低温电解质熔体中NiFe_2O_4基惰性阳极电解腐蚀初探

通过电解前后阳极的外观形貌、微观形貌及槽电压,研究不同槽型对电解腐蚀的影响,并以优化后的电解槽研究5Cu/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷惰性阳极在Na3AlF6-K3AlF6-AlF3-Al2O3电解质中的电解腐蚀。结果表明:电解后阳极存在一定程度的腐蚀,且少量电解质已渗透到阳极中。     

金属陶瓷5Cu/(10NiO-NiFe2O4)在KF(K3AlF6)-AlF3-Al2O3 熔体中的电解腐蚀

采用粉末冶金技术,制备出组成为5Cu/(10NiO-NiFe-2O-4)的金属陶瓷惰性阳极,并对其在电解质KF(K-3AlF-6)-AlF-3-Al-2O-3熔体中的电解腐蚀行为进行了研究.实验结果表明,对于添加KF或K-3AlF-6的电解质组成,电解质中杂质元素浓度在电解初期相对稳定,而后呈上升趋势;由于铝热还原反应的加剧,电解后阳极腐蚀严重;与传统电解质组成相比,采用低温电解质有利于减缓NiFe-2O-4基金属陶瓷惰性阳极的腐蚀,但需提高熔体导电能力和解决电解过程阴极结壳等问题.     

Na3AlF6-K3AlF6-AlF3电解质体系铝溶解度的研究

采用质量差法研究了不通电时Na3AlF6-K3AlF6-AlF3体系中铝的溶解度。实验首先测定了不同时间内铝溶解的情况,并确定铝饱和溶解的时间为3 h。主要研究了初晶温度、过热度、电解质组成,以及电解质融化之后的熔盐深度对铝溶解度的影响。实验选用刚玉坩埚盛装电解质。测试结果表明,初晶温度为670～900℃的电解质,铝的溶解度为0.05%～0.50%(质量分数)。在初晶温度较低的电解质中,铝的溶解度较低,反之较高。对于某个特定体系来说,提高过热度会增加铝的溶解度。电解质的组成对铝溶解度的影响是:增大KR,可以降低铝的溶解度;AlF3含量增加,铝溶解度降低;对于KR=30,AlF3=26%(质量分数)的电解质,出现了异常的情况。另外,减少电解质的用量,降低熔盐的深度,也会造成铝的挥发损失,并最终导致铝的溶解增加。总之,影响铝溶解度的因素是多方面的,抑制铝的溶解损失,可以从改变电解质的组成、降低初晶温度、减少铝的挥发等方面着手。     

Na3AlF6-AlF3-Al2O3-CaF2-MgF2-NaCl低温铝电解质密度的研究

用阿基米德实验方法,采用二次正交回归实验设计,研究了低温铝电解质Na3AlF6-AlF3-Al2O3-CaF2-MgF2-NaCl体系的密度.得到密度(ρ)与温度(t/℃)、分子比(CR)和NaCl质量分数(B/%)关系的简化方程:ρ=2.7305-1.225×10-3t 2.204×10-1 (CR)-2.014×10-3 (B-8.292)2.绘制了低温铝电解质密度的等值面图,并讨论了各因素对低温铝电解质密度的影响.经计算得出了实验条件下的密度为1.80～2.05 g/cm3,并与该电解工艺条件下的铝液密度对比,讨论了铝液与低温铝电解质的分离效果.     

350 kA电解槽富Li、K电解质体系选择

国内某350 kA电解系列使用高Li、K氧化铝生产,Li、K在电解质中富集,形成了Na3 AlF6-Al2 O3-AlF3-CaF2-MgF2-LiF-KF电解质体系.随着Li、K富集,生产不稳定,指标恶化.通过实验室和现场测定电解质相关性质,采用试错法进行工业试验,统计分析电解质成分对电流效率、初晶温度、电导率和氧化...     

Na3AlF6-Al2O3熔盐中铝溶解度的测定

研究了铝在Na3AlF6-Al2O3熔盐中溶解度的测定方法。采用氟化钠与试样在高温下熔融,熔融物溶解水后加入硼酸-氢氧化钠溶液,过滤沉淀将氧化 铝除去,取其中一部分溶液在pH5.5～6.0 的条件下,加入过量的EDTA标准溶液,加热煮沸使之与铝完全络合,以二甲酚橙作指示剂,用锌标准溶液 滴定过量的EDTA ,从而得到Na3AlF6-Al2O3熔盐中铝离子的含量,再采用氟离子选择电极测定另一部分溶液中氟含量,计算得到冰晶石中铝离子含量 ,采用减氟法得到铝在Na3AlF6-Al2O33体系中溶解量。这个值是用来表征铝在电解质熔体中的溶解损失能力的大小,对生产工艺很重要。     

