小型金属陶瓷惰性阳极的低温铝电解实验

本实验采用自行研制的小型镍铁尖晶石基惰性阳极 (直径 43mm)与冰晶石 -氧化铝系低温电解质 ,在 85 0℃下进行电解实验 ,保持阳极电流密度lA/cm2 ,实验共进行 11小时 ,得到了少量的金属铝。实验结果表明 ,在此电解温度下 ,构成惰性阳极的金属陶瓷材料抗电解质腐蚀的能力较强 ;阳极在实验后出现的裂纹说明材料的抗热震性有待进一步提高 ,而且本实验中惰性阳极与金属导杆的连接方式也需更深入研究。     

NiO对金属陶瓷惰性阳极电化学反应过程的影响

1100 K下,电解含有适量NiO的NiFe_2O_4基金属陶瓷惰性阳极(成分中金属Cu和Fe的总含量大于金属Ni的含量)时,该金属陶瓷惰性阳极的稳态极化曲线上只出现一个反应峰,分析可能是金属Fe的氧化反应或金属Ni的氧化反应,或者是金属Fe和金属Ni的氧化反应的叠加峰,没有出现金属Cu的氧化反应峰和金属Ni的氟化反应峰。由此可以推测,当金属陶瓷惰性阳极成分中金属Cu和Fe的总量大于金属Ni的含量时,添加适量的NiO,可能可以减弱或抑制电解过程中的某些电化学反应,增强金属陶瓷惰性阳极的在低温电解质中的耐腐蚀能力。     

氧化银对惰性阳极耐熔盐腐蚀性能的影响

以Fe2O3、NiO和Ag2O为主要原料,采用固相烧结工艺制备了NiFe2O4/Ag惰性阳极,用X射线衍射和扫描电子显微镜对材料的组成和微观结构进行了研究,采用水冷法测量了样品的抗热震性,并测量了其在冰晶石熔盐中的电解腐蚀速率。结果表明:Ag2O的加入提高了样品的抗热震性,降低了惰性阳极试样在冰晶石熔盐中的电解腐蚀速率,当Ag2O含量为6%时,试样的电解腐蚀速率最低。     

惰性阳极与惰性阴极的研究现状

美国能源部(DOE)工业规划与发展署(OPI)资助太平洋西北研究所(PNL)进行惰性阳极和惰性阴极的研究。这里是一篇关于该项研究在1986财政年度的完成情况的报告。它概括了从1986年10月以来惰性阳极与惰性阴极的技术进展。     

电解质对镁合金阳极氧化膜性能影响的研究进展

综述了电解质对氧化膜性能影响，为设计、选用阳极氧化工艺提供参考。随着人类环保意识的增强，未来镁合金阳极氧化电解质研究重点在于开发更多、对环境和人类友好且能较大提高氧化膜耐蚀性的物质。     

大型铝电解惰性阳极的研制

本文报导了新近研制开发的大型铝电解惰性阳极板(160×100×10mm)的制作过程,并对使用的原料准备、压制成型、烧结过程进行讨论。该阳极板可拼接为160×300~500×10mm大型阳极并组装为3000~6000A铝电解试验槽的惰性阳极。     

阳极纵向开槽对铝电解槽电解质流场的影响

本文即采用先进的计算流体力学两相流模型对纵向开槽阳极周围的熔体流动情况进行模拟,并结合生产实际中产生的问题对现有的开槽方案进行优化。研究发现,开槽技术显著降低阳极底面气相率;对于底面1850mm×740mm和1750mm×740mm的阳极,沿宽度方向接近三等分时阳极底面的气相率最低;对于阳极倾斜开槽可用水平开槽设计代替,将开槽深度统一到较深的一端,延长开槽的使用时间。     

电解质对镁合金阳极氧化膜性能影响的研究进展

综述了电解质对氧化膜性能影响,为设计、选用阳极氧化工艺提供参考.随着人类环保意识的增强,未来镁合金阳极氧化电解质研究重点在于开发更多、对环境和人类友好且能较大提高氧化膜耐蚀性的物质.     

铝电解惰性阳极的材料设计

综合评述了国内外迄今为主,在惰性阳极领域所做的部分代表性工作,分析了不同材质惰性阳极在实验室和工业化过程所遇到的困难。研究相关领域最近几年的新进展,如合金、陶瓷、腐蚀与防护等,将这些领域取得一些成果引入到铝电解惰性阳极材料的解决方案中,如对铝液无污染的复合电极材料以及将合金高温抗氧化涂层的概念,为铝电解惰性阳极的研究工作提供一些新思想。     

氯化钙含量对镁电解质表面张力的影响

菱镁矿中含有的1.2～3.0％(重量)CaO在氯化炉中与氧化镁同时氯化。若矿石中的CaO含量偏高.则CaCl_2会在电解质中积累。随着电解质中CaCl_2含量的增高,电解质的物理化学和电化学性质将随之变化,并影响电解     

在低温熔盐LiTFSI-CsTFSI中电沉积钼

研究了在二元二(三氟甲基磺酸酰)亚胺碱金属盐LiTFSI-CsTFSI的共晶熔体(共晶点组成：摩尔比为0.07:0.93; 共晶点温度为112 ℃)中电化学沉积难熔金属钼。结果表明,选择MoCl3作为钼离子源,分别于200和150 ℃在镍基体上电沉积得到金属钼。循环伏安法结合SEM和XPS分析表明,在1.4 V vs. Li+/Li处的恒电位电解所得到的沉积物为非晶态的金属钼     

NiFe2O4基金属陶瓷惰性阳极腐蚀组元在电解质中的传质研究

通过计算铝电解用NiFe2 O4基金属陶瓷惰性阳极腐蚀组元Fe、Ni和Cu在铝电解质中的传质系数,讨论了不同过热度下不同阳极腐蚀组元在电解质中的传质行为.结果表明,过热度对不同腐蚀组元的影响不明显,Cu的抗腐蚀性能最好,Ni次之,而Fe最差.     

