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laf3-lif-la2o3系熔盐物理化学性质的研究

LaF3-LiF-La2O3系熔盐物理化学性质的研究

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作者：许名湘东北大学

学位级别：硕士

目前,稀土金属镧主要是采用氟化物-氧化物熔盐电解法生产的,电解质为laf3-lif系熔盐,电解原料为la203。而熔盐的物理化学性质是确定加料制度、电解质组成和电解温度等工艺参数的依据,也是研究熔体结构和电解机理等熔盐理论的基础。因此... 详细信息

目前,稀土金属镧主要是采用氟化物-氧化物熔盐电解法生产的,电解质为laf3-lif系熔盐,电解原料为la203。而熔盐的物理化学性质是确定加料制度、电解质组成和电解温度等工艺参数的依据,也是研究熔体结构和电解机理等熔盐理论的基础。因此,全面系统地研究laf3-lif-la203系熔盐的物理化学性质具有非常重要的意义。本文首先利用X射线衍射技术确定了la203加入到laf3-lif系熔盐后的主要化学反应为：la203+laf3=3laoF,并通过差热分析确定了该反应为吸热反应,起始反应温度为451℃。再利用等温饱和平衡法和EDTA滴定分析法测定了la203在laf3-lif系熔盐中的饱和溶解度。当该熔盐的过热度在60℃以内时,la203达到溶解饱和状态的时间约为1.5小时,25laf3-75lif熔盐中la203的溶解度为1.9wt%～2.2wt%;30laf3-70lif熔盐中la203的溶解度为2.1wt%～2.4wt%;35laf3-65lif熔盐中la203的溶解度为2.1 wt%～2.6wt%。其他条件一定的情况下,随着温度的升高和laf3含量的增加,la203在laf3-lif系熔盐中的溶解度都增大。本文采用阿基米德法研究了laf3-lif系熔盐的密度随温度和组成的变化规律,并给出了laf3-lif系熔盐的密度与温度、laf3摩尔含量的拟合方程。当熔盐的组成一定时,laf3-lif系熔盐的密度随温度的升高而线性减小;当熔盐的温度一定时,密度随la,F3含量的增加而线性增大。随着la203添加量的增加,laf3-lif系熔盐的密度先增大再减小,在饱和溶解度附近达到最大值。本文采用拉筒法研究了laf3-lif系熔盐的表面张力随温度和组成的变化规律,并给出了laf3-lif系熔盐的表面张力与温度、laf3摩尔含量的拟合方程。当熔盐的组成一定时,laf3-lif系熔盐的表面张力随温度的升高而线性减小;当熔盐的温度一定时,表面张力随laf3含量的增加而线性增大。随着la203添加量的增加,laf3-lif系熔盐的表面张力先增大再减小,在饱和溶解度附近达到最大值。

关键词： laf3-lif-la2o3 熔盐电解溶解度密度表面张力

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