熔盐Na3AlF6-K3AlF6-AlF3系中氧化铝的饱和溶解度

采用旋转氧化铝片法研究了Na3AlF6-K3AlF6-AlF3体系的氧化铝溶解度,其中电解质组成为:K3AlF6占K3AlF6和Na3AlF6质量总和的0～50%,AlF3占23%～29%,对该范围的氧化铝溶解度提出了相关系数为0.994的经验计算公式和等氧化铝浓度图。研究结果表明:随着AlF3含量增加,氧化铝溶解度降低,AlF3含量小于25%的区域氧化铝溶解度较高;随着钾冰晶石的增加,均出现相同的趋势,氧化铝溶解度先增加后减少,在K/(K+Na)含量为10%～40%时相对较高些;为了确保氧化铝溶解度大于4%,熔体温度必须高于840℃,故该复合冰晶石体系比较有潜力实现的低温电解温度是850℃。     

电解槽中无铝液进行电解时阴极表面炭的侵蚀与脱落

研究了铝电解槽阴极碳块表面在电解过程中被电解质侵蚀而脱落的情况,探讨了其被侵蚀脱落的机理。得出电解过程中当阴极没有铝液存在时,电解槽的阴极表面被电解质严重侵蚀并脱落掉渣。电解时测定不同极距下的槽电压,研究了不同电解质高度上的电解质熔体导电性能的变化,得出:电解开始时槽内电解质熔体的导电性能是均一的;电解一段时间后电解质熔体的电阻改变很大。这是由电解过程中有金属产物从阴极表面溶解,脱落的炭渣以及阳极气体在电解质熔体中的溶解等综合因素引起的。     

K3AlF6-Na3AlF6-AlF3体系组成对α-Al2O3溶解度和溶解速度的影响

采用EDTA络合滴定法研究了粉末状α-Al2O3在K3AlF6-Na3AlF6-AlF3体系中的溶解度和溶解速度.探讨了K3AlF6、AlF3含量和温度对氧化铝在K3AlF6-Na3AlF6-AlF3体系中溶解度和溶解速度的影响,并测定了K3AlF6-Na3AlF6-AlF3体系初晶温度30℃以上溶解度和溶解速度,比较了含钾冰晶石熔盐体系和传统钠冰晶石基熔盐体系Al2O3溶解度方面的差异.实验结果表明:K3AlF6-Na3AlF6-AlF3体系中的α-Al2O3溶解速度很快,在5～10 min内溶解已经达到饱和;850℃时,KR每增加0.2,Al2O3溶解度增加约0.5%(质量分数);随着K3AlF6含量的增加Al2O3溶解度相应的增加,相对于高钾冰晶石含量体系而言,较低K3AlF6含量时,增加K3 AlF6的量对提高氧化铝溶解度幅度更加显著;与传统钠冰晶石电解质体系相比K3AlF6-Na3AlF6-AlF3体系Al2O3的溶解度明显增大,当KR≥0.3时,差异愈加显著.     

碳渣对铝电解生产的影响

现代大型预焙铝电解槽普遍采用炭素制品作阳极进行电解生产,炭素阳极在电解质中工作时不同程度地发生颗粒脱落形成碳渣,影响到电解质性能和生产指标。本文结合铝电解槽高效低耗、节能减排生产,浅析碳渣形成的原因、存在的形式和产生的危害,进而采取合理的控制措施。     

在Na3AlF6-AlF3-CaF2-LiF-Al2O3体系中低温铝电解

研究了Na₃AlF₆-AlF₃-CaF₂-LiF-Al₂O₃熔盐体系的物化性质,包括液相线温度、电导率和密度,并选择该体系中的低分子比电解质在100A垂直排铝式电解槽上进行了电解制铝.结果表明,用TiB₂材料做阴极,当所使用的电解质分子数比为1.5~2.0,电解温度为800~930℃时,电流效率达到84.6%~88.3%,每kgAl的直流电耗为11.5~11.83kw·h.     

电解铝工艺中钠冰晶石电解体系的影响因素

基于钠冰晶石电解质体系,比较了Na3AlF6-AlF3-CaF2(3%)-Al2O3体系和Na3AlF6-AlF3-CaF2(3%)-LiF(1%)-Al2O3体系液相线温度和电导率。结果表明:得出LiF在体系中虽有利于降低液相线温度和改善体系的导电性,但不是主要影响因素,Al2O3的溶解度和AlF3的剩余量才是影响体系的主要因素;而且AlF3的剩余量与Al2O3的溶解度成反比,合理选用AlF3的配比是体系的关键。     

氟化物体系熔盐电解制备YNi合金

以Y2O3为电解原料,以金属镍棒为自耗阴极、石墨板为阳极,在常规的石墨电解槽中采用氟化物体系熔盐电解法制备了YNi合金.研究了电解时间、电解温度、电解质组成、阴极电流密度等主要技术参数对电解过程的影响,并对所制备的钇镍合金进行了表征.结果表明,熔盐电解制备钇镍合金的较优工艺条件为:电解温度1000℃,电解质YF3与Li...     

