專利名稱：貯氫合金生產(chǎn)中的稀土爐料表面氧化層的清潔工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及貯氫合金生產(chǎn)中的稀土爐料表面氧化層的清潔工藝。特別是涉及對稀
土金屬、包括混合稀土金屬、利用敲擊-滾擦作用清除掉該金屬表面氧化皮的清潔工藝。
背景技術：
貯氫合金或稱為"儲氫合金"(hydrogen storage alloy)配比中單一稀土金 屬或混合稀土金屬的重量比在30wt^以上；釹鐵硼永磁合金(permannet magnet alloy of Nd-Fe-B)中稀土金屬釹或Nd-Pr富集物混合稀土金屬也占有成品合金中的重量比在 30wt^以上；這兩種合金目前世界上年生產(chǎn)或消耗量都在萬噸以上，這兩種材料共同特點 是為保持產(chǎn)品的均勻性和一致性，每爐爐料投入量越大越好，因而，每爐爐料中投入稀土 金屬或稀土混合金屬在幾百公斤以上為工業(yè)生產(chǎn)中之常見。 科研中，制備貯氫合金或釹鐵硼永磁合金中，實驗室人員去除貯氫合金或釹鐵硼 合金原料稀土金屬表面氧化層極其容易，只需要手工用銼刀銼，用鋼刷子刷或用砂紙磨很 快達到除表面氧化層的目的；因為所處理的稀土金屬重量級別在"克"。然而，這種方法移植 到工業(yè)上、每爐處理的稀土金屬重量級別在"幾百公斤或以上"，在有限工時和有限人員之 內達到清除稀土金屬表面氧化層之目的，該人工方法受限。 工業(yè)上清除工件或爐料上金屬氧化皮或銹蝕層為必須之步驟。近百年來，方法或 工藝多種多樣。最常用的方法或設備為噴砂(sand cleaning)、噴丸或拋丸(shot-blasting surface);然而，噴砂或噴丸的方法對除掉稀土金屬表面氧化皮并不適用。究其原因主要 歸結為稀土金屬的柔軟性、"火石性"和"昂貴性"使得古老的噴砂或噴丸方法對其無能為 力。噴砂是利用壓縮空氣把石英砂高速吹出去對零件表面進行清理的一種方法。拋丸是利 用高速旋轉的葉輪把小鋼丸或者小鐵丸拋擲出去高速撞擊零件表面、除去零件表面的氧化 層的一種方法。更具體而言，該"三性"使得古老的噴砂或噴丸方法對其無能為力的原因表 現(xiàn)在 ①"柔軟性"稀土金屬的硬度比一般鋼鐵或輕合金零件硬度低很多；石英砂(或 金屬彈丸)高速撞擊稀土金屬時，無異于鋼珠打到柔軟的面團上、其很容易嵌入稀土金屬， 顯然，這種"有去無回"的動作不能實現(xiàn)預期目標。 ②"火石性"有60多年使用歷史的火石合金含有80wt %富鈰混合稀土 (mischmetal);其點火原理主要為鈰(Ce)等稀土金屬與空氣中氧氣反應生成稀土氧化物 的反應熱焓變(AH，enthalpy difference)或稱為反應熱極大。對于100wt^混合稀土或 純單一稀土也類似；砂?；驈椡韪咚俚淖矒粝⊥两饘?、摩擦產(chǎn)生大量的熱量，無異于成千上 萬塊"打火石"同時"打火"；噴砂或噴丸機燃燒或爆炸在所難免。 ③"昂貴性":盡管稀土已經(jīng)從過去"稀少的土"概念走到"稀土不稀"；除中國之外 的其它國家，稀土畢竟屬于很昂貴的工業(yè)原料。噴砂或噴丸高速的碰撞很容易將沒有氧化 的稀土金屬撞下來，降低稀土的回收率。 其它方法或工藝，諸如中國專利CN1435284和CN1100011的高壓水爆去除法、
