金属镝材料的生产及应用

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1、·32·有色冶炼□稀有稀土金属稀有稀土金属金属镝材料的生产及应用林河成(北京有色冶金设计研究总院,北京100038)[摘要]综述了我国金属镝材料的生产原料,工艺及设备,产量及质量,主要应用领域和国内外市场状况。[关键词]金属镝;生产;市场;原料[中图分类号]TF845.3[文献标识码]B[文章编号]1002-8943(2002)02-0032-04规格、牌号增加,质量不断提高,可满足国内外市场1前言及用户的要求。金属镝(Dy)是稀土族中较为重要的重稀土金2.1原料属,这种元素具有独特的原子结构(原子中4f电子我国生产金属Dy所用的原料有:层未充满),在一定的外界条件作用下,

2、具有磁、光、(1)氧化镝(Dy2O3),其主要来自离子型稀土精电物理性能。自80年代以来,Dy在稀土永磁、磁致矿(REO≥92%)分离处理后所得的产品,纯度为伸缩、磁致冷和磁光等功能材料方面获得了成功的REO99%;Dy2O3/REO99%～99.85%,稀土杂质应用,使用量不断增加,前景广阔。0.05%～1.0%(Gd、Tb、Ho、Er和Y),非稀土杂质我国具有丰富的Dy资源。据测算,我国的Dy0.03%～0.3%(Fe、Si和Ca)。储量约4.5万t(以Dy2O3计),主要储存于南方离(2)氟化镝(DyF3)。从氧化镝(Dy2O3)和氯化子型稀土矿床。从目前世界Dy的资

3、源看,我国Dy镝(DyCl3)转化制成的,纯度为REO80%～82%;资源居全球首位,因此我国大力发展金属Dy的生Dy2O3/REO99%～99.9%,稀土杂质0.01%～产具有坚实的资源基础。2-1.0%,非稀土杂质(Fe、Ca、Mg和SO4)0.4%～近10年来,我国金属Dy的生产、应用和市场0.5%,H2O0.1%～1.0%。获得了很大的发展。据统计,国内Dy的生产厂有10(3)氯化镝(DyCl3)。从离子型稀土精矿中分离多家,1999年的产量比1995年增长6.5倍,比1990而得的产品,纯度为REO45%～47%,Dy2O3/年递增29倍。国内Dy的用量1999年

4、比1990年增REO,99%～99.9%,稀土杂质0.1%～1.0%(Tb、加23倍,出口量1999年比1990年递增30倍。同Ho、Er和Y),非稀土杂质0.19%～0.32%(Fe、Si、时,Dy的生产工艺技术及设备也不断提高与完善,2-Ca和SO4)。在世界同行业中名列前茅。预计Dy工业在21世纪上述3种原料均可工业化生产,技术成熟,供量将会取得更快的发展。充足,但前两种原料较为常用。2金属镝的生产2.2生产工艺技术及设备我国金属Dy的生产工艺及设备均是自己实践80年代末,我国Dy的生产逐步走向工业化水的成果,技术设备成熟可靠。目前国内主要采用金属平。目前,Dy的生产

5、能力和产量均为世界之冠,产品热还原法生产金属Dy产品,具体包括:钙还原法、中间合金法和还原蒸馏法。这3种方法都已工业化生产,但常用的是钙还原法,其生产的金属Dy约占[作者简介]林河成(1935-),男,高级工程师。[收稿日期]2001-02-18全国总产量的80%以上。2.2.1钙热还原法生产金属Dy2002年4月第2期金属镝材料的生产及应用——林河成·33·以氟化镝(DyF3)为原料,金属钙(Ca)作还原发进入冷凝器被冷凝下来,即制成金属Dy产品。其剂,配料后放入坩埚内并置于真空感应炉中(在氩气化学反应式为:保护下),在1450℃下进行还原。化学反应式为:Dy2O3+2L

6、a=2Dy+La2O3(4)2DyF3+3Ca=2Dy+3CaF2(1)主要生产工艺过程如下:还原结束后进行金属Dy与渣(CaF2)的分离,原料→配料→装炉→镧还原→蒸馏→除渣→熔即制得金属Dy产品。其主要工艺过程如下:化铸锭→包装→入库(金属Dy产品)原料→配料→装炉→钙还原→除渣→铸锭→包工艺指标:Dy回收率≥95%;wDy≥99%;装→入库(金属镝产品)主要设备:真空感应炉(带坩埚及冷凝器)、蒸馏如要生产高纯Dy产品(Dy≥99.9%),可再用炉、熔化铸锭炉和包装等。蒸馏法进行提纯,这是有效的精炼方法。工艺特点:工艺过程简便,易于操作;设备少且工艺指标:金属Dy纯度9

7、9%～99.9%(主要由易解决,还原剂(La)用量大且价格高,但可回收。原料纯度而定);Dy的回收率≥95%。2.3生产能力与产量主要设备:钼或钽坩埚、真空感应炉或真空电阻90年代以来,随着国内外市场对金属Dy需求炉、蒸馏炉、熔化铸锭炉和包装机等。量的不断增长,我国Dy的生产能力及产量得到了工艺特点:工艺简便,易于操作;设备容易解决迅速发展。据不完全统计,历年来我国金属Dy的能和保养;Dy回收率高且纯度高;Ca还原剂来源充足力及产量详见表1。且价格低。表1历年来我国金属镝的能力及产量状况2.2.2中间合金法制造金属