在钕铁硼永磁材料的生产与应用过程中,伴随有大量的钕铁硼废料产生。这些废料若得不到适当的处理,会造成环境污染和稀土资源浪费。现阶段主要采用湿法工艺回收废料中的稀土元素,这种方法具有稀土回收率高,易于实现工业化等优点;但也存在一些缺点,如需消耗大量酸并产生含酸废液,工艺流程较长。课题组提出用MgCl2熔盐选择性提取钕铁硼废料中的稀土元素,然后对反应得到的含RECl3、MgCl2的氯化物熔盐进行电解,制备Mg-RE(Nd)合金,从而实现对钕铁硼废料中稀土元素的回收。在我们的前期工作中,已成功实现钕铁硼废料中稀土元素的选择性氯化提取。本论文旨在研究氯化物熔盐体系中电解制备Mg-RE(Nd)合金过程的机理,为实现钕铁硼废料的回收与综合利用提供理论参考。以纯物质为原料,首先在750℃的NaCl-KCl和NaCl-KCl-MgCl2体系中,利用循环伏安法、方波伏安法、开路计时电位法等电化学测试方法研究了Nd3+在Mo电极上的电化学行为与Mg-Nd合金的形成机制;继而研究了Pr3+、Dy3+在750℃的NaCl-KCl和NaCl-KCl-MgCl2体系中的电化学行为,类比分析了Mg-Pr、Mg-Dy合金的生成机理;最后分别以纯净稀土氯化物、钕铁硼废料的熔盐提取液为基本电解质,电解制备Mg-Nd基合金,并利用XRD、SEM、EDS对合金的物相结构、微观结构与元素组成进行了分析。通过研究,本文取得的主要研究结果如下:(1)750℃的NaCl-KCl体系中,Nd3+在Mo电极上是一步还原的,还原电位为-2.10 V(vs Ag/AgCl);而在750℃的NaCl-KCl-MgCl2-NdCl3体系中,Mg2+优先还原为金属镁,还原电位为-1.80 V(vs Ag/AgCl),Nd3+在-1.80-2.10 V(vs Ag/AgCl)之间在预先沉积的金属镁上发生欠电位沉积,形成三种Mg-Nd金属间化合物(MgNd、Mg2Nd、Mg3Nd);在-2.4 V(vs Ag/AgCl)下恒压电解10 h制得Mg-Nd合金,产物合金主要由Mg41Nd5、Mg12Nd、Mg、Nd等相组成。(2)750℃的NaCl-KCl体系中,Pr3+、Dy3+在Mo电极上的还原过程均可视为一步还原,且还原电位都在-2.0 V(vs Ag/AgCl)附近。在750℃的NaCl-KCl-RECl3-MgCl2体系中,可通过恒电流电解、恒电位电解制备Mg-RE合金,分析表明合金中成分为Mg和RE(Nd、Pr、Dy).。(3)以MgCl2氯化NdFeB废料后所得熔盐提取液为基本电解质组成,在750℃下进行电解,制得了Mg-Nd基合金,分析表明合金中镁含量在90 wt%以上,而稀土的含量较低。本论文的研究结果证实:以MgCl2熔盐与钕铁硼废料中稀土元素选择性反应所得提取液为基本电解质,通过熔盐电解制备Mg-Nd基合金是可行的,为钕铁硼废料的回收提供了一种新的工艺路线。