3CN1224644號的激光去除法、CN1267750和CN87105097號的化學去除法、和CN1900384和 CN1073897號的超聲波去除法、CN1069921號的用錘子敲的機械去除法、CN1986153號的用 刷擦剛帶去除法的機械去除法或CN2412696號的工件表面處理的滾筒拋丸法等，也都類同 分析以上噴砂(sandcleaning)和噴丸或拋丸法不適用之處一樣，仔細分析很容易得出不 適用于該稀土金屬表面氧化層清除。例如上述有溶劑水或稀酸參與的高壓水爆法或化學 法或超聲波法等，由于稀土金屬高化學反應活性，水或稀酸等溶劑必然參加反應從而造成 稀土金屬的損耗、回收率降低和雜質混入。 中國專利CN1069921揭示一種將鋼球用鏈條栓住以控制鋼球，以此控制鋼球砸向 和能量的新原理及裝置以克服噴丸或拋丸或噴砂方法中對摩擦體控制能力弱的問題，找到 一種對鋼板表面氧化皮或銹蝕層除掉的好方法。然而，這種適用性受平面性限制的技術，對 本發(fā)明中塊狀的稀土金屬爐料的表面氧化皮的去除也無能為力。 綜上，現(xiàn)有公開的工業(yè)去掉金屬氧化皮的技術，如果應用在去掉本發(fā)明目標爐 料——稀土金屬表面氧化皮，由于稀土金屬與普通工件相比存在諸如"柔軟性"等三種特殊 性，現(xiàn)有技術都存在嚴重缺陷以至于根本無適用性或建立在違背稀土金屬特性原理基礎之 上。

發(fā)明內容
為了克服現(xiàn)有的工業(yè)去掉稀土金屬氧化皮的技術缺乏，本發(fā)明的目的在于提供在
貯氫合金生產(chǎn)中的稀土爐料表面氧化層的清潔工藝。特別是提供一種對使用稀土金屬包括 混合稀土金屬為爐料的所有場合、清除掉該金屬表面氧化皮的清潔工藝。解決工業(yè)生產(chǎn)用 大量稀土金屬原料過程中，要求高效去除其表面氧化層同時又要保證低成本和高回收率的 難題。
本發(fā)明的基本原理及工藝設計所依據(jù)基本原則
(1)、敲擊-滾擦原理 稀土金屬表面氧化層，或簡稱為氧化表皮或氧化皮(oxide skin或scale)，諸如 99. 5wt^金屬鑭表面的灰白色氧化皮，其由松散層和致密層構成，松散層厚度占表層厚度 的4/5之多，其主要成分為1 203 (構成(RE為稀土)；而致密層厚度不足l/5，其主要成分為 氧化不完全的REh(Vy (oxygen dificient RE oxide)和很少量的RE203混合物(參見USP 3， 734， 480)。松散層雖然厚度很厚，但卻象巖石表面的風化表層一樣，一般的震動就可使其 脫落；而緊緊靠近金屬面呈膜狀的致密層，與金屬本體連接非常緊密，欲除之、敲擊震動對 其無效。有效的方法之一為"滾擦"。 滾擦(abrasive tumbing)是利用滾動摩擦清除表面工件不需要之物(如毛剌)方 法的一種。噴砂(sand cleaning)和噴丸或拋丸法本質也是利用了滾擦原理，然而，這種在 傳統(tǒng)手工滾擦工藝基礎上發(fā)展起來利用機器產(chǎn)生高速度、高能量和高工效的所謂"滾擦"， 由"滾"發(fā)展到"噴"和"拋"能量巨變，其已經(jīng)背離傳統(tǒng)的滾擦范圍。