Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование процесса низкотемпературного фторирования РЗМ для дальнейшего производства лигатур и чистого металла

ФИО: Будин О.Н., Возняк А.П.

Направление: Современные материалы и технологии их создания (У.М.Н.И.К.)

Научный руководитель: д.т.н., проф. Кулифеев Владимир Константинович

Институт: Институт экотехнологий и инжиниринга

Кафедра: Кафедра Цветных металлов и золота

Академическая группа: ММЦ-13-1, МЦМ-11-1

В настоящее время всё большую роль в развитии высокотехнологичных отраслях играют РЗМ. Запасы РЗМ в РФ составляют порядка 22% от мировых, однако при всей важности этого сырья на Россию приходится всего 2% от мировой добычи. Основная масса РЗМ в виде суммы оксидов и карбонатов экспортируется ввиду отсутствия крупномасштабных мощностей по производству отдельных РЗМ.

Спрос на РЗМ с каждым годом увеличивается, на данный момент Россия потребляет в год всего 900 т. Ожидается, что к 2020 г. спрос на РЗМ в России достигнет 13 тыс. т./год. Причем значительная доля будет приходиться на производство постоянных магнитов, катализаторов и черную металлургию.

В 2013 г. стартовала госпрограмма «Развитие промышленности редких и редкоземельных металлов», целью которой является создание в России полного технологического цикла производства РЗМ.

Для получения металлических РЗМ используются различные способы. Среди них кальциетермия является самым распространённым технологическим процессом. На основе проведённого термодинамического анализа наиболее приемлемыми исходными соединениями для кальциетермического восстановления являются фториды.

Изучены способы получения фторидов РЗМ твердофазным способом. С термодинамических, физико-химических позиций для получения исходных соединений в производстве магнитных сплавов на основе РЗМ–Fe был выбран способ низкотемпературного фторирования РЗМ. В качестве фторирующего агента рекомендуется использовать NH4F либо NH4HF2. В работе исследования проводились с использованием Nd2O3 в качестве исходного сырья.

Фторирование оксида неодима проходит последовательно по нижеприведенным реакциям с получением промежуточного продукта NH4NdF4, который затем подвергается термолизу до NdF3:

На основании анализа результатов проведенных экспериментов получены следующие технологические параметры получения фторида неодима:

Избыток фторида аммония 10 % (масс.);

Скорость нагрева 1°C/мин;

Температура процесса 600°C.

При этом степень фторирования составляет 99 %.

Планы на будущее:

1) Исследование процесса низкотемпературного фторирования Nd2O3 с использованием NH4HF2.

2) Исследование процесса низкотемпературного фторирования с использованием Dy2O3 и Er2O3 в качестве исходного сырья.