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[发明专利]一种上浮异形阴极熔盐电解制备铝-稀土合金的装置及方法-CN202310509025.3在审
发明人： 傅大学;张永健;王铖宇;涂赣锋;王德盛;陈建设;韩小亮;李斌川;蔡柏清;韩庆;杜尚超;孙树臣;刘奎仁 -专利权人：东北大学;福建省长汀金龙稀土有限公司
申请日： 2023-05-06 - 公布日： 2023-08-01 - 主分类号： C25D11/26 文献下载
摘要：本发明提供了一种铝‑稀土合金的熔盐电解制备装置，包括电解槽槽体；设置在电解槽槽体内壁上的绝缘材料内壁；所述电解槽槽体下部的内壁上不设置绝缘材料内壁；设置在电解槽槽内的阴极以及阳极；所述阴极的底部设置有凹槽。本发明提供的上浮异形阴极熔盐电解制备铝‑稀土合金的装置及方法，能够避免氧化物的沉淀，实现铝液连续加入，铝‑稀土合金中稀土含量可在宽范围内调控，同时能够获得稀土含量稳定的铝‑稀土合金。
一种上浮异形阴极电解制备稀土合金装置方法

[发明专利]一种成分可调控的铝-稀土合金连续制备装置及制备方法-CN202310504434.4在审
发明人：张永健;陈建设;王德盛;李斌川;傅大学;韩小亮;韩庆;杜尚超;孙树臣;刘奎仁;涂赣锋;蔡柏清 -专利权人：福建省长汀金龙稀土有限公司;东北大学
申请日： 2023-05-06 - 公布日： 2023-07-18 - 主分类号： C25C7/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种铝‑稀土合金的熔盐电解制备装置，包括电解槽槽体；设置在电解槽槽体内壁上的绝缘材料内壁；所述电解槽槽体下部的内壁上不设置绝缘材料内壁；设置在电解槽槽体中的阻隔板；所述阻隔板的横向两端固定在电解槽的内壁上，阻隔板的底面与电解槽槽体的底部之间具有间距；设置在电解槽槽内的阳极以及设置在电解槽底部的阴极。本发明提供的可调控的铝‑稀土合金连续制备装置及方法，能够实现铝液连续加入，铝‑稀土合金连续排出，且成分稳定，铝‑稀土合金中稀土含量可在宽范围内调控。
一种成分调控稀土合金连续制备装置方法

[发明专利]一种用稀土渣生产稀土硅铁合金的方法-CN202310480046.7在审
发明人：孙树臣;陈建设;吴程俊;涂赣峰;李斌川;韩庆;傅大学;刘奎仁 -专利权人：东北大学
申请日： 2023-04-28 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： C22B59/00 文献下载
摘要：本发明提出一种用稀土渣生产稀土硅铁合金的方法，属于火法冶金制备稀土合金的技术领域，相较于以富稀土渣为原料制备稀土硅铁合金，该方法采用经选矿后的稀土尾矿和钐还原渣为原料，采取碳热法在电弧炉内冶炼稀土硅铁合金，包括步骤：(1)将尾进行焙烧后加入焦炭粉和木炭粉研磨成混合粉料，再向混合粉料中添加黏结剂后加水混合制球并干燥；(2)将硅石、碳还原剂、钢屑和球团一同加入到电弧炉进行冶炼还原；(3)炉料出炉浇注，得到产品稀土硅铁合金和无害化玻璃态尾渣。本发明的方法生产稀土硅铁合金，产生无害化玻璃态尾渣，使尾矿资源得到高值化利用，减轻环境压力。
一种稀土生产铁合金方法

[发明专利]碳热还原冶炼活泼的高蒸气压金属的装置及其使用方法-CN202210294021.3有效
发明人： 傅大学;史佳壮 -专利权人：东北大学
申请日： 2022-03-24 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： B01D53/14 文献下载
摘要：一种碳热还原冶炼活泼的高蒸气压金属的装置及其使用方法，属于化工、冶金的设备领域。该碳热还原冶炼活泼的高蒸气压金属的装置，包括金属蒸气制备系统，金属蒸气制备系统产生的金属蒸气和CO、CO2的混合气体通过多功能连接管道与气相吸收分离系统连接。气相吸收分离系统中包含CO和CO2气体吸收剂，可将金属蒸气制备系统中产生的CO和CO2气体吸收，剩余的金属蒸气通过多功能连接管道进入固态或液态金属冷凝系统。该装置在金属蒸气冷凝回收之前，增加气体吸收分离系统，能够将CO、CO2与金属蒸气高效分离，避免冷凝过程金属蒸气被氧化而降低纯度，进而提高金属的收率，且能够避免粉末状金属产生，降低了爆炸风险和操作难度。
还原冶炼活泼蒸气金属装置及其使用方法