本發(fā)明利用傳統(tǒng)的滾 擦原理，即具有較低動能或勢能自旋態(tài)的金屬球，如鋼球，當其在滾筒上方下落過程中，自 旋態(tài)的鋼球砸到較軟稀土金屬塊表面，自由落體的勢能震動作用震掉稀土金屬塊表面氧化 皮上松散層(見附圖1中的第一步)，自旋態(tài)的鋼球在較軟稀土金屬塊表面砸出凹坑同時， 借助鋼球自旋力的滾擦作用使得該凹坑表面的致密層被滾擦脫離稀土金屬塊基體(見附圖1中的第二步)。 (2)、控制合適的動能或勢能，實現(xiàn)"以蹭為主、以磨為輔"的原則
如上傳統(tǒng)的滾擦與現(xiàn)代噴砂或噴丸能量區(qū)別所示；設計中鋼球運動動能或勢能以 及自旋能量不能過大或過小，過大則在方法上接近噴砂或噴丸，容易著火和原料損失增加， 過小不能達到氧化皮的去除目的，要"拿捏得當"。主要由于①輕稀土金屬的燃點很低，如 鈰為438K，鐠563K，釹543K ;能量過大，動能或勢能轉換成熱能的積累容易使得細末中金屬 成分燃燒；②鑭系金屬一般較軟，莫氏硬度約2. 5左右，很硬的鋼球砸到較軟稀土金屬塊表 面，難免在滾擦掉氧化皮同時也粘掛一點金屬本體，這種損失隨著過分能量給予而增加，顯 然，該"增加"是本發(fā)明不希望發(fā)生的事情。 漢語中的"蹭"更加強調與工件平面平行方向的剪切力的投入；而漢語中的"磨"偏 重強調與工件平面垂直方向的正壓力的存在與工件平面平行方向的往復運動；對于靠近金 屬面呈膜狀的氧化不完全的REh(Vy致密層，"蹭"比"磨"更加有效，這就像英文中abrasive tumbing(滾擦)中"abrasive (擦)，，比"tumbing(滾)，，有效一樣；滾筒(tumbing box)中 鋼球的勢能對"磨"貢獻相對較大，而動能對"蹭"貢獻相對較大；所以，利用控制滾筒的構 型與轉速等手段，由此控制合適的動能或勢能，實現(xiàn)"以蹭為主、以磨為輔"目的至關重要。
(3)、匹配的球_料面積比原則 在合適的動能或勢能來保證不起火和少的料損前提下，投入滾筒中鋼丸總表面 積，即每個鋼丸表面之和，其與稀土金屬爐料總面積之比，對"蹭"掉靠近金屬面呈膜狀的氧 化不完全的RE2—x03—y致密層的效率密切相關，滾筒中鋼丸總表面積越大于稀土金屬爐料總 面積，去除氧化皮的效率越大，然而，滾筒中鋼丸總表面積大小、與固定形狀鋼丸的重量成 正比，鋼丸總表面積太大，勢必導致球-料重量比過大；球-料重量比無窮大，即滾筒中幾乎 全部為鋼丸，而不存在稀土金屬爐料，顯然這與去除稀土金屬爐料氧化皮目的相反。
目前中國稀土公司生產(chǎn)的用于貯氫合金制造的稀土金屬爐料錠塊主要形狀，為出 模具方便、形狀絕大多數(shù)設計成棱柱形鑄錠(prismatic ingot)或棱臺狀鑄錠；圖2給出這 些棱柱或棱臺形鑄錠的外觀形狀示意圖。圖3給出代表性的稀土金屬錠形狀類型與稀土金 屬錠單位質量表面積的關系；利用稀土金屬錠單位質量與表面積的關系，能夠將滾筒中稀 土金屬爐料要求的總表面積換算成便于投料的稀土金屬錠的質量。