铝电解惰性阳极基体材料的研究

本论文选用ZnO和Fe2O3、Ni2O3和Fe2O3与NiO和Fe2O3等不同氧化物，采用高温固相烧结法制备铝电解惰性阳极基体材料，通过对其烧结性能、导电性能及耐蚀性能的综合分析，得出试验结论为：采用NiO和Fe2O3合成的NiFe2O4尖晶石材料，其综合性能最好，且试样理论尖晶石含量为85％左右时，其热腐蚀率最低。     

电解质对铝电解用阳极润湿性的研究

测试了熔融状态下三种不同组分的电解质对碳阳极和自制的镍铁尖晶石基金属陶瓷惰性阳极的润湿性.实验结果表明,电解质对惰性阳极的润湿性明显好于对碳阳极的润湿性,不同电解质成分对阳极的润湿角有一定影响.工业冰晶石中加入Al2O3能够改善电解质对阳极的润湿性,添加剂CaF2对提高电解质对惰性阳极的润湿性基本没有贡献.     

惰性阳极的研究开发和市场潜力

因为在电解铝生产过程中惰性阳极不会产生温室气体,只产生氧气,因此,业内人士对惰性阳极很感兴趣。惰性阳极必须满足下述条件:在0.8Acm~(-2)的标称电流密度下,腐蚀速度小于10mm/年;极化电压在0.8Acm~(-2)时小于0.5V;在标称工厂条件下,坚实耐用;1000℃时在氧气中稳定;抗氟化;热稳定性/足够耐热冲     

四氟铝酸钾对高锂电解质低温铝电解的影响

为了研究KAlF_4对高锂电解质物理化学性质的影响,分别采用步冷曲线法和旋转刚玉片质量损失法测量不同KAlF_4含量高锂电解质的初晶温度和氧化铝溶解度。通过X射线衍射和高倍电镜分析,研究了氧化铝溶解到高锂电解质的微观结构和物相成分。结果表明,电解质中的Li~+易与AlF_5~(2-)反应生成LiNa2_AlF_6,降低了氧化铝在电解质溶解度。高锂电解质中加入适量的KAlF_4能够降低初晶温度、提高氧化铝溶解度,达到低温铝电解的目的。本工作对高锂电解质低温铝电解生产具有理论指导意义。     

电流密度对铝电解NiFe_2O_4基金属陶瓷惰性阳极腐蚀的影响

在Na3AlF6-K3AlF6-AlF3-Al2O 3熔体中,研究电流密度对22(Ni+Cu)/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷惰性阳极腐蚀速率的影响,并分析腐蚀后阳极的微观结构。结果表明,随着电流密度的升高,NiFe2O4基金属陶瓷惰性阳极腐蚀从以化学溶解腐蚀为主逐渐转变为以电化学腐蚀为主,腐蚀率先降低而后增大。当电流密度从1.0 A/cm2增大至1.6 A/cm2时,阳极年腐蚀率从1.22 cm/a降低至0.137 cm/a;进一步提高电流密度至4.0 A/cm2时,阳极年腐蚀率增大到4.96 cm/a。     

俄罗斯联合铝业公司在试验惰性阳极铝电解工艺

<正>俄罗斯联合铝业公司(UC Rusal)正在其克拉斯诺雅尔斯克铝厂(Kra Snoyarsk)进行惰性阳极铝电解工艺的工业性试验,试验槽为3kA的,一旦这种台架试验成功,便可于2015年进行生产试验。惰性阳极的燃烧速度(burning speed)仅为常规炭素阳极的1/300~1/400,每年向大气排放CO、CO2、多芳香族化合物(poly-aromatic)仅1~2cm,而传统炭阳极却高达1~2cm/d。     

镍铁尖晶石基金属陶瓷惰性阳极的研制

采用热压烧结的方法制备了镍铁尖晶石基金属陶瓷试样,用于铝电解的惰性阳极。实验制得了相对密度大于98%的阳极试样,并研究了试样的导电性能和抗电解质腐蚀性能。结果表明,所得的阳极试样的电导率随温度的升高而增大,在900℃时电导率在40Ω-1·cm-1~60Ω-1·cm-1之间。在电解过程中,阳极电压降平稳(2.8V~3.2V),表明阳极的电阻在电解过程中没有明显变化,导电性能稳定。用反电动势法测量电解反应的分解电压为2.2V~2.5V,表明电解反应为2Al2O3=4Al+3O2,电极呈现良好的惰性。电子显微分析表明,试样抗冰晶石-氧化铝熔盐腐蚀的性能良好,电解质通过对Fe2O3的溶解来腐蚀阳极。