熔盐电解提纯多晶硅的研究进展

介绍熔盐电解技术在多晶硅提纯中的研究进展,根据工艺的条件、流程和原理的不同,熔盐电解提纯硅技术为常规阴极电沉积硅技术和固态阴极熔盐电脱氧制备硅技术。综述这两类技术的国内外研究现状,总结各工艺的特点,分析存在的问题,展望应用前景。     

熔盐电解提纯多晶硅的研究进展

介绍熔盐电解技术在多晶硅提纯中的研究进展,根据工艺的条件、流程和原理的不同,熔盐电解提纯硅技术为常规阴极电沉积硅技术和固态阴极熔盐电脱氧制备硅技术.综述这两类技术的国内外研究现状,总结各工艺的特点,分析存在的问题,展望应用前景.     

Zr(IV)在NaCl-KCl-K2ZrF6熔盐体系中的电结晶机理

熔盐电解精炼法是乏燃料后处理的一种重要方法,电沉积和结晶机理研究对U、Zr等金属分别回收具有重要意义。在高温熔盐三电极体系下,以铂丝作为研究电极、热解石墨坩埚作辅助电极、Ag/AgCl作为参比电极,采用循环伏安法和计时电流法开展研究。研究了温度为1023 K时Zr(IV)在NaCl-KCl-K2ZrF6熔盐体系中的电结晶成核机理,通过电化学理论分析和恒电位电解产物微观形貌分析得到锆晶核在铂电极上的成核机理为连续成核,成核长大机理为扩散控制的三维半球形螺旋生长机理。为电解精炼提纯金属锆以及乏燃料后处理的研究提供一定的参考。     

熔盐电沉积制Mg-Si中间合金的研究

在CaCl2-CaF2为基础熔盐体系、CaO-SiO2为添加料、石墨坩埚为阳极、上浮镁液为阴极的电解槽中采用电沉积法生产Mg-Si中间合金,探究了实验温度、阴极电流强度和电解时间对制备镁硅中间合金过程中反电动势以及电流效率的影响。结果发现：反电动势值随阴极电流强度的变大呈指数升高趋向;温度从860℃升高到960℃时,反电动势由1.97V降低至1.78V;加入2wt?O-SiO2可使反电动势平均降低0.26V;加料周期是48min;电流效率、硅浓度随电流的增大先升高再降低,最佳电解时长是120min;合金中硅的分布较均匀,无明显偏析。     

熔盐电解法制取Al-Li 母合金

以LiCl-KCl 为电解质, 铝为阴极, 在450 ℃下采用熔盐电解法直接制取铝锂母合金, 并研究了熔盐电解法生产铝锂合金的工艺条件。结果表明:随着电流密度、电解时间的适当增加, 合金中锂的含量逐渐增加;但是过大的电流密度和过长的电解时间会导致阴极出现开裂现象, 使工艺条件不稳定, 影响产品质量。     

熔盐法制备锆合金研究进展

锆合金具有优良的核性能、抗腐蚀性能和机械性能,其在核电、军工、医疗等方面用处广泛.但随着我国综合实力的不断提高,对锆合金的需求量越来越大,传统方法制备的锆合金已经不能满足人们进步的需求.熔盐电解法作为一种新型的合金制备工艺,因其与传统合金制备工艺相比有着反应进程容易控制、产物成分均匀、成本较低、清洁环保等优点而得到广泛关注.本文对熔盐电解法制备锆合金的四类工艺电解共沉积、阴极合金化及液态阴极工艺、FFC工艺、SOM工艺的研究进展进行了概述,对这四类工艺的控制因素和优缺点进行了论述.     

熔盐电解精炼制备高纯铪工艺研究进展

核能工业的快速发展,所需铪的纯度越来越高,简单的热还原法生产的金属铪不能满足人们的需求。现在熔盐电解精炼利用不同金属在阴极析出的电位不同进行电解精炼,而电解所需的溶质HfCl_4、K_2HfCl_6、K_2HfF_6等,熔盐体系的选取,电解温度的设定,溶质加入量和阴极电流密度及电解时间都对电流效率和产品纯度产生重要影响。选择合理的工艺参数对生产原子能级海绵铪有重要的意义。     

熔盐电沉积法制备Mg-Si中间合金的研究

在以CaCl_2-CaF_2为熔盐体系、CaO-SiO_2为原料、石墨坩埚为阳极、液态镁液为阴极的电解槽中采用电沉积法制备Mg-Si中间合金,探究了温度、电流强度和电解时间对镁硅合金制备过程中反电动势和电流效率的影响。结果表明,反电动势随电流强度的增加而升高;当温度从860℃升高到960℃时,反电动势由1.97 V降低至1.78 V;加入2%CaO-SiO_2可使反电动势平均降低0.26 V;加料周期是48 min;电流效率、硅含量随电流的增大先升高再降低,最佳电解时间是120 min;合金中硅的分布较均匀,无明显偏析。     

FLINAK-Na2SiF6熔盐体系中Si的电结晶机理

在FLINAK-Na2SiF6熔盐体系中,以Pt为参比电极、硅钢片为工作电极、石墨为辅助电极,在750℃的温度下,用循环伏安法和计时安培法对硅的电结晶过程进行研究。结果表明,该熔盐体系中硅的电沉积经历了晶核形成过程,并需要一定的过电位,其电结晶按连续成核和三维生长方式进行,晶体生长速度常数k’的对数值与阶跃电位基本呈线性关系,并随阶跃电位的负移而增大,外加电位对Si晶体生长具有显著的影响。     

