稀土元素分离方法
稀土元素的分离与纯化技术研究
稀土元素的分离与纯化技术研究一、引言稀土元素是一类具有重要用途的金属元素，其应用范围涉及到许多领域。
由于其产地稀少，分离与纯化技术一直是稀土元素研究的一个重要方向。
本文将从淋滤法、溶剂提取法、离子交换法、萃取析合等方面探讨稀土元素的分离与纯化技术。
二、淋滤法淋滤法是基于稀土元素与阳离子交换树脂的选择吸附性质进行的一种分离方法。
通过树脂的分子筛作用，可将不同元素的离子根据其尺寸、电荷等特性区分开来。
淋滤法设备一般由淋滤塔、精密过滤器、浓缩器和洗涤塔等组成。
工作流程：将稀土元素溶液通过淋滤塔中的树脂床，异质离子进入树脂后与树脂上的阳离子交换，将稀土元素离子在吸附树脂上进行分离，浓度提高后流出到浓缩器中，随着温度的升高将稀土元素浓缩，再通过洗涤塔将稀土元素从树脂上洗下，得到相应纯度的稀土元素。
三、溶剂提取法溶剂提取法是指将稀土元素的水溶液与某些有机溶剂混合后，通过相对溶解度的差异来实现稀土元素的分离。
溶剂提取法设备由萃取塔、分离器、再生塔等组成。
工作流程：将稀土元素水溶液与具有选择性提取稀土元素的有机溶剂混合，经过乳化、萃取、分离等过程，使稀土元素离子被萃取到有机相中，从而实现离子种类的分离。
再经过再生装置对有机相中的稀土元素进行还原、分离等操作，提取出较为纯净的稀土元素。
四、离子交换法离子交换法是指利用固体离子交换树脂的离子交换性质，将目标金属离子吸附于树脂上，从而实现金属离子的分离与纯化。
离子交换法设备由工质受体、碱性阴离子树脂、弱酸性树脂、正交树脂等组成。
工作流程：将稀土元素离子通过离子交换树脂进行选择性吸附，整个过程中严格控制离子交换树脂的反应时间和反应条件，以确保稀土元素离子的选择性吸附和不同元素的区分。
随着吸附的进行，树脂中的稀土元素离子逐渐提高其浓度并形成单一的离子种类浓缩液体，经过洗脱等处理，可以得到高纯度的稀土元素。
五、萃取析合萃取析合法是将物理、化学和分子筛理论相结合，通过分子吸附作用或化学反应实现稀土元素的选择性分离与提纯。
稀土元素的制备和应用
稀土元素的制备和应用稀土元素是指化学周期表中镧系（14种）、釹系（14种）和钪系（3种）共计31种元素的统称。
这些元素的特点是具有独特的电子结构和多种价态，所以被广泛应用于光电、信息、催化、冶金、环保、医疗等领域。
本文将从传统的制备方法、先进的制备技术以及应用领域三个部分进行介绍。
一、传统的制备方法1. 分离提取法稀土元素的分离提取法是制备稀土元素的传统方法，主要包括萃取法、碳酸盐沉淀法、离子交换法、浮选法等。
其中，离子交换分离法是最为常用的方法，通过根据稀土元素的离子半径和价格选择合适的树脂，使不同稀土元素以不同的速度进行分离提取。
这种方法虽然历史悠久，但是工艺复杂、成本高，产出的稀土元素纯度不高，难以满足现代产业的要求。
2. 化学还原法化学还原法是利用化学反应将稀土金属离子还原成金属的制备方法。
常用的还原剂有镁、钙、锂等，反应过程需要控制温度、压力、pH值等多个参数。
该方法产出的稀土金属纯度较高，但还原剂成本昂贵，且需要大量能量供给，不利于工业化生产。
二、先进的制备技术1. 气相沉积法气相沉积法是一种将气态中的稀土元素原子沉积到基底表面的方法。
该方法需要将稀土金属加热至沸点，形成蒸气，然后通过气体传输到反应器中，利用惰性气体的动力学效应将原子沉积到基底上。
这种方法制备出来的稀土金属纯度较高，但需要高温高真空环境，成本较高。