高钾电解质体系下阳极品质和锂钾含量对炭渣量的影响

长期跟踪了某电解铝企业电解槽的运行过热度、不同炭阳极运行期间的炭渣量和电解质中含碳量,开展了电解质组分调整试验,跟踪分析了炭渣量和运行过热度随锂钾含量变化的过程。结果表明,高品质阳极能够明显降低炭渣量和电解质中的含碳量。电解运行过热度偏低,炭渣量偏高可能是高钾低锂电解质体系的特征,降低电解质中钾含量、适当提高锂含量,能够提高电解运行过热度,降低炭渣量。阳极质量、电解质中锂钾含量、运行过热度、阳极覆盖料中的含碳量都是影响电解过程中炭渣产生量的重要因素。     

铝电解生产阳极碳渣处置资源化利用技术分析研究

铝电解生产中碳阳极,作为强大直流导电消耗性介质体,被称为电解槽的"心脏",在电解生产920℃-960℃高温熔融强腐蚀的Na3AlF6体系中,环境和质量等多种原因导致碳渣的产生。2018年我国电解铝产能3648.5万吨,占全球比重的占比56.7%。电解铝企业每生产和铸造1吨铝,大约产生5-20Kg碳渣。电解铝行业每年需处置碳渣约3.6万吨[1]。     

磁选除铁装置助推万基铝业一分厂电解铝液合格率达到100%

正为降低电解铝生产中的原料消耗,行业内普遍采用渣壳料替代部分氧化铝作为阳极覆盖料。所谓渣壳料,是阳极块在电解生产使用后,留在残极上的结壳块,经破碎后再返回到电解生产中作为阳极覆盖料。由于阳极钢爪会自然氧化,铝电解槽运行中,钢爪氧化皮会脱落到电解质内,有大量的铁屑混入破碎的结壳块中,再加上电解质循环使用,使渣壳料含铁量偏高。这些铁屑会污染电解质,造成电解槽     

不同开槽阳极铝电解槽的节能性研究

基于有限体积方法,建立三维传统阳极、纵向开槽和横向开槽阳极铝电解槽非稳态数学模型,采用磁动力流体模型(MHD)中电势法计算电磁场,把电磁力作为动量方程的源项,通过流体体积函数(VOF)法追踪电解质-铝液界面的波动,用离散相模型(DPM)追踪气泡的运动路径.对比分析传统阳极、纵向开槽和横向开槽阳极铝电解槽中电解质-铝液界面波动和气泡分布情况.结果表明,纵向开槽阳极下电解质-铝液界面波动幅度小于横向开槽阳极下的电解质-铝液界面波动幅度,且都小于传统阳极下电解质-铝液界面波动幅度.纵向开槽阳极底部的气体体积分数最小.     

钾冰晶石—氧化钪体系中铝热还原反应过程的研究

在钾冰晶石—氧化钪熔盐中,采用铝热还原和直接电解制备铝钪合金。在引入Al3Sc相生成自由能并考虑活度后,热力学计算表明,铝热还原氧化钪反应在本试验条件下可以发生。750℃在K3AlF6-2%Sc2O3(CR=1.22)熔盐中,电解制备的合金中钪含量可达0.97%,而铝热还原反应所获合金中钪含量小于0.18%,且随反应时间的延长和熔盐中氧化钪浓度的增加,合金钪含量的增幅趋缓。电解合金中钪分布均匀,而铝热还原合金中钪主要存在于边缘区域。     

离子液体电解质体系铝及铝合金电沉积与铝精炼研究进展

传统上,铝、稀土和碱金属及碱土金属等活泼金属主要是通过高温熔盐电解法得到,其电解工艺流程能耗高.近几年来,对离子液体的不断深入研究,提出离子液体为电解质体系用于金属铝、铝精炼和铝合金.综述目前采用离子液体体系进行铝及铝合金电沉积,粗铝、铝合金和铝基复合材料电解精炼回收铝的研究现状和研究进展.介绍和评述离子液体电解质电沉积、精炼铝的应用情况和所取得的研究成果,探讨离子液体电解质用于铝行业的发展趋势和研究动向.      

铝钪合金的熔盐电解法制备研究

本文采用了熔盐电解法研究铝钪合金的制备,主要考察了以MF-ScF3-ScCl3为电解质体系,以ScCl3为原料,制取铝钪合金的工艺条件,包括电流密度、电解时间以及电解温度等对反电动势、合金钪含量和电流效率的影响.研究结果表明,以MF-ScF3-ScCl3为电解质体系,以ScCl3为原料的熔盐电解法制备铝钪合金的钪的含量最高可达3.85%,电流效率达到73%.