熔盐电化学石墨化研究进展及展望

近年来,提出了一种高效、环境友好的熔盐电化学转化方法,可将碳污染物直接转化为高附加值的石墨化产物。本文综述了熔盐电化学石墨化的工艺流程、产物的结构特征与转化机理。详细介绍了碳纳米材料在锂离子电池和铝离子电池等二次电池中的应用前景,突出了转化和利用丰富的二次碳资源实现高附加值应用的高效策略。最后,对开发熔盐电化学石墨化与规模化低能耗电解技术、构建先进高温熔盐电化学原位表征技术与定量化分析方法、深入研究电化学石墨化微观转化机理、推动石墨化产品的工程化应用进行了分析与展望。      

稀土电解熔盐渣焙烧产物酸浸提取稀土、锂和氟

稀土电解熔盐渣经过氧化钙和硫酸铝协同焙烧活化得到焙烧渣,采用硫酸浸出高效提取焙烧渣中稀土、锂、氟,系统考察了不同酸浸条件对稀土、锂、氟浸出率的影响。针对较优酸浸条件下的浸出液,用硫酸钠沉淀析出稀土复盐沉淀,实现稀土分离。结果表明:较优酸浸条件为硫酸浓度4 mol/L、液固体积质量比10:1（单位:mL/g）、浸出温度90 ℃、浸出时间4 h,熔盐渣中镨、钕、钆、锂、氟的浸出率分别为95.83%、96.55%、93.06%、95.52%、94.85%。稀土复盐沉淀纯度高,稀土回收率达99.3%以上。该方法可以高效回收稀土熔盐电解渣中稀土、锂、氟有价元素,对提升稀土熔盐电解渣的全组分利用具有重要意义。      

铝在NaCl—AlAl3熔盐体系中的电化学沉积

采用循环伏安法研究了铝在融熔氯化钠－氯化铝体系中的阴极电化学沉积过程，在碱性熔体中阴极还原质点为ＡｌＣｌ４＾－，在酸性熔体中还原质点为Ａｌ２Ｃｌ＾７，而ＡｌＣｌ４＾－通过溶剂平衡反应来影响铝的沉积过程，Ａｌ２Ｃｌ７＾－的还原反应是准可逆的，反应机理复杂，可能是前置化学步骤或自催化反应。     

石墨电极的研究与实践

介绍了石墨材料的有关性能、石墨组合电极的结构形式和其在生产现场中的应用情况及注意事项，并将石墨组合电极的性能特点与传统的钢质电极进行了对比，从而达到推广应用的目的。研制了与以往启动装置完全不同的石墨启动电极，为盐炉启动技术的发展，提供了新的途径。     

顺酐生产中熔盐换热器的密封结构设计

采用固定床催化反应器生产顺丁烯二酸酐的工厂一般均设置废热锅炉——熔盐换热器,其结构如图1所示,其主要技术特性如下:     

LiNO3-NaNO3-KNO3三元熔盐材料的设计及热稳定性研究

采用共形离子溶液模型(conformalionic solution model, CIS) 在二元熔盐体系相图的基础上，对三元熔盐体系LiNO₃-NaNO₃-KNO₃进行了相图计算，得到该三元体系最低共熔点为117.7℃，相应的摩尔分数组成分别为x(LiNO₃) = 0.375，x(NaNO₃) = 0.075，x(KNO₃) = 0.550。按照热力学最低共熔点计算结果，采用熔融法制备了三元硝酸熔盐，通过DSC和TG实验测定其最低共熔点为118.3℃，这与计算得到的结果(117.7℃)基本一致。TG测试结果表明当温度低于587.2℃时，该三元熔盐体系较为稳定，其工作温度范围为118.3~587.2℃，该三元硝酸熔盐适合在太阳能热发电中作为高温传热蓄热材料使用。     

二元混合氯化盐的配制及热物性研究

在太阳能热发电技术中,硝酸盐类相变材料是使用最多的一种相变材料,但其最高使用温度仅为600 ℃,因此找到一种热容量大、工作温度范围宽、热损失低、价格便宜的相变储热材料是目前的研究重点。选取氯化锂和氯化钠两种高温熔盐相变材料按照不同的质量比混合制备了9种二元熔盐混合物,利用差式扫描量热仪（DSC）对其在600 ℃范围内的相变温度和相变潜热进行了研究。实验结果显示：由于氯化钠的熔点较高,当氯化锂和氯化钠的二元混合物中氯化钠的含量较多时,即氯化锂的含量较少时,少量的氯化锂不能将混合物的熔点降低至600 ℃以下,混合材料无法熔化;当氯化钠和氯化锂发生熔融时,无论何种比例其相变温度均保持在540 ℃左右,浮动±15 ℃;以质量配比为90%氯化锂-10%氯化钠的二元混合物的熔融温度与结晶温度相差较大,所以该二元混合熔盐可以应用于太阳能发电的传热和蓄热技术中。     

钽铌湿法冶金技术概况及发展趋势探讨

介绍了钽铌湿法冶金技术的发展概况和现状。根据分解介质的不同,钽铌湿法治金技术可分为碱熔融法、酸法和氯化法,碱熔融法可分为钠碱熔融法和钾碱熔融法,酸法主要有氢氟酸法和硫酸法。分别介绍了以上各方法的工艺路线,并对其优缺点进行了分析。针对现行氢氟酸工艺存在严重氟污染和对低品位钽铌矿分解率低的问题,依据清洁冶金原理,提出了钽铌亚熔盐清洁冶金新工艺,从生产源头消除了氟污染,可实现钽铌资源的高效清洁利用,具有良好的应用前景。     

氟化物熔盐共电沉积制备Gd-Mg中间合金研究

以混合Gd2O3-MgO为原料,在GdF3-LiF-BaF2-CaF2氟化物熔盐体系中研究一步法共电沉积制备了Gd-Mg中间合金,探讨了电解质成分、原料Gd2O3-MgO中Gd/(Gd+Mg)、电解温度等对电流效率的影响.研究表明,共电沉积得Gd-Mg中间合金以GdMg相存在,成分均匀;随电解质成分GdF3含量、原料Gd2O3-MgO中Gd/(Gd+Mg)、电解温度、电流密度的提高,电流效率均先升后降;当电解质GdF3含量为85wt%、原料Gd2O3-MgO中Gd/(Gd+Mg)为86wt%、电解温度为1 050℃、体电流密度0.10 A/cm3时,电流效率最高达到80%.     

Al3Sc的FFC法制备和第一性原理计算研究

采用熔盐电脱氧法（FFC）制备Al3Sc,并应用以密度泛函理论为基础的平面波赝势方法,利用第一性原理的CASTEP软件包计算了Al3Sc的晶体结构和电子结构．结果表明：物质的量比为3：1的Al2O3和Sc2O3混合阴极片,在700℃、3．2V电解电压下,经20h电解后完全形成Al3Sc．计算了A13sc的晶格常数α=0．411nm,与XRD检测结果符合．