2. 电弧气相沉积法电弧气相沉积法是在气相沉积法的基础上进行改进，利用电弧对稀土金属加热，使稀土金属的温度升高到蒸气沉积温度，然后通过气体传输到反应器中进行沉积。
这种方法制备出来的薄膜均匀度较好，可以很好地满足现代产业的需求。
三、应用领域1. 光电领域稀土元素在光电领域的应用主要体现在荧光材料和光电器件方面。
稀土元素的发光性能和长寿命使荧光材料具有很高的荧光效率和较长的寿命，适用于显示器、LED、激光等领域。
同时，稀土元素还可以制备出各种光学器件，例如光纤放大器、飞秒激光器等。
稀土元素的提取与应用技术
稀土元素的提取与应用技术引言稀土元素是指化学元素周期表中镧系元素，包括21个元素，分别是镧、铈、镨、钕、钐、铕、珀、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇、釔、钆、铽、铍、铪、钽、铼。
稀土元素具有丰富的化学性质和优良的物理性质，广泛应用于新材料、新能源、环保等领域。
一、稀土元素的提取技术1. 溶剂萃取法溶剂萃取法是稀土元素提取中常用的方法。
它是利用液液萃取质量分数差异，按照稀土元素之间的相对分配系数进行分离和富集的方法。
溶剂萃取法的优点是分离效率高，提取时间短，但在萃取剂的选择和操作条件的控制方面都有较高的要求。
2. 离子交换法离子交换法是利用树脂对稀土元素离子进行选择性吸附和解吸的方法。
它可以同时分离多种稀土元素，分离效率高，但离子交换树脂的选择和操作条件的控制也是种约束。
3. 洗涤爆破法洗涤爆破法是将矿物物料与氧化酸分开的方法。
在水下加入氧化酸发生还原反应，使得含氧化酸的矿物发生爆破作用，不含氧化酸而含稀土元素的矿物则不发生爆破。
通过适当的加速器来达到形成冲击波的目的，进行爆破分离。
洗涤爆破法适用于富集少量稀土元素的矿物。
二、稀土元素的应用技术1. 功能材料中的应用稀土元素在诸多功能材料中都有着广泛的应用，例如，镓、铁、镝喜磁合金，在计算机中具有较好的利用效果；稀土催化剂可广泛应用于清洁能源和节能环保中，如燃煤脱硫、脱硝、催化氧化、催化裂解等；钕铁硼磁体、电子显像管中的发光材料、荧光粉中的稀土掺杂物等。
2. 物理与化学性质中应用稀土元素具有丰富的物理与化学性质，例如磁性、光学、电学等。
利用这些性质，可以在电磁场中，通过对稀土元素激发抛物线路径的形成，获得最大的磁场效应。
稀土元素还广泛应用于核反应堆中，与核燃料反应产生热能，推动液体或气体类工作物质，驱动发电机发电。
3. 应用于环保领域稀土元素在环保领域中有着广泛的应用，可以作为固体废弃物处理、排放污水净化剂、废气脱硫脱硝、生产生物质燃料及造纸等过程中的原催化剂、吸附剂；淀粉、酱油、糖制品等食品的助变剂、香精调味剂；塑料添加剂和涂料中的分散剂和粘度增稠剂等。
稀土元素的分离方法
稀土元素的分离方法稀土元素相互分离的方法如分级结晶法、分级沉淀和均相沉淀法，因分离的效果不理想，手续冗长、费时，已很少用于矿石分析。
氧化还原分离法系以原子价的改变为基础，广泛用于具有变价的稀土元素如四价铈和二价铕、钐和镱的分离。
有机溶剂萃取法对于分离稀土元素是行之有效的方法。
如用乙醚萃取四价铈可与其他稀土元素分离。
近年来应用P204萃取分离稀土元素具有特别重要的意义，例如用0.75mol/LP204甲苯萃取时，镧-镥的分离因数可达3.5×105，相邻两镧系元素平均分离因数为2.5。
P507性质与P204相似，相邻稀土元素的分离因数的平均值大子P204。
层析分离法包括纸色层法和柱上色谱法。
