电解生产和精炼金属的方法

摘要

本发明涉及电解生产和精炼具有高于约1000℃熔点的金属，尤其是硅的方法，其中，提供第一电解槽，它具有：第一电解质的上层熔融电解质层，待精炼金属和至少一种比待精炼金属更昂贵的金属的合金的底层熔融合金层。该底层熔融合金层在第一槽中是阴极且阳极被设置在上层熔融电解质层中。还提供第二电解池，它具有：与待精炼金属相同的金属的上层熔融金属层，所述层构成阴极；底层熔融合金层，所述底层构成阳极，所述合金具有比待精炼金属更高的密度；和中间熔融电解质层，其密度位于上层和底层熔融层之间。两种电解质均是含有待精炼金属的氧化物的基于氧化物的电解质，并且该电解质处于熔融态且具有低于该工艺操作温度的熔点。含有待精炼金属的氧化物的原料被加入第一槽，直流电流通过阳极流向阴极使得待精炼的金属从阳极移动且以熔融态在阴极处沉积。可在两分离步骤中运转所述两个槽。一个用来生产合金，另一个用来从所述合金精炼金属。

主权项

1. 一种用电解法生产和精炼金属的方法，其特征在于：向第一电解槽提供：上层熔融电解质层，它包含基于氧化物的第一电解质，所述第一电解质含有待精炼金属的氧化物，其中所述第一电解质为熔融态且具有低于该工艺操作温度的熔点；设置在所述上层熔融电解质层中的阳极；和底层熔融合金层，它包含待精炼金属和至少一种比待精炼金属更昂贵的金属的合金，所述合金在第一电解槽中构成阴极，所述第一电解槽具有比该合金的密度低的密度；将原料加入所述上层熔融电解质层，该原料包含待精炼金属的金属氧化物；使直流电流通过所述阳极到所述阴极以还原所述金属氧化物来生产具有更高浓度待精炼金属的合金；将所述第一电解槽的所述底层熔融合金层的所述合金转移至第二电解槽以向所述第二电解槽提供包含该合金的底层熔融合金层，所述合金构成所述第二电解槽中的阳极；向所述第二电解槽提供：含与待精炼金属相同的金属的上层熔融金属层，所述上层熔融金属层构成阴极；包含基于氧化物的第二电解质的中间熔融电解质层，所述电解质包含待精炼金属的氧化物，其中第二电解质为熔融态且具有低于该工艺操作温度的熔点，所述第二电解质具有介于所述上层熔融金属层的密度和底层熔融合金层的密度之间的密度；和使直流电流通过所述第二电解槽的所述阳极到所述阴极，借此，待精炼金属从阳极合金移动到所述上层熔融金属层。