课题基金 / 基金详情

“液态介质-选择性氧电迁移”模式下稀土金属[O]杂质的行为

批准号:
52074134
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
王旭
依托单位:
学科分类:
冶金物理化学与冶金原理
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
王旭

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
稀土金属提纯非金属杂质的理论及技术研发一直是稀土产业发展的“制高点”和“制约点”之一。围绕提纯过程中氧杂质深度脱除问题,提出“液态介质-选择性氧电迁移”模式,以[Csol,(+)|(F-Li-Ca)melt|(Pr-Nd)liq,(-)]体系为对象,运用高温快冷、交流电桥、有限差分等方法以及EPMA、XPS等现代分析仪器和计算技术,解析[(F-Li-Ca)melt|(Pr-Nd)liq]界面结构,明晰电场驱动下[Csol,(+)|(F-Li-Ca)melt|(Pr-Nd)liq,(-)]体系的物化特性,构建[(F-Li-Ca)melt|(Pr-Nd)liq,(-)]界面氧电迁移和双电层效应模型。通过揭示电场介入环境下[Csol,(+)|(Electrolyte)melt|(RE-M)liq,(-)]体系界面O的电场迁移行为规律,开发液态介质深度电迁移脱除单一氧杂质的技术原型。
英文摘要
The theory and technology of removing non-metallic impurities in the process of high purification of rare earth metals and alloys is one of the "highest point" and "constraint point" in the development of rare earth industry. In order to remove the oxygen impurity of rare earth metal deeply, the mode of Liquid medium-Selective oxygen electrotransport is proposed. The research object is [Csol,(+)|(F-Li-Ca)melt|(Pr-Nd)liq,(-)] system. Interface phase composition and structure of [(F-Li-Ca)melt|(Pr-Nd)liq] system, physical and chemical characteristics of [Csol,(+)|(F-Li-Ca)melt|(Pr-Nd)liq,(-)] system driven by electric field, the model of oxygen electrotransport and double layer effect at [(F-Li-Ca)melt|(Pr-Nd)liq,(-)] interface were investigated by modern research methods (high temperature quench, alternating current bridge, etc.) and modern instrument analysis and calculation technology (EPMA, XPS, finite difference, etc.). The purpose of the project is todevelop a prototype technology of removing single oxygen impurity by electrotransport of liquid medium.
高纯稀土金属及合金纯化理论和技术发展是制备高附加值稀土金属材料的关键,一直是稀土产业发展的制高点和制约点。项目提出在液态熔盐载体进行选择性氧电迁移,解决稀土金属提纯过程中氧杂质深度脱除问题。本项目以探索[Csol,(+)|(F-Li-Ca)melt|(Pr-Nd)liq,(-)]体系中溶解[O]迁移规律展开,内容包括:(1)[(F-Li-Ca)melt |(Pr-Nd)liq]体系相界面氧平衡状态解析;(2)[Csol,(+)|(F-Li-Ca)melt |(Pr-Nd)liq,(-)]体系电迁移氧的物理化学基础;(3)[(F-Li-Ca)melt |(Pr-Nd)liq,(-)]界面氧的电迁移和双电层效应模型构建。研究结果表明:(F-Li-Ca)melt|(Pr-Nd)liq体系中Pr-Nd合金氧化过程中主要形成稀土氧化物(REO)、晶格溶解氧[O],氟氧稀土化合物(REOF)三类杂质。体系界面零电荷电位约为-0.15V,微分电容曲线估测体系界面的剩余电荷密度约为1.02×10-5C/cm2。RE(III)/RE(II)还原过程的传递系数分别为0.38和0.62。当温度高于1200K且电位高于3.5V时,O*(II)离子迁移率处于最高状态。电位不低于2.25V且温度不低于1325K条件下,Nd*(III)离子能保持高扩散速率。体系中溶解态O*(II)离子和Nd*(III)离子相互牵制作用最强。体系中O(II)和RE(III)离子的数密度较(F-Li-Ca)melt介质离子数密度低1个数量级,随着阴极电位负移,其第一层O(II)离子排布位置远离阴极,同时,RE(III)离子第一层离子排布位置靠近阴极,由于离子半径的限制,RE(III)离子的数密度低于O(II)离子。本项目研究结果能为液态介质电迁移脱除氧杂质提供基础理论数据,为稀土金属及合金中非金属杂质电脱除研究提供借鉴。
熔盐载体[Eu/Gd]-Fe系金属化合物电还原合成机理
  • 批准号:
    52474328
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    48.00万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    王旭
  • 依托单位:
“液态介质-选择性氧电迁移”模式下稀土金属[O]杂质的行为
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    58万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    王旭
  • 依托单位:
稀土Yb(II)离子在LiF-CaF2体系下活性阴极界面电还原及合金化机理
  • 批准号:
    51864018
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    40.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    王旭
  • 依托单位:
氟盐-氧化物体系熔盐电解沉积Al-Cu-Y合金基础研究
  • 批准号:
    51564015
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    40.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    王旭
  • 依托单位:
国内基金
海外基金