PRODUCTION OF A Mg-Nd ALLOY BY DIRECT ELECTROLYSIS FROM AN OXIFLUORIDE MELT

• Published in: Canadian metallurgical quarterly Vol. 45; no. 2; pp. 153 - 160
• Main Authors: SOARE, V., GURGU, C., BURADA, M., ØSTVOLD, T., KONTOYANNIS, C.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Kingston, ON Taylor & Francis 2006; Metallurgical Society of the Canadian Institute of Mining and Metallurgy
• Subjects: Applied sciences; Exact sciences and technology; Metals. Metallurgy
• ISSN: 0008-4433; 1879-1395
• DOI: 10.1179/cmq.2006.45.2.153

In a small pilot cell, 16 kg of a Mg-Nd alloy was produced by electrolysis of the raw materials Nd 2 (CO 3 ) 3 and MgCO 3 dissolved in the molten LiF-NdF3-MgF2 mixture. The anode was constructed with a central opening where the produced gases could escape, setting up a radial liquid flow across the anode, up the central hole and out through two openings through the anode at the interface between the melt and the gas phase. This flow helped to feed the anode with fresh electrolyte. The current efficiency was 87%, and the cathode current density DC = 3.9 A/cm2 at 850 °C. The electrolyte composition was NdF 3 (21)-LiF(72)-MgF 2 (7) mol%. In a lab cell with defined anode area, the limiting anode current density was as low as 0.3 A/cm2 before the anode effect occurred. The carbonates decomposed to oxides and dissolved much faster than pure oxides as raw materials as shown in solubility studies. Dans une petite cellule pilote, on a produit 16 kg d'un alliage Mg-Nd par electrolyse des matériaux bruts Nd 2 (CO 3 ) 3 et MgCO 3 dissous dans le mélange fondu LiF-NdF3-MgF2. L'anode était fabriquée avec une ouverture centrale d'où les gaz produits pouvaient s'échapper, créant un écoulement liquide radial à travers l'anode, montant par le trou central et sortant par deux ouvertures dans l'anode à l'interface entre le bain fondu et la phase gazeuse. Cet écoulement aidait à fournir de l'électrolyte neuf à l'anode. Le rendement du courant était de 87% et la densité de courant de la cathode DC = 3.9 A/cm2 à 850 °C. La composition de l'électrolyte était NdF 3 (21)-LiF(72)-MgF 2 (7) % mol. Dans un laboratoire cellule avec superficie définie de l'anode, la densité de courant limite de l'anode était aussi basse que 0.3 A/cm2 avant que l'effet de l'anode ne se produise. Les carbonates se décomposaient en oxydes et se dissolvaient beaucoup plus rapidement que les oxydes purs comme matériaux bruts tel que montré par les études de solubilité.