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作者:陶富旭;王友彬;粟长朝;张新光;王龙滨;
单位:广西大学资源环境与材料学院,广西有色金属及特色材料加工重点实验室;中稀广西稀土有限公司;
摘要:熔盐电解是一种很有前景的稀土金属提取技术。本文在LiF-PrF_3熔盐体系中,采用循环伏安法、计时电流法、恒电位电解法等方法研究了Pr(Ⅲ)的电沉积行为及形核机制;采用扫描电镜(SEM)、 X射线衍射仪(XRD)和电感耦合等离子发射光谱分析仪(ICP)对恒电位电解条件下制备的稀土金属镨进行表征。结果表明,Pr(Ⅲ)在LiF-PrF_3熔盐中的还原过程是一步还原,还原电位为-0.35 V;在100~300 mV·s~(-1)扫描速率内,Pr(Ⅲ)还原峰电流电压数值与扫描速率呈现良好的线性关系,是一个准可逆的扩散控制过程,扩散系数为4.667×10~(-5)~1.414×10~(-4) cm~2·s~(-1);-0.53~-0.51 V的电压范围内,随着沉积过电位的升高,电沉积过程电流增大,形核速率逐渐增加,无量纲曲线与瞬时形核无量纲曲线非常接近,且电流瞬变曲线上升阶段的电流密度与时间(j~(2/3)和t)呈现出显著的非线性关系,Pr(Ⅲ)在钨电极上的电沉积过程为瞬时形核机制。在-0.53 V恒电位条件下电解,得到微观形貌致密的稀土金属镨,电解效率为87.97%,纯度为98.86%。
关键词:镨;;熔盐;;电沉积;;形核机制
基金资助:广西科技重大专项项目(桂科AA22068083-2,桂科AA23062036);; 广西崇左市科技计划项目(2023ZY00503)资助