圖4給出工業(yè)常用的代 表性鋼丸的球(直)徑與表面積的關系，依據(jù)該關系，可以將滾筒中鋼丸的總表面積換算成 便于投料的鋼丸的質量。圖5給出球料比表面積和出料時間的關系，統(tǒng)計結果給出比較匹 配的球-料面積比為0. 2 ;即鋼丸總表面積與稀土金屬錠的總表面積之比為1比5時，半小 時可以實現(xiàn)出料。以圖5給出球料比表面積和出料時間的關系為基礎，結合圖4、圖3關系 圖以及圖2形狀，球-料面積比可容易換算為方便實際生產(chǎn)投料的球_料重量比。
本發(fā)明的貯氫合金生產(chǎn)中的稀土爐料表面氧化層的清潔工藝、其工藝步驟和條件 如下 第一步投稀土金屬錠料 通過設在圓柱的側面上的進料口，把220公斤稀土金屬錠料投入至圓柱形滾筒， 該圓柱形滾筒直徑為600毫米并且可以繞其縱向中心對稱軸旋轉，該圓柱形滾筒的縱向中 心對稱軸與地平面平行；所述的稀土金屬錠料的形狀為四棱臺或三棱柱形，其中，四棱臺形 稀土金屬錠料平均每塊1公斤，三棱柱形稀土金屬錠料平均每塊0. 5公斤；該稀土金屬錠料為單一稀土金屬鑭鑄錠、鑭_鈰二元混合稀土金屬鑄錠或鑭_鈰混合稀土中同時含有占有 稀土總量不超過20wt^的其它稀土元素的混合稀土金屬的鑄錠；
第二步按照球_料比投鋼丸 按照鋼丸稀土金屬錠料的重量比為1 : 2. 5 7. 5，從圓柱形滾筒進料口投入鋼 丸；該鋼丸為球形并且球的直徑為30 40毫米；
第三步敲擊-滾擦料與抽檢料 關閉圓柱形滾筒的進料口并對其緊固；使該滾筒以10 12轉/分鐘的轉數(shù)轉 動；轉動20分鐘停機，停機抽檢稀土金屬錠料表面氧化皮去除程度；用數(shù)格法判斷被抽檢 稀土金屬錠料表面的金屬光亮面積占總表面積的面積比值達到98%，準備出料；否則，則 再次開機繼續(xù)使該滾筒轉動5分鐘，再停機重復抽檢稀上金屬錠料表面氧化皮去除程度； 循環(huán)往復，直至達到被抽檢稀土金屬錠料表面的金屬光亮面積占總表面積的面積比值達到 98%，準備出料； 第四步出料與稀土氧化皮回收及鋼丸潔凈處理 從所述的圓柱形滾筒中傾倒出稀土金屬錠料與鋼丸，其中稀土金屬錠備用；鋼丸 裝桶并打開桶蓋使表面粘掛稀土氧化皮與微量稀土金屬的鋼丸暴露在空氣中自然深度氧 化22 30天，再放回到所述的圓柱形滾筒中轉動5分鐘，清除、回收和待處理上述的鋼丸 表面自然深度氧化物；被清除表面自然深度氧化物的鋼丸再次用于處理下一批稀土金屬錠 料，并且該批稀土金屬錠料化學成分與前一次使用該鋼丸處理氧化皮的稀土金屬錠料化學 成分相同。 圖1是本發(fā)明提供的貯氫合金生產(chǎn)中的稀上爐料表面氧化層的清潔工藝的"敲 擊-滾擦原理"示意圖。圖1中的(1)代表鋼球在滾筒上方下落過程中，自旋態(tài)的鋼球砸 到較軟稀土金屬塊表面，自由落體的勢能震動作用、能夠震掉稀土金屬塊表面氧化皮上松 散層；圖1中的(2)代表自旋態(tài)的鋼球在較軟稀土金屬塊表面砸出凹坑同時，借助鋼球自旋 力的滾擦作用使得該凹坑表面的致密層被滾擦脫離稀土金屬塊基體；圖1中的(3)代表合 適的動能在"敲擊_滾擦"過程中、轉化成"滾擦"中"abrasive", abrasive即譯成漢語中 "擦"，其更接近漢語中"蹭"的含義；鋼球利用與稀土塊平面平行方向的剪切力的作用，"蹭" 掉靠近金屬面呈膜狀的氧化不完全的RE2—x03—y致密層。 