[发明专利]铝灰球团氯化-氧压转化制备氧化铝及全组分利用的方法-CN202110216809.8有效
发明人：张廷安;吕国志;刘燕;赵秋月;豆志河;张子木;张伟光;傅大学 -专利权人：东北大学;东大有色固废技术研究院（辽宁）有限公司
申请日： 2021-02-26 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： C01F7/02 文献下载
摘要：本发明的铝灰球团氯化‑氧压转化制备氧化铝及全组分利用的方法，步骤如下：将铝灰、焦煤按一定比例压制成球团后，加入到移动床反应器中，铝灰中的氮化铝、铝、氧化铝、氧化硅等分别与氯气反应生成氮气、氯化铝和氯化硅等，铝灰中的镁等与氯气反应生成氯化镁进入渣中；对氯化得到的气相产物进行冷凝处理，依次获得氯化铝和氯化硅，冷凝得到的尾气主要是氮气和未反应的氯气等，经压缩得到液氯返回氯化过程循环使用；将氯化铝引流至加压氧压转化炉，在相应氧气压力下，向熔融态氯化铝中通入氧气，使氯化铝转化为氧化铝和氯气，氯化返回氯化过程循环使用；综合实现铝灰中铝与硅的高度转化。
铝灰球团氯化转化制备氧化铝组分利用方法

[发明专利]一种富集二氧化碳联产氢气和氧气或氯气的方法及设备-CN202111541084.6有效
发明人： 傅大学;史佳壮;余时铠;王铖宇 -专利权人：东北大学
申请日： 2021-12-16 - 公布日： 2023-03-28 - 主分类号： C25B1/04 文献下载
摘要：本发明属于能源和环境领域，具体涉及一种富集二氧化碳联产氢气和氧气或氯气的方法及设备。针对现有技术的不足，本发明提出了一种富集二氧化碳联产氢气和氧气或氯气的方法及相应的电解槽设备，通过特定的离子交换膜和隔板的设置方式，可以实现同时产生纯的二氧化碳气体、纯的氢气和纯的氧气或氯气。能够富集二氧化碳的同时，制备氢气，有利于碳减排及调整能源结构。本发明提供的方法和设备还能够实现将二氧化碳的吸收和富集同时进行，采用的吸收液还可以在吸收、纯化二氧化碳的同时，处理掉烟气中的硫化氢、二氧化硫等酸性气体。
一种富集二氧化碳联产氢气氧气氯气方法设备

[发明专利]一种捕集、还原二氧化碳并联产氧气或氯气的方法-CN202111541091.6有效
发明人： 傅大学;史佳壮;王铖宇;余时铠 -专利权人：东北大学
申请日： 2021-12-16 - 公布日： 2023-03-07 - 主分类号： C25B9/21 文献下载
摘要：本发明属于能源和环境领域，具体涉及一种捕集、还原二氧化碳并联产氧气或氯气的方法。该方法包括三步：(1)二氧化碳吸收；(2)设置电解槽装置并加入溶液，其中，电解槽由一个或两个离子交换膜分隔成两个或三个电极室，阳极室或端部阳极室采用酸溶液作为电解液，端部阴极室采用碱溶液作为电解液，阴极室或中间阴极室采用CO2吸收溶液。(3)接通电源进行电解。本发明不需要通入CO2气体，可制备一氧化碳、甲烷、乙醇或甲酸等还原产物，同时制备氢气、氧气或氯气，该技术能够实现CO2减排，同时副产的H2也将推动氢能的广泛利用。最终形成以碳减排为出发点、促进能源结构转型升级这样的良性循环。
一种还原二氧化碳联产氧气氯气方法

[发明专利]上插式异形电极及其熔盐电解制备稀土金属的方法-CN202210919532.X在审
发明人： 傅大学;陈建设;李斌川;韩庆;刘奎仁;涂赣峰;孙树臣 -专利权人：东北大学
申请日： 2022-08-02 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： C25C3/34 文献下载
摘要：一种上插式异形电极及其熔盐电解制备稀土金属的方法，属于稀土熔盐电解领域，上插式异形电极，包括上插式阴极和上插式阳极，上插式阴极和上插式阳极中的一种或两种设置成上插式异形电极，使得二者之间的极距满足：(1)熔盐液面的极距熔盐内部的极距；(2)极距的距离在5～80cm。电解时，阴极由电解槽上部插入电解槽中心，阳极围绕阴极由电解槽上部插入电解槽周围，通过阴极和阳极形状的配合，使得熔盐表面处极距大，熔盐内部极距小，进而增加熔盐内部的电流分布，减弱熔盐表面电流，进而减弱三相界面处的化学反应，能够提高阳极的使用寿命以及电解电流效率。
上插式异形电极及其电解制备稀土金属方法

