提取稀土金属的电化学研究

LiF-NdF3-Nd2O3是目前制备钕金属及其合金的主要电解质体系,研究该体系的阳极过程以及阴极过程对钕电解工艺参数的选择具有义。所以研究该体系中提取稀土金属钕的电化学过程有重要的理论意义和实际意义。论文采用循环伏安法表征了LiF-NdF3-Nd2O3熔盐体系中氧离子和氟离子在阳极过程。氧离子的阳极过程包括在无气体析出条件下,氧化产物的吸附和阳极气体逸出下的氧离子氧化两部分。在吸附部分,氧离子的氧化峰电位和峰电流密度均随着Nd203含量的增加而增大,无气体析出条件下,氧化产物的吸附过程为扩散控制和电化学控制共同控制。在有气体逸出条件下,氧离子氧化的控制过程为电化学控制。讨论了Nd203含量、温度、电极面积对氧离子氧化和阳极效应临界电位的影响。氟离子的氧化起始电位从阳极效应的临界电位开始,反向扫描过程中的临界电位是一个不变的电位。在阴极过程的研究中,运用循环伏安法和方波法表征了钕离子的阴极过程。钕离子在还原过程中存在多步还原过程,并通过转移电子数计算表征,分为Nd3+→Nd2+,Nd2+ →Nd,Nd3+→Nd三个过程,并确定了三个过程的还原电位。Nd3+→Nd2+的还原过程为扩散控制,而Nd2+→Nd,Nd3+→Nd的控制过程为电化学反应控制和扩散控制共同控制。