圖2是中國稀土公司生產(chǎn)的用于貯氫合金制造的稀土金屬爐料錠塊主要形 狀示意圖。圖2中的(1)為四方正棱臺狀，這種混合稀土代表性的成分構成為La為 20wt % -30wt % 、 Ce為60wt % _65wt % 、 Pr為3wt % -7wt % 、 Nd為12wt % _18wt % ;圖 2中的(2)為三棱柱形鑄錠的形狀示意圖，這種混合稀土代表性的成分構成為La為 30wt% -38wt%、Ce為60wt% _70wt% ;圖2中的(3)為長方棱臺狀，這種混合稀土代表性 的成分構成為純度為99. 5wt^的純金屬鑭； 圖3是本發(fā)明提供的貯氫合金生產(chǎn)中的稀土爐料表面氧化層的清潔工藝的涉及 的代表性的稀土金屬錠形狀類型與稀土金屬錠單位質量表面積的關系圖。圖3中的(1)為 統(tǒng)計某種四方正棱臺狀稀土金屬錠單位質量與表面積的關系，該四方正棱臺狀稀土金屬錠 的化學成分構成與圖2中的(1)相同；圖3中的(2)為統(tǒng)計某種三棱柱形稀土金屬鑄錠單 位質量與表面積的關系，該形狀稀土金屬錠的化學成分構成與圖2中的(2)相同；圖3中的 (3)為統(tǒng)計某種長方棱臺狀稀土金屬鑄錠單位質量與表面積的關系，該形狀稀土金屬錠的
6化學成分構成與圖2中的(3)相同。由圖3對比可見三棱柱形稀土金屬鑄錠，相同重量下， 具有較大的表面積；而四方正棱臺狀與長方棱臺狀稀土金屬鑄錠，相同重量下，表面積比較 接近。 圖4是本發(fā)明提供的貯氫合金生產(chǎn)中的稀土爐料表面氧化層的清潔工藝的給出 工業(yè)上常用直徑鋼丸單位質量與表面積的關系圖。圖4中的(1)、 (2)和(3)分別為直徑 30mm、35mm和40mm的l公斤鋼丸所具有表面積；由圖4對比可見鋼丸的球(直)徑越大，相 同重量下，表面積越小。顯然小鋼丸可以產(chǎn)生與稀土金屬鑄錠較大的接觸面積而利于提高 金屬氧化皮的工效；由此不難理解，工業(yè)上噴丸采用小鋼丸的原因；然而，噴丸工藝壓縮空 氣可以使小鋼丸具有很大的動能，本發(fā)明滾擦無壓縮空氣提供動能，滾擦能量源泉來源于 滾丸過程中勢能轉換出的動能，所以，鋼丸太小，滾擦能量不夠；反之，鋼丸太大，鋼丸表面 積小、與稀土金屬鑄錠接觸面積自然小、也自然降低工效。由此可見，本發(fā)明去除氧化皮良 好效果產(chǎn)生必須對滾擦能量與鋼丸表面積兩要素進行平衡，從而優(yōu)化出合適尺寸的鋼丸。
圖5是本發(fā)明所統(tǒng)計出的球料比表面積和出料時間的關系圖。由圖5可見比較 匹配的球-料面積比為0. 2 ;即鋼丸總表面積與稀土金屬錠的總表面積之比為1比5時，半 小時可以實現(xiàn)出料。 圖6是本發(fā)明的粘掛稀土鋼丸暴露在空氣中自然氧化、不同時間內與掉粉百分率 代表性的關系圖。其中鋼丸表面粘掛稀土為處理99.5wt^金屬純鑭用過的鋼丸。由圖6可 見，滾擦用過的鋼丸，在25天-30天時間內，掉粉超過98wt % ;方便重復使用。
