COMPUTERIZED SIMULATION OF STRUCTURE OF CRYOLITE MELT

用Monte Carlo法对冰晶石熔体结构作计算机模拟研究。计算了1283K的3NaF·AlF_3熔体中离子分布的各种偏径向分布函数和若干局部结构的表征函数。结果表明:冰晶石熔化后,AIF_63-中部分F-离子远离Al~(3+)离子,和Na~+离子组成xNa~+·yF-离子集团。AlF_63-部分解体成为可用AlF_4-,AlF_52-代表的局部结构。部分Al~(3+)通过Al-F-Al(氟桥)连接,组成Al_2F_7-等离子集团。计算还表明:冰晶石熔体中自由体积的分布不均匀,xNa~+·yF-集团内部以及AlF_4-和xNa~+·yF-之间缝隙较大。     

LiF—AlF3系熔体热力学性质的计算

用AIF_6~(3-)络合离子逐级分解模式和亚晶格溶液模型计算了LiF-AlF_3熔体中AlF_6~(3-)逐级分解常数和分解能分解常数依次为K_1=1.6×10~(-1),K_2=1.02,K_3=8.0×10~(-2);分解能为H_1=25.7kJ/mol,H_2=30.0kJ/mol,H_3=63.6kJ/mol计算表明,LiF-AlF_3熔体中的络合离子AlF_6~(3-)较其他碱金属冰晶石体系中的AlF_6~(3-)有更强的分解趋势和较小的分解能本文还计算了LiF-AlF_3熔体中各组成的摩尔浓度及其它溶液混合热力学量,计算结果与实验值吻合较好     

冰晶石与NaF-AIF_3熔体的结构

报据熔体解离为其罗輯产物的观点,探討了熔融冰晶石的组成。报据实测密度进行的計算炭明,结果与解离为NaF及NaAlF_4的数据完全符合,在1000°对,K=0.09。得出Na_3AlF_6与NaAlF_4的密度分别为2.210与1.873克/毫升,Na~+,F~-,AlF_4~-与AlF_6~(3-)的克离子体积相应为5.7,15.8,61.6与77.9。1000°时熔融冰晶石具有如下組成(以克分子分数表示):Na_8AlF_60.384;NaF0.411;NaAlF_40.205。冰晶石的解离热⊿H=22千卡/克分子。     

冰晶石——氧化铝熔体结构

利用冰点下降的积分式,切姆金的离子熔体公式和有关熔融冰晶石结构的最新发现,对氧化铝在冰晶石中溶解的几个反应机构进行了分析。根据-logα_0对1/T的图来看,如下反应机构的可能性最大:3F~-+Al_-2O_3=3/2AlO_2~-+1/2AlF_6~(3-)。氧化铝含量高时,这个反应与图中直线的偏差,可能是由于AlO_2~-离子的某种复合作用生成Al_2O_4~(2-)所造成。     

论氟铝酸钠的组成

冰晶石的组成(用分子比表示)对其在铝工业中的应用效果有很大影响。人造冰晶石的组成,取决于在水溶液中能够反应的氟化铝和氟化钠的比例。例如,文献中发现,唯一的氟铝酸钠化学式为1.5NaF·AlF_3的亚冰晶石。它能和氟化钠及氟化铝形成不同分子比的固溶体。另一     

镁电解质结构的计算机分析

用Monte Carlo法计算机模拟研究了以光卤石及氯化镁为原料的熔融镁电解质结构。计算了熔体中各种离子的径向分布函数、位能分布和离子的配位数。结果表明存在聚合的离子集团。对熔体离子质点的解离作了计算分析。     

Na_3AlF_6-K_3AlF_6-AlF_3-LiF-CaF_2-MgF_2熔体中Al_2O_3的溶解度

采用旋转刚玉片-氮氧分析法研究中熔体中K_3AlF_6、LiF和AlF_3含量对其Al_2O_3溶解度的影响,探讨熔体物相组成、温度及过热度对Al_2O_3溶解度的影响机制。结果表明:K_3AlF_6、LiF及AlF_3通过影响熔体物相组成对Al_2O_3溶解度产生影响;K_3AlF_6的添加有助于提高熔体Al_2O_3溶解度,但LiF和AlF_3的添加会对熔体Al_2O_3溶解度产生不利影响。在相同熔体温度条件下,与过热度相比较,K_3AlF_6对Al_2O_3溶解度的影响较大,且Al_2O_3溶解度随K_3AlF_6含量的增加而增加,且增加幅度分别为0.46%和0.16%;LiF含量的增加会使熔体Al_2O_3溶解度显著减低,降幅最高可达21.64%。在相同温度下,AlF_3对熔体Al_2O_3溶解度影响较小;但在相同过热度条件下,AlF_3含量的增加将明显降低Al_2O_3的溶解度,降幅最高可达8.20%。     

