Zr(Ⅳ)在NaCl-KCl-K_2ZrF_6熔盐体系中的电结晶机理

熔盐电解精炼法是乏燃料后处理的一种重要方法,电沉积和结晶机理研究对U、Zr等金属的回收利用具有重要意义。在高温熔盐三电极体系下,以铂丝作研究电极、热解石墨坩埚作辅助电极、Ag/AgCl作参比电极,采用循环伏安法和计时电流法开展研究。研究了温度为1 023K时,Zr(Ⅳ)在NaCl-KCl-K_2ZrF_6熔盐体系中的电结晶成核机理,通过电化学理论分析和恒电位电解产物微观形貌分析得到锆晶核在铂电极上的成核机理为连续成核,成核长大机理为扩散控制的三维半球形螺旋生长机理。研究结果可为电解精炼提纯金属锆以及乏燃料后处理的研究提供一定参考。     

制备金属铪的新进展

金属铪在核能、航天以及军工领域有着得天独厚的优势,国内外对于金属铪的研究正如火如荼的进行。锆铪相伴而生,本文介绍了锆铪的火法和湿法分离,综述了金属热还原法和熔盐电脱氧法制备金属铪通过熔盐电解法、碘化精练法、电子束熔炼法精炼金属铪,就各种方法的优缺点和绿色生产的需求来看,新型熔盐电脱氧法和联合精炼法是值得发展和探究的方向。     

FLINAK-Na2SiF6熔盐体系中Si的电结晶机理

在FLINAK-Na2SiF6熔盐体系中,以Pt为参比电极、硅钢片为工作电极、石墨为辅助电极,在750℃的温度下,用循环伏安法和计时安培法对硅的电结晶过程进行研究。结果表明,该熔盐体系中硅的电沉积经历了晶核形成过程,并需要一定的过电位,其电结晶按连续成核和三维生长方式进行,晶体生长速度常数k’的对数值与阶跃电位基本呈线性关系,并随阶跃电位的负移而增大,外加电位对Si晶体生长具有显著的影响。     

Na3AlF6熔盐中电解制备Al-Sc-Zr合金及其晶粒尺寸分析

在Na3AlF6-4%MgF2-2?F2-Sc2O3-ZrO2熔盐体系中,电解制备Al-Sc-Zr合金。考察氧化物添加量及电解时间对合金元素含量的影响。并利用光学显微镜、Image J图像分析软件,研究钪锆含量对合金晶粒尺寸的影响。结果表明,通过控制电解条件,制备出钪含量0.186%~0.526%,锆含量0.116%~0.556%的Al-Sc-Zr合金。合金晶粒尺寸随合金中钪锆含量比值(wSc/wZr)的增大而减小。通过扫描电镜及能谱分析发现铝钪锆合金中的初生相为Al3(Sc,Zr)粒子,粒子中的Sc、Zr原子数与合金中的钪、锆含量有关,不同Sc、Zr原子比例的Al3(Sc,Zr)粒子对合金组织细化效果不同。     

熔盐电解精炼制备高纯铪工艺研究进展

核能工业的快速发展,所需铪的纯度越来越高,简单的热还原法生产的金属铪不能满足人们的需求。现在熔盐电解精炼利用不同金属在阴极析出的电位不同进行电解精炼,而电解所需的溶质HfCl_4、K_2HfCl_6、K_2HfF_6等,熔盐体系的选取,电解温度的设定,溶质加入量和阴极电流密度及电解时间都对电流效率和产品纯度产生重要影响。选择合理的工艺参数对生产原子能级海绵铪有重要的意义。     

熔盐电解制备Al-Sc-Zr合金

在Na_3AlF_6-4%MgF_2-2%CaF_2-Sc_2O_3-ZrO_2熔盐体系中,电解制备Al-Sc-Zr合金,考察氧化物添加量及电解时间对合金元素含量的影响,利用光学显微镜、Image J图像分析软件,研究钪锆含量对合金晶粒尺寸的影响。结果表明,通过控制电解条件,制备出钪含量0.186%~0.526%,锆含量0.116%~0.556%的Al-Sc-Zr合金。合金晶粒尺寸随合金中钪锆含量比值w(Sc)/w(Zr)的增大而减小。扫描电镜及能谱分析发现合金中初生相为Al_3(Sc,Zr)粒子,粒子中的钪和锆原子数与合金中钪和锆的含量有关,不同钪和锆原子比例的Al3(Sc,Zr)粒子对合金组织细化效果不同。     