SiO2熔盐电解制备单质Si过程热力学分析

熔盐电解SiO_2制备单质Si过程中,电解温度、气体分压对SiO_2的电解还原反应具有显著影响。热力学计算结果表明,在阴极电脱氧过程中SiO_2的稳定性差,容易被电解还原生成单质Si,而中间产物CaSiO_3稳定性好,其进一步电解还原相对困难。升高温度有利于降低SiO_2和CaSiO_3的电脱氧反应的吉布斯自由能和分解电压。当以石墨为阳极时,气体组成包括CO和CO_2,且各电解反应的分解电压随着气体分压的增大而降低,有利于电解反应的正向进行。     

SiO2的熔盐电解还原反应热力学分析

熔盐电解SiO2制备单质Si过程中,电解温度、气体分压对SiO2的电解还原反应具有显著影响。热力学计算结果表明,在阴极电脱氧过程中SiO2的稳定性差,能够容易被电解还原生成单质Si,而中间产物CaSiO3稳定性好,其进一步电解还原相对困难。升高温度有利于降低SiO2和CaSiO3的电脱氧反应吉布斯自由能和分解电压。当以石墨为阳极时,气体组成包括CO和CO2,且各电解反应的分解电压随着气体分压的增大而降低,有利于电解反应的正向进行。     

低成本生产钛的熔盐电解法进展

分析传统TiCl4熔盐电解生产金属钛的缺点,总结目前国内外多种正在开发、使用或改进的钛电解还原生产新工艺,包括Ginatta工艺、FFC/剑桥工艺、MER复合阳极工艺等.指出新型TiO2熔盐电解直接提取钛生产工艺缩短了生产周期,大幅降低了成本是最有希望取代传统的Kroll法和熔盐电解工艺实现商业化生产的一种低成本钛生产技术.     

KCl-NaCl-K_2HfCl_6体系中熔盐电解精炼铪的研究

在KCl-NaCl-K2HfCl6熔盐体系中,对粗铪进行熔盐电解精炼。考察了电解温度、阴极电流密度以及电解质中铪的浓度等因素对电解的影响。结果表明,当电解温度低于810℃时,电解质的挥发损失和铪离子的浓度变化均较小;当阴极电流密度低于0.5 A/cm2、电解质中铪的浓度在5.1%左右时,有利于得到颗粒较大的金属铪。     

提高直接电脱氧法电流效率的研究进展

简要总结了国内外直接电脱氧法制备金属及合金的发展现状.从电解材料、阴极活性改进及阴极制备条件等方面详细阐述了提高直接电脱氧法电流效率的研究进展,展望了直接电脱氧法未来的研究方向和发展趋势     

Zr(Ⅳ)在NaCl-KCl-K_2ZrF_6熔盐体系中的电结晶机理

熔盐电解精炼法是乏燃料后处理的一种重要方法,电沉积和结晶机理研究对U、Zr等金属的回收利用具有重要意义。在高温熔盐三电极体系下,以铂丝作研究电极、热解石墨坩埚作辅助电极、Ag/AgCl作参比电极,采用循环伏安法和计时电流法开展研究。研究了温度为1 023K时,Zr(Ⅳ)在NaCl-KCl-K_2ZrF_6熔盐体系中的电结晶成核机理,通过电化学理论分析和恒电位电解产物微观形貌分析得到锆晶核在铂电极上的成核机理为连续成核,成核长大机理为扩散控制的三维半球形螺旋生长机理。研究结果可为电解精炼提纯金属锆以及乏燃料后处理的研究提供一定参考。     

熔盐电解TiO2/SiO2混合物制备钛硅合金的热力学分析

以熔盐电解TiO2/SiO2混合物制备钛硅合金为研究对象,通过热力学计算,分析了TiO2/SiO2在直接电解还原过程中可能的反应路径。结果表明,TiO2和SiO2的电脱氧反应倾向于TiO2在单质Si基础上电解还原得到TiSi2,以及SiO2在单质Ti基础上得到Ti5Si3合金。中间产物CaTiO3和CaSiO3稳定,较难被还原。增大熔盐中O2-的活度有利于降低CaTiO3和CaSiO3的分解电压。CaTiO3在电脱氧后优先与Si反应生成TiSi2,CaSiO3在电脱氧后优先与Ti反应直接生成Ti5Si3。     

降低铜电解电单耗的工艺优化实践

电单耗是铜电解生产的一项重要技术经济指标。重点介绍了金昌冶炼厂电解车间通过采用提高电流效率、降低电解槽电压、优化生产作业流程等措施降低阴极铜电单耗的一些生产实践,阴极铜电单耗由2004年阴极板加长以来的历年平均值335.7 k Wh/t左右降低到2015年的321.4 k Wh/t左右。     

粗铋二段阳极熔盐电解精炼第二段工艺

在二段阳极熔盐电解的第一段研究的基础上，进一步研究了对含铅、银较少的中铋进行处理的第二段电解精炼的工艺条件，包括电流密度、电解质体系、电解温度、阳极铋的厚度等。适当控制这些条件可将中铋中少量铅和银有效地除去，在阳极获得符合国家一级铋要求的精铋，在阴极得到含有铋、铅、银的合金。     

铝电解用惰性电极的研究

在实验室制备了惰性阳极和阴极材料,应用于冰晶石一氧化铝熔盐电解,获得了良好的结果,电流效率达90%。是一种有应用前景的电极材料。     

熔盐电脱氧法研究进展

简要回顾了熔盐电脱氧法的发展过程,阐述了国内外熔盐电脱氧法的发展现状,最后讨论了熔盐电脱氧法所存在的问题.