非稀土杂质不利。为稳定地生产出高品质的氟化镝，该工艺首先对氯化镝溶液中的非稀土杂质进行处理，然后用复合氟化剂在氯化镝溶液中制备粗粒度的氟化镝沉淀，氟化镝沉淀经洗涤、过滤、烘干后再进行真空脱水而制得高品质的氟化镝产品。其工艺流程如图。

主要参考资料

[1] 化学物质辞典

[2] 高品质氟化镝的制备

[3] CN201410173660.X一种熔盐电解制备稀土镝合金的方法

[4] CN201810515589.7一种带涂层的钕铁硼烧结磁体及其制备方法

[5] CN03133598.5一种镝金属合金及制备方法