[发明专利]一种铝电解槽的打壳控制系统-CN202210845710.9在审
发明人：李斌川;陈建设;韩庆;刘奎仁;傅大学;涂赣峰 -专利权人：东北大学
申请日： 2022-07-19 - 公布日： 2022-11-22 - 主分类号： C25C3/14 文献下载
摘要：本发明提供了一种铝电解槽的打壳控制系统，所属电解铝生产装备领域，铝电解槽的打壳控制系统包括槽控机，槽控机与电控柜电连接，控制系统还包括：图像采集系统、图像处理系统和打壳系统；本发明解决了现有技术中铝电解槽打壳装置中的锤头寿命短的问题，降低了打壳锤头消耗及相应能耗。通过采集图像并识别加料口状态信息，实时分析加料口状态，由此判断是否需要打壳及打壳频次，保持每次加料前加料口状态符合要求，彻底解决堵料问题。如打壳前加料口状态已满足氧化铝加料要求，则可以取消本次打壳，避免打壳装置的无效动作和减少锤头粘连电解质，降低了锤头消耗，延长了打壳气缸使用寿命，减少了打壳用动力消耗，降低了电解铝的生产成本。
一种电解槽控制系统

[发明专利]一种覆盖式上插阴极稀土电解槽-CN202210919712.8在审
发明人：陈建设;傅大学;李斌川;韩庆;刘奎仁;涂赣峰;孙树臣 -专利权人：东北大学
申请日： 2022-08-02 - 公布日： 2022-11-18 - 主分类号： C25C7/00 文献下载
摘要：一种覆盖式上插阴极稀土电解槽，属于稀土熔盐电解设备。覆盖式上插阴极稀土电解槽，包括用于盛装熔盐电解质的电解槽槽壳、位于电解槽槽壳内部周围的上插式阳极，位于电解槽槽壳中间的上插式阴极，位于上插式阴极下方盛接液态金属的坩埚，位于上插式阴极、上插式阳极之间部分浸入熔盐电解质的覆盖块或者在上插式阳极和/或上插式阴极表面涂覆涂层。通过在阴极、阳极之间的熔盐表面增加覆盖块或涂层，能够与阴极和阳极绝缘，这种新型设计能够减少表面散热，节约能耗；能够改变电场分布，提高电流效率；能够减弱三相界面处的反应程度，减少界面处阳极消耗，进而提高了阳极整体的使用寿命。
一种覆盖式上插阴极稀土电解槽

[发明专利]一种渐变极距熔盐电解制备稀土的方法-CN202210924452.3在审
发明人： 傅大学;陈建设;李斌川;韩庆;孙树臣;刘奎仁;涂赣峰 -专利权人：东北大学
申请日： 2022-08-02 - 公布日： 2022-11-15 - 主分类号： C25C3/34 文献下载
摘要：一种渐变极距熔盐电解制备稀土的方法，属于稀土熔盐电解领域。本发明的方法是在稀土熔盐电解槽中，上插式阳极倾斜一定角度插入槽壳内部边缘，上插式阴极垂直插入电解槽中心，电解槽中盛装氟化物或/和氯化物组成的熔融盐。通过将阳极斜插入电解槽，形成从熔盐液面到熔盐内部，阳极和阴极之间的极距逐渐减小的渐变极距的稀土熔盐电解方法，不同于目前极距均匀相等的电解方法。通过调整电场分布，增加熔盐内部的电流分布，减弱熔盐表面电流，进而减弱三相界面处的化学反应，能够提高阳极的使用寿命以及电解电流效率。
一种渐变极距熔盐电解制备稀土方法