在纸色谱法中，展开剂的选择很重要，用于稀土元素分离的展开剂有:丙酮-乙醚-硫氰酸-硝酸铵系统;丁酮-硫氰酸-硝酸铵系统，丁醇-8-羟基喹啉-乙酸-硝酸铵系统以及8-羟基喹啉-二甘醇甲醚-三氯甲烷-氯化钾系统等。
纸色谱法的优点是操作简便，由于某些稀土元素在展开时存在拖尾现象，影响分离效果。
近年来提出用高压直流纸上电泳法可将15个稀土元素分离，但在常规分析中尚未使用。
用乙醚-四氢呋喃-P204-硝酸(100+15+1+3.5)对所有的稀土元素具有很好的分离效果，大量铀存在以及复杂矿石中镧系元素的分离都能得到同样的效果。
在上述分离系统中，采用双向薄层色谱分离钼、锆、铀、钇、铕、钐、钷、钕、镨、铈、镧、钡、锶、碲等元素，且可以分离测定岩石和独居石中的稀土元素。
柱上反相分配层析法中以负载于三氟氯乙烯、硅藻土或多孔硅胶等担体上的P204或P507作固定相，以适当浓度的盐酸、硝酸或高氯酸溶液作流动相可以将稀土元素分成两组、多组或将15个稀土元素相互分离。
在一般情况下的分离效果，P507优于P204。
以P507萃淋树脂作固定相的分离又优于负载在一般担体上的P507的固定相。
柱上色层法分离稀土元素，目前应用最广。
离子交换法也是分离稀土元素较为有效的方法。
第四章 溶剂萃取法分离稀土元素01
它们是弱酸，在分子中既含有一个酸性OH基，可按 阳离子交换萃取金属，同时含有 基于金属配位 P O 。 ⅲ .胺类萃取剂： 伯、仲、叔、胺及季胺盐。分子量应在250-600之 间。（分子量太低的胺易溶于水，∴不能做萃取剂。） 由于胺上N原子有孤对电子，呈弱碱性，与强酸形 成稳定的盐，与金属络阴离子结合而萃取。 ⅳ .含硫、氧萃取剂： 亚砜类， S=O 基团，与金属离子形成中性络合物 萃取。亚砜的三种共轭形式：
特点： ⅰ 萃取剂中性有机化合物（TBP,P350,DOSO,TOPO环辛基 磷酸）， 被萃物也是中性：（La（NO3 ）3,Ce(CNS)3等），结 合成中性络合物，而进入有机相。 ⅱ 中性络合萃取剂，也可看成不带电荷的萃取剂和 稀土化合物络合成溶剂合物。故此类萃取剂又成 为溶剂合萃取。
3
ⅲ
D：表示在一定的条件下萃取剂萃取金属离 子的能力，分配比→大， 萃取金属离子 能力越强。 b.萃取率: 萃取率是被萃取物（溶质）进入有机相 的量占被萃取物原始总量的百分率。 以q表示。
q
被萃物在有机相的量 100% 被萃取物原始总量 C有V有 100%(上下同除C水V有) C有V有 C水V水 D D V有 （通常： 称为相比R） C水V水 V水 V水 D D C水V有 V有 D 1 D R
同时TBP也萃取HNO3
HNO 3 TBP 有 TBP HNO 3有
因此TBP萃取酸的能力将影响金属离子萃取分配 比。 金属离子的分配比与萃取平衡常数的关系：
3 D K [ NO3 ] [TBP]3 有 LgD LgK 3 Lg[ NO3 ] 3Lg[TBP]有
分配比： 萃取体系达平衡时，被萃取物在有机相中的 总浓度与它在水相中总浓度比值，以D表示：
稀土采矿方法
稀土采矿方法
稀土采矿是指开采和提取稀土元素的过程。
稀土元素在地壳中含量极少，但在许多高科技领域，如电子、医学、军事等方面应用广泛，因此其重要性不可忽视。
稀土采矿方法主要有以下几种：
1. 青化法：采用矿石直接氧化为氧化矿，然后通过化学反应转
化为稀土氧化物的方法。
这种方法适用于富含稀土的矿石，但工艺较为繁琐。
2. 浸出法：将矿石浸泡在酸性或碱性溶液中，稀土元素与其他
金属元素分离，最终得到稀土氧化物或盐酸盐。