LiCl-KCl熔盐中电解La_(2)O_(3)-NiO制备LaNi_(5)合金北大核心

以LiCl-KCl熔盐为电解质,采用熔盐电脱氧法直接还原La_(2)O_(3)-NiO制备LaNi_(5)合金,研究电解时间对电脱氧还原制备LaNi_(5)合金的影响,探讨了在熔盐中金属氧化物电脱氧的机理。结果表明,在650℃、3.5 V槽电压下,经过10 h电解可制备LaNi_(5)合金;金属氧化物电解还原历程为:NiO优先还原为金属Ni,其次是LaNiO_(x)中La部分得到还原,并与先还原的金属Ni合金化形成LaNi_(5)合金,而金属氧化物生成较稳定的LaNiO_(x)中间产物,最后金属氧化物LaNiO_(x)进一步还原并与先还原的金属镍合金化生成LaNi_(5)合金。     

氯化钠－氯化铝熔盐体系及其应用

氯化钠－氯化铝熔盐体系及其应用李庆峰，邱竹贤（东北大学，沈阳，１１０００６）近年来，熔盐物理化学和电化学领域的研究很活跃。与水溶液和有机电解质相比，熔盐电解质的优越性主要有电导率高，电极反应速度快，以及熔盐电解质本身的分解电位高。许多活泼金属的电解生...     

KCl-NaCl-K_2HfCl_6体系中熔盐电解精炼铪的研究

在KCl-NaCl-K2HfCl6熔盐体系中,对粗铪进行熔盐电解精炼。考察了电解温度、阴极电流密度以及电解质中铪的浓度等因素对电解的影响。结果表明,当电解温度低于810℃时,电解质的挥发损失和铪离子的浓度变化均较小;当阴极电流密度低于0.5 A/cm2、电解质中铪的浓度在5.1%左右时,有利于得到颗粒较大的金属铪。     

低价钛氯化物复合电解质的制备和应用

以四氯化钛和海绵钛为原料,采用歧化反应法制备了低价钛氯化物复合电解质。研究了四氯化钛的滴加速度、反应温度、保温时间对低价钛离子复合电解质制备的影响,获得了优化的制备工艺。在优化的工艺条件下得到了钛离子浓度为11.25%的复合电解质。以制备的低价钛氯化物复合电解质和海绵钛为原料,经过熔盐电解精炼制备出枝晶状金属钛,主要研究了钛离子浓度对电解精炼钛产品形貌和氧含量的影响,获得了最佳钛离子浓度值为5%,在该条件下得到了氧含量为5.8×10~(-7)的电解精炼钛产品。采用枝晶状金属钛为原料,经过电子束熔炼制备出金属钛锭,采用GDMS对金属钛锭进行分析并与现行标准进行比较,结果表明,制备的金属钛锭纯度达到5N金属钛的标准要求。     

温度和钇含量对LiF-YF3-Y2O3电解质体系电导率的影响

LiF-YF3-Y2O3体系的电导率直接关系到熔盐电解法制备稀土钇合金过程的机理及节能增效。在1173~1373 K,使用连续变化电导池常数法(CVCC)法测定不同配比LiF-YF₃、LiF-YF₃-Y₂O₃体系的电导率,发现熔盐电导率随着温度的降低和熔盐中YF3、Y2O3含量的增加而减小,原因是大粒度络合离子的产生以及熔盐黏度的增加,导致熔盐中小体积自由离子(如Li⁺和F^-)的迁移阻力降低;熔盐电导率随温度变化的规律符合Arrenius方程。通过拟合获得了合理的二元和三元熔盐电导率与成分、温度之间的经验公式,可用来确定熔盐电导率的变化规律,为熔盐电解法制备钇合金奠定理论基础。     

锆铪分离技术的研究现状及发展趋势

锆和铪具有相反的核性能,在核工业里的应用差别很大。但自然界中锆和铪几乎总是共生的,化学性质极为相似,彼此分离困难,二者分离是生产核级锆铪的关键。综述了锆铪分离技术的湿法冶金和火法冶金分离技术的研究现状以及各种方法的优缺点,重点介绍了溶剂萃取法和熔盐萃取法,指出熔盐萃取法可避免湿法冶金分离技术操作的繁琐性,大幅度缩短生产周期,减少环境污染,是一种环境友好型的新方法,有望成为今后锆铪分离的重要研究方向。     

澳斯麦特炉渣选铜工艺研究与生产实践

某公司澳斯麦特炉渣中的铜主要为硫化铜,其次为少量的金属铜,还有微量的氧化铜、易溶铜盐和其它铜。铜矿物嵌布粒度细且不均匀,呈粒状、浸染状、星点状分布。通过缓冷工艺、磨矿和浮选药剂等的试验研究,确定了两段磨矿分级后进行铜浮选的原则流程,并在原诺兰达炉渣磨浮生产工艺基础上进行技术改造。澳斯麦特炉渣选铜多年生产实践的结果表明,当原渣品位1.152%时,获得的精矿品位19.31%,尾矿品位0.243%,选铜回收率79.91%,生产实践取得成功。     

钛合金中锰铬锆元素的看谱分析方法

用光栅看谱镜和棱镜看谱镜分析钛合金及成分元素锰、铬、锫的特征谱线,研究钛合金中锰、铬、锆元素的定性分析、半定量分析方法.锰、铬、锫元素可分别使用Mn 475.40谱线组、cr520.45谱线组和Zr 473.95谱线组进行定性和半定量分析.     