有益效果本發(fā)明提供的貯氫合金生產(chǎn)中的稀土爐料表面氧化層的清潔工藝，工 藝原理先進，攻克了稀土金屬"柔軟性"、"火石性"和"昂貴性"三性造成的清除稀土金屬爐 料表面氧化皮的技術壁壘，達到爐料清潔程度98%指標；處理大批量稀土金屬成本低、回 收率和工效高；表面粘掛稀土氧化皮與微量稀土金屬的鋼丸暴露在空氣中自然深度氧化， 其自然深度氧化的氧化物便于回收；該回收稀土氧化物返銷給購買稀土合金原料的企業(yè)重 新用于生產(chǎn)稀土金屬的原料，稀土資源獲得高效利用，經(jīng)濟和社會效益顯著。


圖1是本發(fā)明提供的貯氫合金生產(chǎn)中的稀土爐料表面氧化層的清潔工藝的"敲 擊-滾擦原理"示意圖。 圖2是中國稀土公司生產(chǎn)的用于貯氫合金制造的稀土金屬爐料錠塊主要形狀示 意圖。 圖3是本發(fā)明提供的貯氫合金生產(chǎn)中的稀土爐料表面氧化層的清潔工藝所涉及
的代表性的稀土金屬錠形狀類型與稀土金屬錠單位質量表面積的關系圖。 圖4是本發(fā)明提供的貯氫合金生產(chǎn)中的稀土爐料表面氧化層的清潔工藝的給出
工業(yè)上常用直徑鋼丸單位質量與表面積的關系圖。 圖5是本發(fā)明所統(tǒng)計出的球料比表面積和出料時間的關系圖。 圖6是本發(fā)明的粘掛稀土鋼丸暴露在空氣中自然氧化、不同時間內與掉粉百分率
代表性的關系圖。
具體實施例方式
實施例1 :本發(fā)明的貯氫合金生產(chǎn)中的稀土爐料表面氧化層的清潔工藝，其步驟 和條件為 第一步投稀土金屬錠料 通過設在圓柱的側面上的進料口，把220公斤稀土金屬錠料投入至圓柱形滾筒， 該圓柱形滾筒直徑為600毫米并且可以繞其縱向中心對稱軸旋轉，該圓柱形滾筒的縱向中 心對稱軸與地平面平行；所述的稀土金屬錠料的形狀為四棱臺，四棱臺形稀土金屬錠料平 均每塊1公斤；該稀土金屬錠料化學成分為99. 5wt^金屬鑭。
第二步按照球-料比投鋼丸 按照鋼丸稀土金屬錠料的重量比為1 : 7. 5，從圓柱形滾筒進料口投入鋼丸；該 鋼丸為球形并且球的直徑為30毫米；
第三步敲擊-滾擦料與抽檢料 關閉圓柱形滾筒的進料口并對其緊固；使該滾筒以10轉/分鐘的轉數(shù)轉動；轉動
20分鐘停機，停機抽檢稀土金屬錠料表面氧化皮去除程度；用數(shù)格法判斷被抽檢稀土金屬
錠料表面的金屬光亮面積占總表面積的面積比值達到98%，準備出料；否則，則再次開機
繼續(xù)使該滾筒轉動5分鐘，再停機重復抽檢稀土金屬錠料表面氧化皮去除程度；循環(huán)往復，
直至敲擊-滾擦料的總開機時間為60分鐘，直至達到被抽檢稀土金屬錠料表面的金屬光亮
面積占總表面積的面積比值達到98%，準備出料； 第四步出料與稀土氧化皮回收及鋼丸潔凈處理 從所述的圓柱形滾筒中傾倒出稀土金屬錠料與鋼丸，其中稀土金屬錠備用；鋼丸 裝桶并打開桶蓋使表面粘掛稀土氧化皮與微量稀土金屬的鋼丸暴露在空氣中自然深度氧 化30天，再放回到所述的圓柱形滾筒中轉動5分鐘，清除、回收和待處理上述的鋼丸表面自 然深度氧化物；被清除表面自然深度氧化物的鋼丸再次用于處理下一批稀土金屬錠料，并 且該批稀土金屬錠料化學成分與前一次使用該鋼丸處理氧化皮的稀土金屬錠料化學成分 相同。 實施例2 :第二步，按照鋼丸稀上金屬錠料的重量比為1 : 2. 