3. 萃取法：利用有机溶剂对稀土元素进行分离和提取。
这种方
法可以分离出特定的稀土元素，但对工艺要求较高。
4. 晶体分离法：根据稀土元素氧化还原电位的差异，通过晶体
分离的方法实现稀土元素的分离。
在稀土采矿过程中，需要考虑到环境保护和资源可持续性的问题。
因此，开发环保型的稀土采矿技术是当前的研究热点之一。
- 1 -。
矿石中稀土元素的提取与分离
矿石中稀土元素的提取与分离稀土元素是一组特殊的金属元素，包括镧系元素（镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥）以及钪和钇，共 17种元素。
它们在现代科技和工业中发挥着至关重要的作用，从高科技电子产品到清洁能源，从国防军事到医疗设备，稀土元素的身影无处不在。
然而，稀土元素在自然界中通常不是以单独的纯元素形式存在，而是与其他元素一起组成复杂的矿石。
因此，从矿石中有效地提取和分离稀土元素是一项具有挑战性但又至关重要的任务。
稀土矿石的类型多种多样，常见的有独居石、氟碳铈矿、磷钇矿等。
这些矿石中稀土元素的含量通常较低，且与其他杂质元素紧密结合，这就增加了提取和分离的难度。
在提取稀土元素之前，首先需要对矿石进行预处理。
这通常包括破碎、研磨和选矿等步骤，以提高矿石的品位和减少后续处理的工作量。
破碎和研磨的目的是将大块的矿石破碎成较小的颗粒，以便后续的化学处理能够更有效地进行。
选矿则是利用物理性质的差异，如密度、磁性、导电性等，将含有稀土元素的矿石与其他杂质矿石分离。
化学浸出是提取稀土元素的常用方法之一。
常见的浸出剂有盐酸、硫酸、硝酸等强酸，以及氢氧化钠、碳酸钠等强碱。
在浸出过程中，浸出剂与矿石中的稀土元素发生化学反应，将稀土元素溶解到溶液中。
例如，对于独居石矿石，通常使用硫酸进行浸出，反应方程式如下：REPO₄＋ 3H₂SO₄ → RE₂(SO₄)₃＋ H₃PO₄然而，仅仅将稀土元素溶解到溶液中还不够，还需要将它们从复杂的溶液体系中分离出来。
溶剂萃取是一种非常有效的分离方法。
在溶剂萃取过程中，利用稀土元素在两种不互溶的液相（通常是水相和有机相）中分配系数的差异，实现稀土元素的分离。
常用的萃取剂有磷酸三丁酯（TBP）、二（2-乙基己基）磷酸（D2EHPA）等。
以使用 D2EHPA 萃取剂为例，它在有机相中可以与稀土离子形成稳定的络合物。
当含有稀土离子的水相与有机相接触时，稀土离子会从水相转移到有机相中，从而实现分离。
稀土冶炼分离核心技术
稀土冶炼分离核心技术
稀土元素是一类重要的战略资源，广泛应用于电子、光学、医疗、军事和环保等领域。
稀土冶炼分离技术作为稀土资源利用的关键环节，对于稀土的提取、分离和纯化起着至关重要的作用。
稀土冶炼分离核心技术主要包括以下几个方面：
1. 萃取分离技术。
萃取分离是目前稀土分离中最常用的方法之一。
通过有机相和水相之间的分配系数差异，将稀土元素从混合溶液中分离出来。
这种方法具有分离效率高、操作简便等优点，因此被广泛应用于稀土的提取和分离过程中。
2. 氧化还原分离技术。
氧化还原分离技术是利用稀土元素的氧化还原性质进行分离的方法，通过不同稀土元素的氧化还原电位差异，利用化学还原或氧化反应将稀土元素分离出来。
这种方法具有操作简便、成本低廉等优点，适用于某些特定的稀土分离场景。
3. 结晶分离技术。
结晶分离技术是通过溶液中不同稀土元素的溶解度差异，将其
逐步结晶分离出来的方法。
这种方法适用于某些特定的稀土元素分
离场景，具有分离效率高、产品纯度高等优点。