结晶锆棒的碘化制备技术

碘化法制备结晶锆是提纯金属锆的有效方法之一,制备的结晶锆具有纯度高、气体杂质含量低、加工性能好等优点。以海绵锆为原料,通过碘化提纯,制备的金属锆纯度可达到99.9%。本文简述了碘化法生产锆晶棒的原理,并重点对碘化设备和碘化提纯影响因素的研究进展进行了综述。     

形貌控制合成介孔纤维状钴酸镍粉末

以可溶性氯化镍、氯化钴和草酸为原料, 利用氨为配位剂, 通过配位共沉淀-热分解法制备了多孔纤维状钴酸镍(NiCo₂O₄)粉末。采用XRD、SEM、TEM、IR以及BET对前驱体和NiCo₂O₄粉末的物相、成分与形貌进行了表征, 系统考察了配位共沉淀条件对前驱体粉末形貌、粒度和成分的影响。采用DTA/TG研究了钴酸镍前驱体粉末的热分解历程。结果表明：Ni²⁺-Co²⁺-NH₃-NH₄⁺-C₂O₄^2--H₂O反应体系中, 在溶液pH=8.0、温度50 ℃、金属离子浓度0.5 mol/L的条件下可得到纤维状钴酸镍前驱体粉末; 氨与镍钴离子配合生成含氨草酸镍钴复盐是纤维状形貌形成的机理。在空气气氛中300 ℃热分解该前驱体粉末即可得到比表面积97 m²/g、平均孔径11 nm、轴径比30~50的纤维状多孔NiCo₂O₄粉末。     

SiO2的熔盐电解还原反应热力学分析

熔盐电解SiO2制备单质Si过程中,电解温度、气体分压对SiO2的电解还原反应具有显著影响。热力学计算结果表明,在阴极电脱氧过程中SiO2的稳定性差,能够容易被电解还原生成单质Si,而中间产物CaSiO3稳定性好,其进一步电解还原相对困难。升高温度有利于降低SiO2和CaSiO3的电脱氧反应吉布斯自由能和分解电压。当以石墨为阳极时,气体组成包括CO和CO2,且各电解反应的分解电压随着气体分压的增大而降低,有利于电解反应的正向进行。     

汞电极上气泡生长与逸出过程的动力学行为

采用镍基粘汞电极与汞杯电极,研究了H_2SO_4溶液中汞电极上电解析出气体时气泡的成核、长大与逸出过程,实验测得了生长过程中气泡大小与时间的关系以及脱离气泡大小、气泡群运动轨迹与析气电流密度的关系。     

MgCl2-YCl3熔盐中Mg直接脱除钛废料中固溶氧研究

针对现有钛废料脱氧方法存在效率低、金属与熔盐分离困难等问题,提出了一种脱氧新方法,即在MgCl₂-YCl₃熔盐中,采用Mg为脱氧剂,借助YOCl的生成,有效促进Mg快速高效脱除钛废料中的固溶氧。热力学研究结果表明,在温度为1200 K时,采用Mg做脱氧剂,要使Ti中的氧含量降低至10^-3以下,脱氧产物MgO的活度必须降低至0.05以下;通过建立lgp(O₂)—lgp(Cl₂)优势区图可知,在Mg/MgCl₂/YOCl/YCl₃平衡下的理论脱氧极限为1.6×10^-5。在理论研究基础上,在MgCl₂-YCl₃熔盐体系中开展Mg脱氧实验研究。结果证实,YOCl的生成有效降低了脱氧副产物MgO的活度,进而促进了镁深度脱氧,Ti中氧含量可降低至10^-3以下;另外,随着YCl₃的活度逐渐增大,Ti中氧含量逐渐降低,当YCl₃的活度为0.9时,氧含量可降至6×10^-4左右。     

氧化锆制备技术的研究现状与进展

对几种常见的氧化锆制备技术进行了介绍,并分析了这些技术的优势。化学法制备的氧化锆粒径分布均匀且该方法简单易行。溶胶-凝胶法制备的氧化锆粒径小、单分散性能优异。水热法制备的氧化锆粒径小、纯度高。电熔法制备的氧化锆杂质含量低,致密度高且制备工艺简单。微波热处理制备的氧化锆反应时间短、升温速率快、能耗小。氧化锆的多种制备工艺技术使得其性能及应用更加的多样化。