电解精炼是干法后处理中最有希望的后处理方法之一。目前商用压水堆、沸水堆和重水堆中都采用锆合金做包壳材料，废包壳材料中含有裂片元素，包壳材料和裂片元素的分离是乏燃料干法后处理的研究方向之一，本文以包壳材料Zr和稀土元素Dy为研究对象，研究Zr-Dy合金在LiCl-KCl熔盐体系下的电化学提取过程，主要从Zr和Dy的电化学行为、Zr-Dy合金的阳极溶解以及Zr-Dy合金中Zr和Dy的分离以及Dy的提取三个方面进行研究。
　　1.在温度为823K的LiCl-KCl熔盐体系中，采用一系列电化学方法研究了Zr(Ⅳ)和Dy(Ⅲ)在惰性W电极上的电化学行为，其中Zr(Ⅳ)在熔盐中是两步两电子转移，而Dy(Ⅲ)在熔盐中为一步三电子转移过程；并通过循环伏安法、计时电位法和开路计时电位法研究了这两种离子同时在W电极上的电化学行为，发现Zr和Dy之间存在固溶体的信号峰，确定了Zr、Zr-Dy固溶体、Dy的氧化还原电位。
　　2.在823K的温度下，首先采用开路计时电位法、线性扫描伏安法和方波伏安法研究了Zr的阳极溶解行为及其钝化现象。随着阳极溶解时间的增加，Zr离子在熔盐中的含量在增加。同时发现钝化现象在扫速较大的时候容易出现，并且随着阳极溶解时间的增加钝化电位会逐渐发生正移。然后在LiCl-KCl熔盐体系中，采用循环伏安法和线性扫描伏安法研究了Zr-Dy合金的阳极溶解行为及其钝化现象，发现溶解顺序依次为Dy＞Zr-Dy＞Zr，钝化现象随着扫速的增加变得更加明显。在LiCl-KCl熔盐体系中，选择了三种不同电流密度对Zr-Dy合金进行阳极溶解，并采用循环伏安法和方波伏安法对其阳极溶解过程进行了在线监测。发现随着阳极溶解的进行，Zr的氧化从两步两电子转移变为一步四电子转移。对不同电流密度下阳极溶解后的Zr-Dy合金进行了XRD和SEM-EDS表征，发现阳极溶解主要发生在合金表面，随着电流密度的增大，合金内部才逐渐溶解。
　　3.在823K的温度下，以Zr-Dy合金为阳极，Al为阴极，采用恒电流电解和恒电位电解的方法电化学提取Dy。恒电流电解过程表明：提高阳极电流密度和延长电解时间都能很好的促进Zr-Dy合金的阳极溶解。电解8h、100mA/cm2电流密度下进行阳极溶解，阳极溶解率为39.63%，阳极溶解速率为7.53g/cm2·h。阴极产物脱落在熔盐中，在阴极上未得到提取产物。恒电位电解工艺研究表明：选择较正的电极电位和延长电解时间都能很好的促进Zr-Dy合金的阳极溶解。当电极电位为-1.20V(vs. Ag/AgCl)恒电位、电解时间为8h，阳极溶解率为9.46%，阳极溶解速率达为1.58g/cm2·h，阴极电流效率为11.89%，阴极产物为Dy。采用SEM-EDS对Zr-Dy合金电化学提取后的阴极产物进行了分析，发现Dy分布在Al基体的表面，而并未发现Zr的存在。这一结果达到了电解分离Zr和Dy及电化学提取Dy的目的。