4. 膜分离技术。
膜分离技术是利用特定的膜材料对稀土元素进行筛选分离的方法。
这种方法具有操作简便、环保节能等优点，适用于稀土元素的
精细分离和纯化过程。
总的来说，稀土冶炼分离核心技术是稀土资源利用的关键环节，随着科技的不断进步和创新，稀土分离技术将会不断完善和发展，
为稀土资源的高效利用和保护环境做出更大的贡献。
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还原工艺和影响因素:
将过量10~15％的金属钙屑或钙粒与稀土氟 化物混匀，装在钽坩埚中压实，益好盖子， 然后放人真空感应炉中开始抽真空脱气至 10-2Pa后，缓慢加热至400~600℃。在深脱 气后充人净化氩气至6×104Pa，继续升温 至800~1000℃，炉料开始明显的发生还原 反应，然后将温度升至需要温度并保持 10~15min，使金属与渣熔化和彼此充分分 离。一般地还原熔炼温度要高于还原产物最 高熔点50~80℃。 金属钙的用量， 一般还原剂钙过量10~15%， 稀土金属可达到97％以上的冶炼直收率。 还原时间， 还原产品的纯度和提纯
7.1 熔盐电解法
• 熔盐电解工艺是目前制取大量混合稀土金属、部分单一 轻稀土金属（除Sm外）及其合金的主要方法。 • 按电解质体系可以分为： 1、熔融氯化物电解： RECl3+MCl（MCl2） 2、熔融氟化物-氧化物电解： REF3+RE2O3+MF（MF2）， 如：（NdF3+LiF+Nd2O3）
•一般钼、钨做阴极、石墨做阳极，在超过金属熔点50-60 ℃ 下电解。
电解质的选择
•要求熔点低、导电性好，在电解温度下稳定，蒸汽压低， 组分中阳离子不能与稀土金属同时析出，电解质不被稀 土金属还原。只有碱金属和碱土金属的氟化物合适。 •一般用REF3-LiF-BaF2，加LiF可以提高导电性，加BaF3 可以减少LiF的用量，降低熔点。
第七章
稀土金属及其合金的制取
一、通常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕称为轻稀土或铈 组稀土；把钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥钇称为重稀 土或钇组稀土。 二、也有的根据稀土元素物理化学性质的相似性和差异性， 除钪之外(有的将钪划归稀散元素)，划分成三组，即轻稀 土组为镧、铈、镨、钕、钷； 中稀土组为钐、铕、钆、铽、镝； 重稀土组为钬、铒、铥、镱、镥、钇。
稀土氯化物熔盐电解设备
目前工业生产中多采用敞口电解槽，电解尾气 含氯量一般都较低，电解尾气从电解槽的排风罩抽 出，经风机送到喷射洗气塔淋洗。在塔内将氯化氢 气体吸收，并除掉粉尘，使尾气温度降至40℃以下， 以利氯碱反应进行。尾气进入鼓泡反应器，使氯与
碱作用。
2、熔融氟化物-氧化物电解
•到目前为止，该工艺只应用于生产熔点在1100℃以下的混合 稀土金属和镧、铈、镨、钕等轻稀土金属。用该工艺制取重稀 土金属和金属钇还停留在实验室阶段。不过，可利用氧化物电 解工艺来大规模制取重稀土金属或钇与黑色金属和有色金属的 中间合金，例如铽铁、镝铁、钇镁和钇铝等。 •RE2O3不能直接电解，只有在碱金属和碱土金属的氟化物-REF3 熔体中，才可实现。 •RE2O3在氟化物熔体中，首先熔解、解离，然后稀土离子在阴 极上还原成金属。
稀土氯化物熔盐电解的电极过程
根据电解质能够发生电离的原理，电解质在熔融状 态下也发生电离作用，化合物解离为能自由运动的阳离