[发明专利]稀土电解槽中阳极动作执行方法和阳极自动控制电解槽-CN202210919715.1在审
发明人：陈建设;傅大学;李斌川;韩庆;孙树臣;刘奎仁;涂赣峰 -专利权人：东北大学
申请日： 2022-08-02 - 公布日： 2022-11-04 - 主分类号： C25C3/34 文献下载
摘要：一种稀土电解槽中阳极动作执行方法和阳极自动控制电解槽，属于稀土电解领域。稀土电解槽中阳极动作执行方法，在稀土电解过程中，根据阳极消耗，通过全自由度调节阳极的运动方向，形成熔盐液面极距大、熔盐内部极距小的梯度极距进行电解；其中，阳极的动作包括将阳极沿X轴向阴极靠近、阳极沿Z轴向熔盐内部方向移动、阳极沿Y轴向两侧往复移动、以阳极顶面的中心点为固定点以Z轴为轴心转动、以阳极顶面的中心点为固定点在YZ平面内摆动、以阳极顶面的中心点为固定点在XZ形成的平面内摆动中的一种动作方式或几种动作方式的结合。该方法能够提高阳极寿命、减少残极率、提高电流效率、降低能耗。
稀土电解槽阳极动作执行方法自动控制

[发明专利]一种钒酸钠溶液清洁制备五氧化二钒的方法-CN202110176932.1有效
发明人：张廷安;吕国志;豆志河;刘燕;张伟光;赵秋月;张子木;傅大学 -专利权人：东北大学
申请日： 2021-02-09 - 公布日： 2022-07-19 - 主分类号： C01G31/02 文献下载
摘要：一种钒酸钠溶液清洁制备五氧化二钒的方法，具体包括：首先向钒酸钠溶液中加入硫酸铵获得多钒酸铵沉淀以及以硫酸钠为主成分的沉钒后液；多钒酸铵经煅烧获得五氧化二钒和氨气；向沉钒后液中加入氧化钙并通过电苛化得到硫酸钙和氢氧化钠；硫酸钙与产生的氨气发生铵化碳化反应分别获得硫酸铵和碳酸钙，硫酸铵返回铵盐沉钒过程循环使用，碳酸钙经煅烧获得的氧化钙返回沉钒后液苛化过程；碳酸钙煅烧过程产生的CO2部分返回铵化碳化过程循环，另一部分与产生的氢氧化钠反应得到碳酸钠；碳酸钠返回钠化焙烧。本发明实现了利用钒酸钠制备五氧化二钒过程中钠、铵、碳、钙以及水循环利用及零排放，是一种清洁的五氧化二钒生产方法。
一种钒酸钠溶液清洁制备氧化方法

[发明专利]一种碳热还原制备高蒸气压金属的方法-CN202210294393.6在审
发明人： 傅大学;史佳壮;陈建设 -专利权人：东北大学
申请日： 2022-03-24 - 公布日： 2022-07-12 - 主分类号： C22B5/12 文献下载
摘要：一种碳热还原制备高蒸气压金属的方法，属于化工、冶金领域。该碳热还原制备高蒸气压金属的方法为，将碳热还原得到CO与高蒸气压金属蒸气的混合气体；通过活性吸收剂，在高蒸气压金属的升华温度以上，活性吸收剂吸收CO，得到高蒸气压金属蒸气；将高蒸气压金属蒸气进行降温，高蒸气压金属蒸气冷凝为固态和/或液态，将得到的一次冷凝高蒸气压金属精炼、浇铸得到块状高蒸气压金属。该方法能够有效抑制逆反应发生，提高高蒸气压金属的收得率及纯度，能够获得致密的块状金属结晶。
一种还原制备蒸气金属方法

[发明专利]一种自耗阴极熔盐电解制备铝-钪-过渡金属合金的方法-CN202210448624.4在审
发明人：张永健;王瑞祥;徐志峰;王旭;傅大学 -专利权人：江西理工大学;福建省长汀金龙稀土有限公司
申请日： 2022-04-26 - 公布日： 2022-06-28 - 主分类号： C25C3/36 文献下载
摘要：本发明涉及一种自耗阴极熔盐电解制备铝‑钪‑过渡金属合金的方法，其包括（1）铝合金自耗阴极制备。将铝与高熔点金属做成合金棒，制作成高熔点铝合金自耗阴极；（2）熔盐电解制备铝钪多元合金。将高温铝‑过渡金属合金棒作为上插式阴极用于以氧化钪为原料熔盐电解制备金属钪，形成多元铝‑钪‑过渡金属合金，形成的多元合金熔点低于电解温度，由阴极表面滴落至电解槽底部的钨、钼坩埚内。本发明能够直接使用现行的稀土电解槽，实现在大于铝熔点温度条件下采用上插式自耗阴极熔盐电解法制备铝‑钪‑过渡金属合金，合金成分稳定，易于调控。
一种阴极电解制备过渡金属合金方法

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