传统上插阴极稀土电解槽存在上部空间紧张、生产效率较低、自动化程度低、工人劳动强度大等弊端。且随着稀土金属熔盐电解工业的大型化发展,以及国家对冶金类企业节能减排要求的进一步提高,日益暴露出该结构槽型不适于电解槽的进一步发展。为此,结合工业铝电解槽结构的优点,借助商业ANSYS软件,开展了新型20kA稀土液态阴极钕电解槽槽型设计,并对相应的电解制备工艺进行了初步探索。主要取得的结果有：1)运用商业软件Ansys10.0对20kA稀土液态阴极钕电解槽的电场、热电场耦合进行模拟计算,结合20kA稀土液态阴极钕电解槽内的热平衡分析,提出20kA稀土液态阴极钕电解槽的基本槽型为圆柱形,确定出阳极半径为84cm,极距为10cm,半径92cm的20kA底部液态阴极结构钕电解槽是较理想的槽型,对该槽型结构热电模拟显示其电场分布均匀,热场温差较小,热量守恒。2)根据模拟计算结果提出20kA全封闭液态阴极钕电解槽的构筑设计,并确定出电解工艺中的阳极结构设计、吊装固定及氧化保护措施、自动进料系统和虹吸出炉系统,这为20kA稀土液态阴极钕自动电解工艺的实现奠定技术基础。3)采用差热分析试验测试不同配比NdF3-LiF二元熔盐体系的DTA曲线,分析得出不同组成的二元体系的初晶温度,结合SEM验证了该实验的准确性,从而绘制出实验相图；同时还根据CALPHAD法利用FactSage中的OptiSage和Phase diagram模块优化了绘制出实验相图,最终确定出NdF3-LiF二元系的相图,得到与体系有关的热力学数据,拟合出NdF3-LiF二元系初晶温度数学模型,讨论提出了工业熔盐电解钕适合的配比为NdF3:LiF=10:1(wt%)或者是比之略小的NdF3:LiF=9:1(wt%)。