5，從圓柱形滾筒進 料口投入鋼丸；該鋼丸為球形并且球的直徑為30毫米； 第三步，敲擊_滾擦料的時間為25分鐘，直至達到被抽檢稀土金屬錠料表面的金 屬光亮面積占總表面積的面積比值達到98%出料；抽檢稀土金屬錠料是否達標次數(shù)只需1 次； 其余步驟和條件，同實施例1 。 實施例3 :第二步，鋼丸的直徑為40毫米； 第三步，敲擊_滾擦料的時間為45分鐘，直至達到被抽檢稀土金屬錠料表面的金 屬光亮面積占總表面積的面積比值達到98%出料；
其余步驟和條件同實施例1。 實施例4凍三步，滾筒以12轉/分鐘的轉數(shù)轉動；敲擊_滾擦料的時間為40分鐘， 直至達到被抽檢稀土金屬錠料表面的金屬光亮面積占總表面積的面積比值達到98%出料；
其余步驟和條件，同實施例1 。 實施例5 :第一步，稀土金屬錠料形狀為三棱柱形，該三棱柱形錠料平均每塊鑄錠
80. 5公斤；稀土金屬錠料化學成分為La為34. 4wt%、Ce為65. 6wt% ;兩種稀土元素重量百 分比總和構成100% ; 第三步，敲擊-滾擦料的時間為50分鐘，直至達到被抽檢稀土金屬錠料表面的金 屬光亮面積占總表面積的面積比值達到98%出料； 第四步，使表面粘掛稀土氧化皮與微量稀土金屬的鋼丸暴露在空氣中自然深度氧 化25天；其余步驟和條件，同實施例1。 實施例6 :第一步，稀土金屬錠料形狀為三棱柱形，該三棱柱形錠料平均每塊鑄錠 0. 5公斤；稀土金屬錠料化學成分為La為34. 4wt%、Ce為65. 6wt% ;兩種稀土元素重量百 分比總和構成100% ; 第二步，鋼丸稀土金屬錠料的重量比為1 : 5，該鋼丸的直徑為35毫米；
第三步，滾筒以11轉/分鐘的轉數(shù)轉動；敲擊_滾擦料的時間為45分鐘，直至達 到被抽檢稀土金屬錠料表面的金屬光亮面積占總表面積的面積比值達到98%出料；
其余步驟和條件，同實施例1 。 實施例7 :第一步，稀土金屬錠料形狀為三棱柱形，該三棱柱形錠料平均每塊鑄錠 0. 5公斤；稀土金屬錠料化學成分為La為34. 4wt%、Ce為65. 6wt% ;兩種稀土元素重量百 分比總和構成100% ; 第二步，鋼丸稀土金屬錠料的重量比為1 : 4. O，鋼丸直徑為35毫米；
第三步，滾筒以11轉/分鐘的轉數(shù)轉動；敲擊_滾擦料的時間為40分鐘，直至達 到被抽檢稀土金屬錠料表面的金屬光亮面積占總表面積的面積比值達到98%出料；
其余步驟和條件，同實施例1。 實施例8 :第一步，稀土金屬錠料形狀為正四棱臺形；稀土金屬錠料化學成分為La 為21wt%、 Ce為62wt%、 Pr為5wt%、 Nd為12wt% ;各種稀土元素重量百分比總和構成 100% ; 第二步，按照鋼丸稀土金屬錠料的重量比為1 : 3. 5，鋼丸的直徑為40毫米；
第三步，滾筒以12轉/分鐘的轉數(shù)轉動；敲擊_滾擦料的時間為45分鐘，直至達 到被抽檢稀土金屬錠料表面的金屬光亮面積占總表面積的面積比值達到98%出料；
第四步，使表面粘掛稀土氧化皮與微量稀土金屬的鋼丸暴露在空氣中自然深度氧 化22天；其余步驟和條件，同實施例1。 實施例9 :第二步，按照鋼丸稀土金屬錠料的重量比為1 : 4. 5 ; 第三步，滾筒以12轉/分鐘的轉數(shù)轉動；敲擊-滾擦料的時間為55分鐘； 其余步驟和條件，同實施例8. 實施例10 :第二步，按照鋼丸稀土金屬錠料的重量比為1 : 5. 5 ;