子和阴离子：
氯化稀土将按下式离解：RECl3=RE3+ +3Cl氯化钾将按如下方式解离：KCl=K+ +Cl所以主要阳离子为RE3+ 、 K+ ，阴离子为Cl-，这些离 子在电解质熔体中无规律地自由运动。
还原过程是在抽真空后充入惰性气体的坩埚中， 由真空感应炉或真空电阻炉加热完成。 还原必须具备以下条件： a、还原设备真空度可达6.666×10-2帕。 b、设备温度可达1800℃，同时可调节控温。 c、惰性气体保护（Ar纯度4N净化）。 d、坩埚以Ta制成为宜。厚度＞0.3mm。 e、还原剂Ca要提纯净化，纯度＞3N。稀土氟 化物的氧含量应控制在0.1%以下。
黏度大，金属液滴同电解质难分离，阳极气体逸出受到的阻 力大，南排出，也不利于电解渣泥的沉降，还会阻碍电解质 的循环和离子扩散，也影响电解的传热、传质。
（3）导电性 （4）密度 （5）蒸汽压
（6）表面张力
电解质的选择：
①在电解温度下，电解质的密度与稀土金属的密度差应 较大，以利于金属与电解质的分离。 ②稀土氯化物可溶于盐的熔体中。 ③在电解温度下，黏度小，流动性要好，有利于阳极气 体的排除及电解质组成的均匀性。
影响电流效率的因素： （1）电解温度 （2）电解质组成 （3）阴极电流密度 （4）极距 （5）加料速度
电解工艺：
该工艺是以粉末状的稀土氧化物为溶质，以同种பைடு நூலகம்土元素的氟化物为
主要溶剂、氟化锂、氟化钡为混合熔盐的添加成分。 阴极通常选用钼或钨的金属型材。阳极材质都是石墨，但形式多样。
④在电解温度下，有良好的导电性，使其在熔融状态下
有较小的电压降，以利于降低电能消耗，提高电流效率。
⑤电解质各组元中阳离子半径较小，以减少稀土金属在
电解质中的溶解损失。 ⑥没有比稀土金属更正电性的金属，以保证稀土离子的 优先析出。 ⑦在电解温度下，蒸汽压要低，且不与石墨阳极和阴极
材料发生作用，并希望它们能形成堆积密度大，稳定
性好的络合体。
•该方法主要适用于生产混合金属、单一轻稀土金属以及稀土
合金，电解Y组稀土比较困难，这是因为金属熔点较高，除Yb 外，为1300-1700℃，电解质挥发严重。
• 工业上一般用RECl3-NaCl-KCl体系（工业氯化钾中含有
NaCl）。氯化稀土和碱金属氯化物离解成离子。 RECl3 → RE3+ 十 3ClKCl → K+ 十 C1在直流电场作用下，阳离子RE3+、K+朝阴极方向移动，而 阴离子Cl-则朝阳极方向移动。电解的结果，在阴极上析出稀土 金属，在阳极上析出氯气。阳极一般是石墨，阴极一般是钼。
1、溶解反应 Ce2O3 → 2Ce3+ + 3O2-；CeO2 → Ce4+ + 2O22CeO2 + C → 2Ce3+ + 3O2- + CO （有C存在下） CeO2 + 3CeF4 → 4CeF3 + O2 2、阳极过程 一次电化学过程： O2- - 2e → 1/2O2；2O2- + C - 4e → CO2 2O2- - 4e → O2 二次化学反应： CO2 + C → 2CO；O2 + C → CO2 ；O2 + 2C → 2CO 3、阴极过程 RE3+ + 3e → RE 总反应： RE2O3 (s) + C (s) → 2RE (L) + 3/2CO2 (g)
熔盐电解工艺步骤： （1）电解槽砌筑 （2）烘炉 （3）电解 （4）出金属 （5）更换阳极 （6）分析检验、打磨包装
电解设备