用分子动力学方法研究稀土金属氯化物熔体的结构

用分子动力学方法计算了LaCl3,GdCl3和YCl3熔体的结构 ,报导了偏径向分布函数、配位数和键角分布等结构信息。计算结果表明在熔盐中存在正八面体结构的MCl3- 6 离子 ,也反映了原子半径大小和温度对稀土金属氯化物结构的影响     

LiF—AlF_3系和Na_3AlF_6—Li_3AlF_6系熔体的粘度

在铝电解槽的电解质中添加氟化锂具有实际意义,因为能大大提高熔体的导电率和降低熔化温度。因此,有必要研究相应熔盐的物理化学性质,特别是粘度。在LiF—AlF_3系熔度图上具有明显的相当于锂冰晶石的高熔点。研究熔盐的粘度,能彻底了解高温下冰晶石络合物在该二元系熔体中的性状。     

NaF-AlF_3系熔盐结构的分子动力学计算

使用Born Mayer Huggins(BMH)型势函数 ,用分子动力学 (MD)方法模拟计算了 (NaF) x(AlF3) 1-x(x=0 .8,0 .75 ,0 .6 7,0 .5 )熔盐体系在 132 3K时的结构 ,得到了径向分布函数、F Al F键角分布等结构信息 ,其中各熔体的F Al F键角分布呈现相似的特征 ,在 80°～ 90°之间和 16 0°～ 170°之间出现峰值。统计了由平衡构像所得到的熔体中Al F的配位情况 ,结果证实在所得势函数作用下 ,熔体中主要基团形式是AlF3-6八面体 ,其中桥氟在结构形成中起很大作用 ,NaAlF4 熔体中的铝氟八面体通过氟桥连接成较大的集团或空间网络     

α型锂辉石在混酸介质HF/H_2SO_4中浸出锂的动力学（英文）

基于单因素条件实验结果,对α型锂辉石在混酸介质HF/H_2SO_4中不同温度下的浸出动力学进行系统研究。结果表明:在矿物/HF/H_2SO_2比1 g:3 mL:2 mL、50～100°C条件下,锂的浸出过程符合缩核动力学模型,浸出速率主要由表面化学反应以及产物固膜扩散共同控制,表观活化能Ea为32.68 kJ/mol。对固相不溶渣及浸出液组成的分析结果显示:固膜的形成主要由浸出过程中不溶氟化物,如锂钠冰晶石(Na_3Li_2Al_2F_(12))、钠冰晶石(Na_3AlF_6)、氟化钙(CaF_2)、钾冰晶石(K-2AlF_5)、氟化铝(AlF_3)及少量氟硅酸盐(Na_SiF_6、KNaSiF_6)的生成所致。此外,氢氟酸添加量及浸出温度可通过影响HF分子在浸出锂、铝和硅间的分配而影响浸出过程的选择性。     

论工业冰晶石中氟的热损失

铝工业对工业冰晶石所提出的要求之一,是NaF/AlF_3分子比为2.5～3.0和SiO_2的含量要低。目前,工业冰晶石的生产是根据苏联国家标准(ΓОСТ 10561—73)进行的,按此要求NaF/AlF_3分子比应不小于1.5,而最低等级中的SiO_2含量不大于1.5％。工业冰晶石的NaF/AlF_3分子比的实际数值为1.5～1.8。南乌拉尔冰晶石厂和敖德萨拉磷酸盐厂生产的高分子比冰晶石试制性批样,其SiO_2含量     

Na_3 AlF_6、NaF、AlF_3、MgF_2、CaF_2和LiF在水中溶解度的研究

采用氟离子选择电极组成的电动势法,测量了NaF、NaA_3lF_6、AlF_3、LiF、MgF_2和CaF_2,在20～100℃温度区间于水中的溶解度。发现NaF(25℃,40.1g/l),可溶于水;AlF_3(25℃,0.22g/l),Na_3AlF_6(25℃,0.193g/l),LiF(25℃,1.04g/l)微溶于水;MgF_2(25℃,0.0301g/l),CaF_2(25℃,0.029g/l)几乎不溶于水。本研究不但是水法分析电解质冰晶石分子比的基础,而且对含氟废水的净化亦有重要意义。     

