稀土是具有實(shí)用意義及發(fā)展遠(yuǎn)景的新型能源,越來越受到國家和地區(qū)的重視。熔鹽電解法生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單且經(jīng)濟(jì)效益高,被廣泛應(yīng)用于制備稀土單質(zhì)。金屬釹就是采用熔鹽電解法制備,但在制備過程中發(fā)現(xiàn),高溫下因多孔結(jié)構(gòu)的石墨與氧發(fā)生化學(xué)侵蝕而導(dǎo)致陽極孔隙內(nèi)石墨顆粒脫落,碳顆粒隨熔鹽流動(dòng)會(huì)進(jìn)入金屬收集器,從而使金屬純度降低。本文以3kA釹電解槽為研究對(duì)象,采用理論與數(shù)值模擬的方法研究熔鹽中顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡,提出減少顆粒向金屬收集器運(yùn)動(dòng)的措施和電解槽優(yōu)化方案,以提高金屬純度。具體內(nèi)容如下:本文針對(duì)碳夾雜在熔鹽及金屬產(chǎn)品中的現(xiàn)象,利用ANSYS軟件建立了釹電解槽內(nèi)流場(chǎng)-顆粒耦合的物理模型,研究碳顆粒在不同粒徑下的運(yùn)動(dòng)軌跡,通過理論與數(shù)值模擬相結(jié)合的方式對(duì)流場(chǎng)中不溶于電解液的碳顆粒的受力情況進(jìn)行梳理,研究發(fā)現(xiàn)顆粒在電解槽運(yùn)動(dòng)過程中起主要作用的力是曳力及重力,曳力是改變顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡的影響因素,且曳力隨粒徑的增大而增大;100μm顆粒粒徑是區(qū)分主要作用力是重力還是曳力的臨界值,當(dāng)顆粒小于100μm時(shí),重力為主要作用力,表現(xiàn)為上浮,當(dāng)顆粒大于100μm時(shí),曳力為主要作用力,且顆粒粒徑越大,偏移作用效果越明顯。針對(duì)陽極易脫落... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

我國稀土資源分布概況[4]

；2.鉬坩鍋；3.稀土金屬；4.陰極；5.陽極；6.陽極泥；7.圖 3.1 稀土氧化物電解槽示意圖計(jì)算方便，由于電解槽模型為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，故對(duì)電解槽對(duì)其模型的 1/4 進(jìn)行模擬研究。運(yùn)用三維建模軟件 g化計(jì)算模型，如圖 3.2 所示，計(jì)算模型為電解槽電進(jìn)行網(wǎng)格劃分，如圖 3.3 所示。

1.電解質(zhì)；2.鉬坩鍋；3.稀土金屬；4.陰極；5.陽極；6.陽極泥；7.石墨坩堝圖 3.1 稀土氧化物電解槽示意圖論文為計(jì)算方便，由于電解槽模型為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，故對(duì)電解槽模型進(jìn)行化，只對(duì)其模型的 1/4 進(jìn)行模擬研究。運(yùn)用三維建模軟件 geometry 建場(chǎng)的簡(jiǎn)化計(jì)算模型，如圖 3.2 所示，計(jì)算模型為電解槽電解區(qū)域。軟件對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)格劃分，如圖 3.3 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種新型稀土自動(dòng)化清潔生產(chǎn)電解設(shè)備研究[J]. 崔紅巖.  福建冶金. 2018(06)
[2]一種稀土電解廢石墨制品回收稀土熔鹽工藝研究[J]. 劉木根.  有色礦冶. 2018(04)
[3]稀土電解槽石墨內(nèi)襯氧化擴(kuò)散與孔隙結(jié)構(gòu)演化模型[J]. 劉慶生,李江霖,曾少軍,廖春發(fā).  化工進(jìn)展. 2018(06)
[4]熔鹽電解法制備稀土鎂合金的研究進(jìn)展[J]. 王健,華中勝,馬歡,樊友奇,王磊.  稀土. 2017(02)
[5]稀土電解槽陽極壁面上傾對(duì)氣泡逸出過程的影響研究[J]. 伍永福,趙萬增,徐子謙,劉中興,韓文帥.  稀有金屬與硬質(zhì)合金. 2016(04)
[6]熔鹽電解制備鋁釹中間合金及其機(jī)理[J]. 廖春發(fā),羅林生,王旭,湯浩.  中國有色金屬學(xué)報(bào). 2015(12)
[7]稀土電解槽流場(chǎng)的數(shù)值模擬[J]. 劉釗,李宗安,張小偉,龐思明,陳德宏,王志強(qiáng).  中國有色金屬學(xué)報(bào). 2015(11)
[8]稀土電解槽流場(chǎng)-電場(chǎng)耦合數(shù)值模擬[J]. 伍永福,鞠陽,劉中興,胡永勝,韓文帥.  稀土. 2015(05)
[9]基于FLUENT的方形稀土電解槽流場(chǎng)的研究[J]. 張海玲,高意如.  河套學(xué)院學(xué)報(bào). 2015(03)
[10]熔鹽電解法制備鐠釹釓合金的研究[J]. 陳國華,曹永存,劉玉寶,李坤,陳宇昕,于兵.  中國稀土學(xué)報(bào). 2015(02)

博士論文
[1]泥沙顆粒運(yùn)動(dòng)規(guī)律及非線性分析[D]. 馬菲.天津大學(xué) 2012
[2]中國稀土產(chǎn)業(yè)組織研究[D]. 王華民.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2012
[3]高濃度氣固兩相流的數(shù)值模擬研究[D]. 馬銀亮.浙江大學(xué) 2001

碩士論文
[1]鋁電解槽中流場(chǎng)和氧化鋁分布的基礎(chǔ)研究[D]. 劉小珍.東北大學(xué) 2016
[2]熔鹽電解稀土金屬Nd用石墨陽極的失效及防護(hù)[D]. 劉志飛.西安建筑科技大學(xué) 2015
[3]鈣熔鹽電解中石墨陽極的破損機(jī)理及防護(hù)研究[D]. 曾桂生.昆明理工大學(xué) 2003



本文編號(hào)：3014745