与电解制取低熔点稀土金属比较，电解制 取高熔点稀土金属存在以下一些问题： (1)不易得到液态金属。 (2)操作难度大，取出金属复杂，从而导 致电解不能长时间连续。 (3)电能消耗大。 因而，高温电解槽制取高熔点稀土金属 在生产上尚未被采用。
对于不同的稀土金属，采用不同的制备方法：
•La、Ce、Pr、Nd一般采用熔盐电解法制取，其单一
金属用氧化物熔盐法；混合金属用氯化物熔盐法，都
是用变频器将交流电变成直流电电解。
•Sm、Eu、Yb 金属的制取一般在碳管炉中采用氧化 物经La、Ce金属热还原，即蒸馏法。 •重稀土金属采用氟化物钙热还原法制取，在真空感 应炉中进行。
3 自耗阴极电解制取稀土合金（Nd-Fe） 稀土离子在固态阴极上得电子生成稀土金属，稀土 金属向固态阴极扩散形成熔点合金，并凝聚成合金 球而滴落到接收器中。电解温度低于阴极金属熔点， 高于生成合金熔点，采用高电流密度可提高阴极区 温度，加速稀土金属与阴极金属的合金化速度，合 金组成通常控制在合金的低共熔点附近。 氯化物熔盐体系制备Nd-Fe合金：NdCl3-KCl或 NdCl3-KCl- NaCl为电解质，Fe为自耗阴极，在 720~850℃电解，制备Nd含量约为85%的合金。 氟化物熔盐体系制备Nd-Fe合金：83NdF3-17LiF， 适量加一些BaF2为电解质， Fe为自耗阴极，980℃ 电解，制备Fe含量约为11~15%的合金。
电场作用下阳离子朝电解槽的阴极运动，阴离子 向
阴极：RE3+ + 3e- = RE 阳极：2Cl- - 2e- = Cl2 3Cl- - 3e- = 3/2Cl2 总反应：RECl3 = RE + 3/2Cl2
影响电流效率的主要因素
1、电解质的组成 2、电解温度
3、电流密度
4、极间距 5、原料质量 6、槽型
稀土金属和合金的制备是通过稀土火法冶金工艺技术 实现的； 火法冶金技术是指用高温的热力学条件完成还原稀土 离子成为金属态和金属提纯的过程；
随着稀土金属用途及应用研究领域的不断增加，所需 稀土金属品种、纯度及数量不断增加，不断促进了制备工 艺的发展，熔盐点解和金属热还原法成为制备稀土金属的 主要技术方法，到80年代，随着稀土金属基合金在新型稀 土功能材料应用的迅速增加和商品化，又一次推动了制备 稀土金属熔盐点解和金属热还原工艺的发展，使火法冶金 技术制备稀土金属及合金工业化技术逐渐成熟。
7.3 热还原法制取稀土金属
利用活性较强的金属作为还原剂，还原其它金属化合 物，制取金属的方法，通称为金属热还原法。
1 金属钙还原REF3制备稀土金属
3Ca + 2REF3 3CaF2 + 2 RE (1450—1750℃) CaF2与RE金属熔点接近，且蒸汽压较低，从而使得反 应过程进行得较平稳，热量不易散失，金属易于聚集且易 于观察操作。 CaF2渣的流动性好，易与金属的分离，还原剂钙易得又 易提纯。 REF3 较RECl3不易吸水。
稀土氯化物电解与稀土氧化物—氟化物电解制取稀土金属工艺的比较
1 电解共析法制取稀土铝合金（RE-Al） 共析出电解稀土合金是指两种或两种以上的 金属离子在阴极上同时析出并合金化制取合 金的方法。 （1）电解原理 在液态铝阴极上，由于电沉积的稀土与液态 铝阴极的合金化，使稀土活性大大降低，并 同时伴有热效应发生去极化作用，导致稀土 的析出电位向正方向偏移，使得RE3+和Al3+在 阴极上共析出。 （2）稀土铝合金电解工艺 在现行工业铝电解槽中加入稀土氧化物、碳 酸盐、氯氧化物，可制取稀土中间合金（含 稀土6~10%）、应用合金（含稀土 0.2~0.4%）。