第三步，滾筒以12轉/分鐘的轉數(shù)轉動；敲擊_滾擦料的時間為65分鐘；
其余步驟和條件，同實施例8。
權利要求
貯氫合金生產(chǎn)中的稀土爐料表面氧化層的清潔工藝，其特征在于，步驟和條件如下第一步投稀土金屬錠料通過設在圓柱的側面上的進料口，把220公斤稀土金屬錠料投入至圓柱形滾筒，該圓柱形滾筒直徑為600毫米并且可以繞其縱向中心對稱軸旋轉，該圓柱形滾筒的縱向中心對稱軸與地平面平行；所述的稀土金屬錠料的形狀為四棱臺或三棱柱形，其中，四棱臺形稀土金屬錠料平均每塊1公斤，三棱柱形稀土金屬錠料平均每塊0.5公斤；該稀土金屬錠料為單一稀土金屬鑭鑄錠、鑭-鈰二元混合稀土金屬鑄錠或鑭-鈰混合稀土中同時含有占有稀土總量不超過20wt％的其它稀土元素的混合稀土金屬的鑄錠；第二步按照球-料比投鋼丸按照鋼丸∶稀土金屬錠料的重量比為1∶2.5～7.5，從圓柱形滾筒進料口投入鋼丸；該鋼丸為球形并且球的直徑為30～40毫米；第三步敲擊-滾擦料與抽檢料關閉圓柱形滾筒的進料口并對其緊固；使該滾筒以10～12轉/分鐘的轉數(shù)轉動；轉動20分鐘停機，停機抽檢稀土金屬錠料表面氧化皮去除程度；用數(shù)格法判斷被抽檢稀土金屬錠料表面的金屬光亮面積占總表面積的面積比值達到98％，準備出料；否則，則再次開機繼續(xù)使該滾筒轉動5分鐘，再停機重復抽檢稀土金屬錠料表面氧化皮去除程度；循環(huán)往復，直至達到被抽檢稀土金屬錠料表面的金屬光亮面積占總表面積的面積比值達到98％，準備出料；第四步出料與稀土氧化皮回收及鋼丸潔凈處理從所述的圓柱形滾筒中傾倒出稀土金屬錠料與鋼丸，其中稀土金屬錠備用；鋼丸裝桶并打開桶蓋使表面粘掛稀土氧化皮與微量稀土金屬的鋼丸暴露在空氣中自然深度氧化22-30天，再放回到所述的圓柱形滾筒中轉動5分鐘，清除、回收和待處理上述的鋼丸表面自然深度氧化物；被清除表面自然深度氧化物的鋼丸再次用于處理下一批稀土金屬錠料，并且該批稀土金屬錠料化學成分與前一次使用該鋼丸處理氧化皮的稀土金屬錠料化學成分相同。
全文摘要
本發(fā)明提供了貯氫合金生產(chǎn)中的稀土爐料表面氧化層的清潔工藝。利用敲擊-滾擦清除掉稀土金屬表面氧化皮，解決工業(yè)生產(chǎn)用稀土金屬原料的“柔軟性”、“火石性”和“昂貴性”帶來的表面氧化皮清除的難題。以球徑為30～40毫米的鋼丸，鋼丸和料重量比為1∶2.5～7.5；滾筒轉數(shù)10～12轉/分鐘處理目標爐料，在25分鐘至1小時達到爐料清潔程度98％指標。表面粘掛稀土氧化皮與微量稀土金屬的鋼丸暴露在空氣中自然深度氧化后回收重新用于生產(chǎn)稀土金屬的原料，稀土資源獲得高效利用，經(jīng)濟和社會效益顯著。
文檔編號B24B27/033GK101786144SQ20101011815
公開日2010年7月28日 申請日期2010年3月5日 優(yōu)先權日2010年3月5日
發(fā)明者吳耀明, 蔡仁健, 蔡仁宇, 蔡福元 申請人:山西中科天罡科技開發(fā)有限公司