稀土钕氧化物电解槽内液-液两相流动研究

钕氧化物电解槽内金属钕在阴极表面生成后在电解质中的下沉过程属于典型的两相流动。以3 kA钕电解槽为实物原型,建立了二维非稳态液—液两相流动模型,通过数值模拟的方法得到了不同时间的流场分布和钕液浓度分布图,并对得到结果进行了分析。     

稀土熔盐电解槽内温度场数值模拟

在前人电场及流场的研究基础上,考虑电热场及电解质流动对温度场分布的影响,利用差分法建立柱坐标下的能量传输方程的上风差分离散格式,采用FORTRAN97编程,对3kA钕电解槽的温度场进行了数值模拟。结果表明,电极之间的发热强度最大,但并不是电解槽的最高温区,高温区在接收器内部(1 100℃),模拟结果与实测结果比较吻合。     

大尺寸阴极稀土电解槽的电场模拟计算

稀土氟化物熔盐电解技术从20世纪80年代开始逐步工业化应用,经过几十年的发展,单槽规模从3kA级逐步发展到目前的8 kA甚至15 kA级,电流效率也从原来的不足70％提高到接近80％.但是稀土熔盐电解操作的机械化、自动化水平没有大的提高.为了探索大型电解槽自动出金属的实施途径,包头瑞鑫稀土金属材料有限公司设计运行了 1...     

10kA底部阴极稀土熔盐电解槽流场的模拟

针对当前上插阴、阳极结构稀土熔盐电解槽存在的一些弊端,设计了10kA底部阴极电解槽,并用商业CFD软件FLUENT对该槽型中的流场进行了数值模拟,得到三种极距下电解质和阳极气体的速度分布,发现该槽型的设计是合理的.     

10kA底部阴极稀土熔盐电解槽电场的模拟

针对当前上插阴、阳极结构稀土熔盐电解槽存在的一些弊端,设计了10kA底部阴极电解槽,并用有限元ANSYS软件对该槽型中的电场进行了数值模拟,得到三种极距下电场的电位及电场强度分布,发现该槽型的设计是合理的.     

3000A金属钕电解槽的能量平衡

对3000A金属钕电解槽的能量走向以及熔体发热与槽体散热的平衡进行计算,为槽型的改进和电解生产过程的节能降耗提供指导和建议.     

稀土电解槽气液两相流动数值模拟

利用CFD软件,建立了稀土电解槽的阳极气泡及熔体整体流场数学模型。对稀土电解槽的阳极表面化学反应自动生成气体的流场进行了数值模拟,得出了电解槽的熔体整体流场分布图及在不同位置气体浓度分布曲线图,使之更贴近于电解槽的实际工况,为熔盐稀土电解槽的槽型优化提供依据。     

400 kA铝电解槽异形阴极炭块对阴极电压降的影响

传统阴极炭块顶部是平坦的,阴极铝液流动时几乎没有阻力。使用表面凸起的阴极炭块进行研究,目的是增加铝电解槽中铝液流动的阻力,起到减波和减少铝液流动速度的作用,以此降低水平电流密度、阴极电压和铝液流速,保障铝电解槽生产安全稳定。通过COMSOL软件进行模拟,发现随着阴极炭块表面凸起块数的增加,阴极压降和水平电流密度均呈下降趋势,其中阴极压降最大降幅为39.8 mV,水平电流密度最大降幅为2 087 A/m2,并对某铝厂400 kA铝电解槽使用异形阴极炭块后进行测试,测试结果与模拟结果一致。     

10kA底部阴极稀土熔盐电解槽热平衡计算

对10kA底部阴极结构稀土熔盐电解槽进行了热平衡计算,并对计算结果进行了分析和讨论,为槽型的改进和电解过程的节能降耗提供合理有效的建议.     

电解槽阴极炭块切削用量的选定

分析切削用量的选定对电解槽阴极炭块加工的影响，以提高炭块加工的成品率。     

钕电解阳极气泡的数值模拟

通过建立数学模型,用数值计算的方法,模拟计算了一般工况下3kA钕电解槽阳极气泡的浓度分布,计算结果表明在接近电解质上表面,靠近阳极处气泡浓度最大,并对计算结果进行了分析。     

稀土电解槽电极的优化模拟

利用流体软件FLUENT,建立了稀土电解槽的阳极气泡及熔体整体流场数学模型。对电解槽的电极插入不同深度的流场进行了数值模拟,得出了电解槽的熔体整体流场分布图及在不同位置气体浓度分布曲线图。     

可调极距式稀土电解槽内磁场分布的研究

对可调极距式稀土电解槽内的磁场进行了三维模拟计算,通过分析结果得出,电解槽内的磁场主要由阴极电流产生。     

锌阴极电解—真空蒸馏法制取金属钕

本文在40A级电解槽中研究了用合金化阴极方法在氯化物熔盐中电解制取Nd-Zn合金及真空蒸馏Nd-Zn合金制备金属钕的工艺;并用电化学方法研究了钕在液态锌或固态钼阴极上还原的阴极过程,得出制取Nd-Zn合金的最佳工艺条件。电解过程中金属钕的电流效率为92～99％,直收率为86～95％,Nd-Zn合金中含钕达10～50wt％。用真空蒸馏Nd-Zn合金制得的金属钕纯度为96～98％。     

金属钕及氧化钕中稀土杂质光谱测定

在色散０．２５ｍｍ／ｍｍ光栅光谱仪上,以控制气氛直流电弧粉末地测定了金属钕及氧化钕中氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钐、氧化钆、氧化镝和氧化钇。采用正交设计实验,确定了测定条件。测定的下限对氧化铈、氧化镨为０．０５％,氧化镧、氧化钐、氧化钆、氧化镝和氧化钇为０．０３％,相对标准偏差为６％￣１８％。     

稀土电解槽电极间距的模拟优化

采用多相流范畴的欧拉模型,以3 kA钕电解槽为模型,着重研究了电解槽正常工作情况下,不同电解槽电极间距时气体在熔场内的分布情况,并对得到的结果进行了分析。     

稀土电解槽电阻常数的研究

通过模拟实验研究了稀土电解槽的电阻常数与其结构参数之间的关系.根据实验数据得到了电阻常数的计算公式,对于稀土电解槽的设计和操作控制具有重要意义.