铝硅铁合金可溶阳极电解提取金属铝的研究

以低品位含铝资源或含铝固体废弃物为原料用碳热还原制取的铝硅铁合金作为可溶性阳极、以NaCl-KCl-Na_3AlF_6为电解质体系、采用熔盐电解法从铝硅铁合金中提取金属铝进行了试验研究。通过X射线衍射物相分析和扫描电解分析对铝硅铁合金及电解提取的铝和电解剩余物进行了分析,结果表明,以铝硅铁合金为可溶阳极,在电流密度为0.60 A/cm~2,电解温度为690℃,极距为3 cm,电解时间5 h的最优条件下,试验的电流效率可达到70%以上。电解后得到的阴极产品中Al的含量为93.21%,Si含量为4.54%,Fe含量为1.21%。阴极产品中硅铁杂质主要来源于铝硅铁合金阳极中铝硅共晶低熔点合金的掉落。     

电解质的组成对铝电解中电渗的影响

通过试验考察了氧化铝浓度、分子比及氟化镁含量对铝电解电渗的影响 ,并通过电子探针和 X-射线衍射分析了电渗的物质 ,电渗的深度。结果表明 :电渗的主要物质是钠氟化合物 ,随着氧化铝浓度及氟化镁含量的增加 ,电渗的深度及电渗的物质量增加 ;当冰晶石分子比达到 2 .0时 ,电渗的深度急剧增加     

Electrolytic preparation of Al-Ca master alloy on liquid Al cathode

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＡｓａｎｅｗｌｙｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｓｕｐｅｒ ｐｌａｓｔｉｃａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙ ,Ａｌ Ｃａａｌｌｏｙｈａｓｎｏｔｏｎｌｙｇｏｏｄｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ ,ｂｕｔａｌ ｓｏｇｏｏｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙ ,ｇｏｏｄｗｅｌｄｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｙａｎｄｓｔｒｏｎｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｃｏｒｒｏｓｉｏｎａｆｔｅｒｂｅｉｎｇｆｏｒｍｅｄ .Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ,ａｌｏｔｏｆｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌｓｃｉｅｎｔｉｓｔｓｈａｖｅｄｅｖｏｔ ｅｄｔｏｔｈｅｒｅｓｅａ…     

铝-空气电池的开发与应用

综合评述了近年来铝－空气电池研究和应用的新进展。金属铝是一 种强度很高的能量载体，是开发电池的理想电极材料。铝一直没有成功地应用于电化学能量的储存和转换技术，是由于金属铝表面有一层保护膜，导致电极电位显著低于理论值且电压行为明显滞后，而在活化状态下 铝的抗腐蚀性下降。这些问题限制了铝电池的早期开发应用。近年来通过开发各种新型的铝电极及相应电解质的添加剂，铝电池的研究取得了突破性的进展，开拓了铝的应用电化学的新领域。     

Chemical reaction model of cathode failure in large prebaked anode aluminum reduction cells

By partial and general dissection of large prebaked alumina electrolysis cells,the macro apparance,chemical composition and phase variations were studied employing actual observations and measurements on the cells together with X-ray diffraction phase analysis and scanning electron microscopy of samples from different locations.According to the practical production,a chemical reaction model of aluminum reduction cell failure was set up in order to reduce the incidence of cell failure and extend pot service life.     

低温铝电解的物理化学过程

为达到降低铝电解的温度的目的,对低温度下(800～900℃)电解冰晶石-氧化铝体系电解质制取金属铝的物理化学过程进行了实验研究。主要研究内容包括:用透明电解槽观测低温铝电解中进行的物理化学过程 ;低温电解质的组成和物理化学性质;低温电解中的能量消耗;铝在低温电解质中的溶解和电流效率;氧化铝在低温电解质中的溶解;低温电解质中NaF/AlF3摩尔比的检测方法;低温电解的电极过程;惰性电极在低温电解过程中的应用。     

NiAl2O4基惰性阳极的制备及电解腐蚀研究

采用热压方法研制了Al-Ni-Cu-O系金属陶瓷惰性阳极,阳极的成分以NiAl2O4尖晶石陶瓷为基体,含有10%～20%(wt)Cu和Ni的混合粉末,制得阳极试样的相对密度可达99%,该种阳极在900 ℃左右的电导率大于80 s/cm.采用自制的Ф150 mm×12 mm阳极,在150 A电流的情况下稳定电解24 h,对阳极的动态腐蚀行为进行研究.对电解后阳极的XRD研究发现,从阳极中心到表面NiO量逐渐增加,在阳极表面有新的NiO相生成,对比阳极中不同相的热膨胀性能,认为新相的生成导致了阳极的膨胀和分层.     

NaF·AlF3-Al2O3-CaF2-ZrO2熔盐体系的电导率

采用改进的固定电导池常数法研究 NaF-AlF3-CaF2-Al2O3-ZrO2熔盐体系的电导率。结果表明, NaF-AlF3-3%Al2O3-3%CaF2-ZrO2熔盐体系的电导率随着ZrO2含量（0~5%）的增加呈降低趋势。每增加1%氧化锆,电导率相应地降低约0.02 S/cm。温度每增加1°C时电导率相应降低约0.004 S/cm。随着NaF与AlF3摩尔比的增加,体系的电导率随之增加。最后采用二次回归正交设计方法,建立分子比相同时电解质的电导率与温度和氧化锆浓度关系的回归方程。     

Na3AlF6-Al2O3熔盐的Raman光谱和离子结构

基于测定的熔融冰晶石的Raman光谱和对散射系数的新理解,重新分析以前研究的942～1024℃的酸性NaF-AlF3熔盐中存在的不同离子团的含量。新的定量分析结果表明：对于分子比小于2的熔盐,AlF4-是含量最高的阴离子;当分子比为1.5时,其摩尔分数约为0.70;当分子比为2时,其摩尔分数为0.50。当分子比大于2.5时,AlF6^3-相对含量更高;当分子比为2.5时,其摩尔分数为0.45。然后,采用紫外Raman光谱法研究Na3AlF6-Al2O3熔盐的离子结构。研究结果表明：熔盐中存在八面体的AlF63-和四面体的AlF4^-,基团中的F-可能被O^2-部分取代。在Al2O3的质量分数大于4%的熔盐中存在具有大散射系数的Al2O2F4^2-。光谱中的波段随温度的升高发生蓝移。     

电化学原位拉曼光谱技术在高温熔盐中的应用

综述了熔盐电化学原位拉曼光谱用样品池结构及特点、熔盐电化学原位拉曼光谱的研究进展。所用样品池主要以配合90°拉曼散射模式研究为主,且样品池通常都通入惰性气体。研究中主要采用恒电流/恒电位电解的电化学方法,研究内容涉及到在氯化物熔盐中电解还原金属铝、汞、镉和钽的阴极行为,(Li-K)CO₃和Li₂CO₃燃料电池中氧的还原,在以金属铝为阳极的高能熔盐电池中I₂在AlCl₃-NaCl熔盐中的电化学过程,钠-硫电池放电过程中S元素在AlCl₃-NaCl熔盐中的行为,Y₂O₃稳定的ZrO₂(YSZ)氧离子导体在Na₂SO₄熔盐中的电化学腐蚀,以及不同电位条件下熔融KNO₃、NaNO₃与铂电极界面的熔盐结构变化。最后,展望了熔盐电化学原位拉曼光谱的研究发展方向。