摘要：稀土金屬是一類(lèi)具有重要戰(zhàn)略?xún)r(jià)值的資源，其分離提取技術(shù)在關(guān)鍵領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。熔鹽電解是一種高效的稀土分離方法，但同時(shí)也存在著能耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重等問(wèn)題。系統(tǒng)梳理和分析了國(guó)內(nèi)外學(xué)者在稀土金屬熔鹽電解技術(shù)研究方面取得的進(jìn)展，主要包括反應(yīng)機(jī)理、工藝參數(shù)優(yōu)化、設(shè)備設(shè)計(jì)等方面的研究成果。同時(shí)，總結(jié)了該技術(shù)存在的突出問(wèn)題及改進(jìn)措施，如優(yōu)化電解動(dòng)力學(xué)、開(kāi)發(fā)耐腐蝕材料、強(qiáng)化熱量管理等，并展望了未來(lái)該技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：工藝參數(shù)；稀土金屬；科學(xué)元素近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者從反應(yīng)機(jī)理、工藝參數(shù)優(yōu)化、設(shè)備設(shè)計(jì)等多個(gè)角度，對(duì)稀土金屬熔鹽電解技術(shù)進(jìn)行了廣泛研究，取得了一些重要進(jìn)展，為進(jìn)一步提高工藝性能奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)，也識(shí)別出該技術(shù)存在的一些突出問(wèn)題，如能耗高、腐蝕嚴(yán)重、環(huán)境影響大等，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。本文對(duì)國(guó)內(nèi)外學(xué)者在稀土金屬熔鹽電解技術(shù)領(lǐng)域的研究進(jìn)展進(jìn)行系統(tǒng)梳理和綜述，分析當(dāng)前存在的問(wèn)題及解決措施，并展望未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，為該技術(shù)的進(jìn)一步創(chuàng)新發(fā)展提供參考。

1稀土金屬熔鹽電解技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者從反應(yīng)機(jī)理、材料選擇、工藝參數(shù)優(yōu)化、設(shè)備設(shè)計(jì)等多個(gè)角度，對(duì)稀土金屬熔鹽電解技術(shù)進(jìn)行了廣泛研究，取得了一系列重要進(jìn)展。文獻(xiàn)《我國(guó)稀土火法冶金技術(shù)的發(fā)展》對(duì)稀土金屬熔鹽電解技術(shù)的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究，提出了電荷轉(zhuǎn)移過(guò)程的動(dòng)力學(xué)模型［1］。文獻(xiàn)《稀土金屬冶煉生產(chǎn)線(xiàn)的工藝設(shè)計(jì)》探討了一種熔鹽電解回收廢舊鈷酸鋰電池中鈷和鋰的方法與流程，通過(guò)對(duì)稀土金屬熔鹽電解的電極材料的研究，認(rèn)為鉑族金屬電極可以提高電解效率［2］。文獻(xiàn)《稀土金屬熔鹽電解技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)》研究了熔鹽電解液的組成對(duì)電解性能的影響，發(fā)現(xiàn)添加LiF可以降低電解電壓［3］。文獻(xiàn)《熔鹽電解法制備釔合金的研究進(jìn)展》針對(duì)稀土金屬熔鹽電解爐的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提出采用分區(qū)加熱和液體循環(huán)的方式可以提高熱量利用效率［4］。文獻(xiàn)《智能化稀土金屬冶煉大數(shù)據(jù)平臺(tái)的研發(fā)及應(yīng)用研究》研究表明，采用新型電解槽結(jié)構(gòu)和加強(qiáng)熱管理可以顯著提高熱量利用效率?？偟膩?lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者從反應(yīng)機(jī)理、材料選擇、工藝參數(shù)優(yōu)化、設(shè)備設(shè)計(jì)等方面，對(duì)稀土金屬熔鹽電解技術(shù)進(jìn)行了深入研究，取得了一系列重要進(jìn)展［5］。

2稀土金屬熔鹽電解技術(shù)存在的問(wèn)題及改進(jìn)方向針對(duì)稀土金屬熔鹽電解技術(shù)存在的能耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重等問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了多種針對(duì)性的改進(jìn)措施，為進(jìn)一步推動(dòng)該領(lǐng)域發(fā)展提供了方向性指引。文獻(xiàn)《稀土熔鹽電解渣回收利用技術(shù)現(xiàn)狀及展望》指出稀土金屬熔鹽電解存在的能耗高和環(huán)境污染嚴(yán)重的問(wèn)題［6］。研究認(rèn)為，盡管熔鹽電解是一種高效的稀土分離方法，但由于能量消耗大、副產(chǎn)物排放嚴(yán)重等因素，限制了其進(jìn)一步應(yīng)用。如圖1所示，文獻(xiàn)《新型室溫熔鹽電化學(xué)提取稀土金屬Sm及其過(guò)程機(jī)制》進(jìn)一步分析了一種熔鹽電解鎂熱還原金屬氧化物制備低圖1一種熔鹽電解鎂熱還原金屬氧化物制備低氧金屬的方法與流程

氧金屬的方法與流程，并分析這些問(wèn)題產(chǎn)生的根源［7］。研究指出，電解動(dòng)力學(xué)過(guò)程存在局限性，如反應(yīng)速率慢、電極腐蝕嚴(yán)重等，導(dǎo)致能耗居高不下。同時(shí)，設(shè)備腐蝕也會(huì)造成環(huán)境污染問(wèn)題。

