稿件来源：尹太琪 矿物冶金与材料学报英文版IJMMM

导语

稀土具有优异的磁、光、电性能，是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料。然而，通常只有大约1%的稀土元素从最终产品中回收，其余的则被作为废物进行处置。回收稀土可解决需求增加、供应安全以及克服平衡等关键问题。高温冶金方法回收稀土具有流程短、二次废物少等优点，已开发作为可替代水法的路线之一。想了解其中关于熔盐电解法提取和分离稀土的研究进展吗？

欢迎阅览哈尔滨工程大学颜永得教授团队发表在IJMMM2021年第6期的特约综述：

内容简介

本文系统地总结了过去关于熔盐电解法提取和分离稀土的工作。首先介绍了熔盐体系中稀土元素在固态电极和液态电极上的分离和提取原理。然后系统地介绍了稀土元素在Ni、Mg、Al、Fe、Co、Cu固态电极和Sn、Zn、Ga、Bi液态电极上的研究现状。稀土可以与固态电极在不同的电位下形成多种不同的金属间化合物，根据电解电位和扩散速率的不同可以实现对稀土的分离。Dy、Pr尤其是Nd广泛应用于磁性材料领域。Dy/Nd在LiCl–KCl熔盐中利用Ni电极电解分离的最高摩尔比达72，Dy/(Nd+Pr)的摩尔比可达50。接着，将真实的Nd–Fe–B磁体作为研究目标，固定在阳极进行氧化，通过控制电解条件将稀土进行分离，Dy/Nd的实际摩尔比达30。除了对LiCl–KCl熔盐介质进行研究外，在NaCl–KCl熔盐中Dy/(Nd+Pr)的电解分离的最高摩尔比为22.9，在LiF–CaF2熔盐体系中Dy/Nd摩尔比仅为5.6。电解过程中，稀土在Ni电极上主要形成的是Ni2RE金属间化合物。稀土在Co电极和Cu电极上的提取与在Ni电极上的结果一样，生成的金属间化合物为Co2RE和Cu2RE，提取效率在99%以上。稀土在Al电极上的提取过程中，Al–RE的合金相根据电解条件的不同，产物也随之变化。稀土在液态电极上通常以恒电流电解进行提取和分离，液态金属对稀土具有一定的溶解度，当达到饱和溶解度之后，富金属的合金相开始生成。Nd/Dy在LiCl–KCl熔盐中利用Sn电极和Zn电极电解的摩尔分离比仅为3.1和3.3，远低于在Ni电极上的电解分离效果。采用Ga电极和Bi电极电解提取稀土后，产物主要为Ga6RE、Bi2RE和BiRE。虽然液态金属对稀土的电解分离效果较差，但其具有流动性，更适合对稀土进行电解提取，便于工业化操作。

最后，本文对稀土在不同电极上的分离和提取进行了总结和展望。文中指出，虽然关于稀土在活性电极上的报道较多，但对于电解分离过程的热力学和动力学参数较少，还不具有实际的指导作用。因此，未来电解分离和提取的主要工作应着重于电解条件的调控、对形成金属间化合物的影响以及稀土在熔盐和金属中的扩散速率。此外，本文还对稀土在FLiNaK熔盐体系中的回收进行了可行性分析。由于稀土在该熔盐体系中以配合物的形式存在，使稀土离子的还原电位正移，因而在惰性电极上可回收得到纯的稀土金属。随着越来越多的研究者对熔盐体系中的电化学参数进行补充和校正，同时对熔盐的性质进行不断地探究，熔盐电解提取和分离稀土离实际产业化越来越近。

图片精选

Pr在活性Ni电极上合金化的SEM图: LiCl–KCl–PrCl3熔盐体系中，在活性Ni电极上恒电位电解后的Ni2Pr金属间化合物。

作者简介

颜永得，男，1979年11月生，博士，教授，博导，主要研究方向包括：（1）熔盐电解制备稀土功能性材料；（2）熔盐电化学提取稀土金属；（3）乏燃料干法后处理；（4）熔盐氧化有机废物。中国核学会核化学与放射化学委员会委员，中国有色金属学会熔盐化学与技术专业委员会委员，中国稀土学会火法冶金专业委员会委员和黑龙江核学会理事，江苏省第四批企业创新岗特聘专家，国家自然基金通讯评审专家，教育部学位与研究生教育评估专家。2013年和2014年分别入选黑龙江省和哈尔滨工程大学“青年学术骨干支持计划”。承担国家自然科学基金项目2项，国防科工局及装备预研，中国和黑龙江省博士后科学基金特别资助项目等20余项，参与国家自然科学基金重大及重点项目、 国家863重大项目等的研究工作。发表SCI检索论文130余篇，科学出版社出版专著1部，授权中国发明专利8项，获黑龙江省科学技术二等奖2项，中国稀土科学技术二等奖1项。

引用本文

Tai-qi Yin, Yun Xue, Yong-de Yan, Zhen-chao Ma, Fu-qiu Ma, Mi-lin Zhang, Gui-ling Wang, and Min Qiu, Recovery and separation of rare earth elements by molten salt electrolysis, Int. J. Miner. Metall. Mater., 28(2021), No. 6, p. 899-914. https://doi.org/10.1007/s12613-020-2228-4

期刊简介

《矿物冶金与材料学报（英文版）》(InternationalJournal of Minerals, Metallurgy and Materials，IJMMM)是由教育部主管、北京科技大学主办、Springer Nature合作出版的英文学术期刊，1994年创刊，月刊。主要刊载矿物、冶金和材料领域的原创研究论文和特约综述等。被SCIE，EI，CAS，Scopus，ProQuest，OCLC，INSPEC等国际著名文摘或检索系统作为文献源期刊收录。2019 JCR影响因子为1.713，在冶金与冶金工程学科位于Q2区。2020 CiteScore为3.2，在材料科学-金属与合金类期刊中排名第41位（共153种期刊），位于Q2区前列。入选《有色金属领域高质量科技期刊分级目录》T1级别；《冶金工程技术领域高质量科技期刊分级目录》T1级别。

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