NaF-AlF_3系熔体中AlF_6~(3-)的解离平衡

引言 NaF-AlF_3系熔体是铝电解质的基础。研究此系熔体的组成,对于了解铝电解质的性质有重要意义。这个问题,从实质来说,就是在不同NaF/AlF_3分子比之下,熔体中Na_3AlF_6的分解问题。     

S_nO_2基惰性阳极在Na_3AlF_6-Al_2O_3熔融电解质中腐蚀行为的研究

一、前言铝电解是工业能耗最大的用户之一,必须千方百计节约电能。惰性阳极比现行碳阳极有较突出的优点,采用惰性电极具有很大的节能潜力。由于SnO_2在冰晶石熔体和Na_3AlF_(?)-Al_2O_3,熔体中的溶解度很小(1000℃时分别为0.05～0.08％和0.01％),热膨胀率低     

低温熔盐中Al~(3+)在钨钼电极上的阴极电化学行为研究

本文研究了Na_3AlF_6-AlF_3-Al_2O_3低温熔盐体系中Al~(3+)的阴极行为。电解质分子比为1.59,实验温度为850℃,采用Al~(3+)/Al为参比电极,钨丝、钼丝为工作电极,石墨为辅助电极。运用循环伏安法、计时电位法研究了Al~(3+)的电化学行为。分别在钨电极、钼电极上以-0.7 V进行恒电压电解,采用SEM、EDS对阴极电解产物进行了表征,采用XRD分析手段分析了电解产物的物相组成。结果表明,在工作电极为钨或钼时,Al~(3+)的电化学反应过程是由扩散控制的准可逆过程;Al~(3+)在两种电极上的扩散系数分别为0.93×10~(-5)cm~2/s和1.28×10~(-5)cm~2/s;铝在两种电极上沉积时,与两种电极材料都会发生合金化反应。     

熔盐电解制备铝钕中间合金及其机理

以Na_3AlF_6-AlF_3-MgF_2-LiF为电解质,Al_2O_3、Nd_2O_3为原料,对熔盐电解制备Al-Nd中间合金进行研究;采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)分析合金产物的形貌及组成;通过还原实验和循环伏安法,对Nd(Ⅲ)离子在Na_3AlF_6-AlF_3-MgF_2-LiF体系中的还原过程进行表征。结果表明:在温度935℃、恒压3.2 V条件下,通过Na_3AlF_6-AlF_3-MgF_2-LiF-(Al_2O_3、Nd_2O_3)体系可电解得到Al-Nd中间合金,富钕相集中分布在铝基体晶界区域,Nd(Ⅲ)离子主要通过铝热还原形式进入合金相,且Nd_2O_3的加入可起到去极化作用,使Al(Ⅲ)离子扩散系数大幅提高。     

KF-Al F_3-Al_2O_3熔体和悬浮液中Cu-Al合金的阳极过程（英文）

使用计时电位和循环伏安技术表征熔融KF-AlF_3-Al_2O_3(饱和)和悬浮液中Cu-10Al电极阳极过程,证明冰晶石比(CR=x(KF)/x(AlF_3))、温度和颗粒体积分数(φ)对阳极电化学行为的影响。最初,在750°C和电流密度为0.4 A/cm~2的条件下,以恒电流模式在熔体和悬浮液(φ=0.12,0.15)中进行阳极极化。熔体中的阳极电势在2.5～3.2 V之间变化,悬浮液(φ=0.12)的阳极电势则在3.3～3.4V之间变化。采用XRD分析阳极表面的氧化物相。阳极极限电流密度和传质系数均随着悬浮液中体积分数的增加而急剧下降。研究结果表明,使用Cu-10Al阳极的较好工艺参数是:800°C,熔体CR 1.4,颗粒体积分数约0.09。     

氧化铝电解时结壳及槽底渣层的形成和性质

在试验室条件下研究形成的结壳时曾发现,结壳的密度随着添加的氧化铝中α-Al_2O_3含量的增加而变大;但是,结壳在冰晶石-氧化铝熔体中的寿命(维持时间)和稳定性却降低。氧化铝中细粒部分(<45μm)的增加也会引起结壳密度增大;其他参数如电解质的组成和温度也发生了变化。     

熔融铝同含NaCl和MgF_2电解质的相互作用

电解铝时部分金属损失,引起电流效率不足100％。该损失的第一阶段是铝在电解质中的溶解,同时生成低价铝化物和析出金属钠,反应式为: Al+3Na~+→3Na+Al~(3+) (1) 2Al+Al~(3+)→3Al~+ (2) 电解质中加入不同的盐能对反应引起重大影响。比如,单独往电解质中加入NaCl和MgF_2时,由于Al~(3+)离子活度降低,铝损失减少。