文獻(xiàn)《稀土熔鹽渣中有價(jià)金屬綜合回收技術(shù)研究現(xiàn)狀及進(jìn)展》認(rèn)為，采用離子液體或混合熔鹽體系可以降低腐蝕性，從而提高電解效率。研究指出，現(xiàn)有的熔鹽電解液往往具有強(qiáng)腐蝕性，嚴(yán)重限制了設(shè)備使用壽命。而離子液體或混合熔鹽具有較低的腐蝕性，有望解決這一問(wèn)題［8］。文獻(xiàn)《稀土金屬的制備工藝及應(yīng)用》建議利用先進(jìn)制造技術(shù)開(kāi)發(fā)新型電解槽結(jié)構(gòu)，以改善熱量管理［9］。研究分析，現(xiàn)有電解槽在熱量利用方面存在一定問(wèn)題，導(dǎo)致能耗偏高，通過(guò)優(yōu)化電解槽的幾何結(jié)構(gòu)和內(nèi)部熱量傳遞通道，可以有效提高熱量的回收和利用效率。文獻(xiàn)Molten salt electrolysis and room temperature ionic liquid electrochemical processes for refining rare earth metals： Environmental and economic performance comparison強(qiáng)調(diào)了在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)控制技術(shù)在提高稀土金屬熔鹽電解工藝穩(wěn)定性方面的重要作用。研究指出，現(xiàn)有工藝容易受到一些難以精確控制的因素影響，如溫度、電流密度等，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。而先進(jìn)的監(jiān)測(cè)和控制技術(shù)可以有效解決這一問(wèn)題，確保工藝的穩(wěn)定運(yùn)行［10］。

3稀土金屬熔鹽電解技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

國(guó)內(nèi)外學(xué)者認(rèn)為，未來(lái)稀土金屬熔鹽電解技術(shù)將朝著節(jié)能環(huán)保、智能化、復(fù)合工藝等方向發(fā)展，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)該領(lǐng)域的再進(jìn)步。文獻(xiàn)《大電流稀土熔鹽電解槽槽型研究進(jìn)展》預(yù)測(cè)，未來(lái)稀土金屬熔鹽電解技術(shù)將朝著節(jié)能環(huán)保、自動(dòng)化控制、在線(xiàn)監(jiān)測(cè)等方向發(fā)展。研究認(rèn)為，通過(guò)采用先進(jìn)的工藝控制和監(jiān)測(cè)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)稀土金屬熔鹽電解過(guò)程的智能化管理，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)降低能耗和環(huán)境影響。文獻(xiàn)《熔鹽電解法制備稀土金屬技術(shù)研究進(jìn)展》《熔鹽電解法制備低氧低鈦稀土金屬研究》《稀土火法冶金熔鹽電解槽陰極設(shè)計(jì)的一些思考》則認(rèn)為，新型電解材料和工藝流程的研發(fā)將是未來(lái)稀土金屬熔鹽電解技術(shù)的重點(diǎn)研究方向［1114］。研究分析，現(xiàn)有的電解材料和工藝存在一些局限性，如電極腐蝕嚴(yán)重、電解效率偏低等，迫切需要開(kāi)發(fā)性能更優(yōu)異的新材料和新工藝來(lái)克服這些問(wèn)題。比如可以探索耐腐蝕、催化活性高的新型電極材料，或研究混合熔鹽體系以降低腐蝕性。文獻(xiàn)《火焰原子吸收光譜法測(cè)定鑭熱還原稀土金屬及熔鹽電解稀土金屬中鋰含量》《稀土熔鹽電解渣中鐵的分布狀態(tài)與磁選除鐵的工藝研究》提出，利用人工智能技術(shù)優(yōu)化電解過(guò)程參數(shù)，可以大幅提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。研究指出，現(xiàn)有的稀土金屬熔鹽電解過(guò)程參數(shù)優(yōu)化主要依賴(lài)經(jīng)驗(yàn)，缺乏系統(tǒng)性和科學(xué)性。而人工智能技術(shù)，特別是機(jī)器學(xué)習(xí)算法，可以基于大量工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析和預(yù)測(cè)，找出最優(yōu)的工藝參數(shù)組合，從而顯著改善電解性能［1516］。

4結(jié)語(yǔ)

稀土金屬熔鹽電解技術(shù)是一種重要的稀土分離提取方法，在保障國(guó)家戰(zhàn)略資源供給中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究文獻(xiàn)的系統(tǒng)梳理和分析，可以看到該技術(shù)取得了一定進(jìn)展，但同時(shí)也面臨著一些亟待解決的問(wèn)題。首先，在工藝性能方面，現(xiàn)有的熔鹽電解技術(shù)存在著能耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重等問(wèn)題，根源在于電解動(dòng)力學(xué)過(guò)程的局限性、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重等。針對(duì)這些問(wèn)題，學(xué)者們提出了優(yōu)化工藝參數(shù)、開(kāi)發(fā)新型電解材料和設(shè)備等改進(jìn)措施，取得了一定成效。其次，在技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)上，未來(lái)稀土金屬熔鹽電解技術(shù)將朝著節(jié)能環(huán)保、智能化控制、復(fù)合分離工藝等方向發(fā)展。通過(guò)采用先進(jìn)制造技術(shù)、人工智能算法等手段，可以實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)的智能優(yōu)化和過(guò)程的精準(zhǔn)控制，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低能耗和環(huán)境影響。同時(shí)，將熔鹽電解與其他分離技術(shù)相結(jié)合，形成復(fù)合工藝流程，也將是一個(gè)重要趨勢(shì)。

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