稀土万安电解槽漏电流的产生及其影响

稀土氟化体系熔盐电解技术经过30年的发展已经日臻成熟,但是由于电解槽侧帮漏电流引起石墨槽穿漏仍然是制约电解槽寿命的主要问题。     

氟化物体系熔盐电解制钕存在问题及改进建议

介绍了氯化物熔盐体系、钕镁中间合金法、钙热真空还原氟化钕法和氟化物体系熔盐电解氧化钕法等制取金属钕的工艺,说明了它们的优缺点。提出了稳定和降低金属钕中碳含量的方法,建议提高单炉电流强度、扩大设备,扩大品种向铁舍金引申。用上挂圆桶型阳极取代石墨电解槽、石墨电极单相电弧加热取代电解槽外部硅碳棒加热装置可取得较好效果。     

稀土熔盐电解槽内多相流动数值模拟

通过分析电解槽内的流动物质,认为电解槽的流动不仅有电解质和气泡的流动,同时也有金属液滴的流动,电解槽体系属于多相体系,在此基础上建立了二维非稳态气-液-液多相流动模型,通过计算得到了不同时间的流场分布和钕液浓度分布图,得出3 kA钕电解槽出钕时间在电解3.5 h左右为宜.为熔盐稀土电解槽生产时设定合理的出金属时间提供了参考依据.     

氟氧化钕耐火材料的研制与应用

为给大型稀土金属电解槽提供一种抗氟盐侵蚀和高温抗氧化性好 ,且对稀土金属产品无污染的内衬材料 ,以氧化钕、氟化钕及钕电解槽炉底的结瘤物为主要原料 ,将氧化钕和氟化钕或炉底料按一定比例混合、压制成块和烧成来制备熟料 ,再将熟料破粉碎 ,配料成型 ,最后烧成 ,制备了以氟氧化钕为主要组成的新型耐火材料。通过实际应用表明 ,该材料具有一定的抗氟盐侵蚀能力和高温下的抗氧化能力 ,应用于大型稀土氟化物熔盐电解槽 ,可以保证槽体运行的稳定性和良好的经济技术指标     

套筒式阴阳极稀土熔盐电解槽温度场的数值模拟

针对当前内外套筒式阴阳极结构稀土熔盐电解槽用ANSYS软件对该槽型在电解稀土金属铈时的温度场进行了数值模拟,电解槽上半径为56mm下半径31mm、极距为24mm的电极布局时,电解电流分别为20、30、40、50、60A情况下的温度场分布。结果表明,随着电流的增大,阴阳极之间的温度逐渐升高,60A电流电解时阴阳极之间的区域温度比未通电时高了70℃,因此以后电解过程中设定的炉温可适当降低,可减少电极和槽体的氧化腐蚀及电解质的高温挥发,为电解槽结构和工艺的优化设计提供参考依据。     

氟化物熔盐的制备及其应用进展

氟化物熔盐具有高温稳定性好、热导率高、比热容大、电化学窗口宽、饱和蒸汽压低和中子吸收截面小等一系列优点,是一种具有广阔应用前景的重要功能材料。本文介绍了氟化物熔盐的典型制备及净化方法（如真空除水法、氟氢化铵法、H₂-HF净化法、电化学净化法、添加还原剂法）,分析了不同方法去除熔盐中杂质离子的作用机制和技术特点。总结了氟化物熔盐在核能、冶金、功能材料制备、先进储能介质、表面处理技术、电子化学品、精细化工及熔盐电池材料等领域的应用及最新进展。突出了氟化物熔盐作为核反应堆冷却剂、熔盐电解质、高温储能材料及反应介质等方面的应用优势。指出了氟化物熔盐在制备及应用过程中存在的问题及发展趋势,并就其发展前景进行了展望。文章指出开展氟化物熔盐制备与纯化机制研究、探索氟化物熔盐净化过程中杂质的存在形式与迁移规律、阐明氟化物熔盐制备与净化机理、发展新的熔盐净化方法以减小熔盐的腐蚀性和降低成本对熔盐的工业化生产和应用至关重要。     

电解法制备硼粉过程电流效率的影响因素

电流效率是电解法制备单质硼的一个重要生产指标,它涉及到硼电解槽的产量和电耗。在电解槽型的设计过程中,如何提高熔盐电解的电流效率对于硼粉的单位时间产量、降低单位电耗等主要技术经济指标具有重要的意义。文中采用氟化钾-氯化钾-氟硼酸钾体系,进行了实验研究。在电解槽内测定了制备过程中电流效率随电解温度、电流密度、电极间距离、电解时间的变化关系。结果表明:当电解温度为760—790℃、电流密度在0.8—1.14 A/cm2、电解时间为2.5—3 h、极间距离为4 cm时,电解的电流效率最高。     

电脱氧法工艺研究用熔盐电解材料

电脱氧法是在熔盐体系中由金属氧化物直接电解制备金属或合金的工艺。本文介绍了电脱氧法及其发展,并对电脱氧法中熔盐电解材料的特性及应用进行了详细阐述和比较。包括:Ti、刚玉、石墨、不锈钢等坩埚材料的选用;阳极材料和阴极材料的应用以及阴极制备方法的改进;CaCl2、K2TiF6等熔盐体系和导线材料的选择。     

镁橄榄石熔盐电脱氧制备锂离子电池负极材料

本文采用熔盐电脱氧的方法,在NaCl-CaCl_2熔盐中,以镁橄榄石为原料,制备适于锂离子电池负极材料的镁硅合金。以压制的镁橄榄石片为阴极,石墨为阳极,研究不同烧结温度、电解温度和电解时间对镁硅合金的影响,得到了较佳的电解参数:在20 MPa下压制,900℃烧结6 h制得的阴极片,在600℃下恒电位3.10 V电解72 h,可以得到含有Mg2Si相的镁硅合金。     

KCl-NaCl等摩尔熔盐体系电解CeCl_3制备金属铈

KCl-NaCl等摩尔熔盐体系是常见的高温熔盐体系。相比于LiCl-KCl共晶盐体系,KCl-NaCl等摩尔熔盐体系允许的操作温度更高,从而可以将金属转变为液态,以便收集。本文在850℃条件下电解CeCl_3-KCL-NaCl熔盐,以99.3%的产率制备了金属铈。金属铈在坩埚底部直接获得并与熔盐快速脱模,经ICP-AES分析金属的纯度大于99.17%,EDS分析金属纯度大于99.9%。实验建立了电解过程化学模型,解释了电解效率关于电流大小的变化趋势,电流效率最高时使用的电流为3 A(电流密度为0.6821 A/cm~2)。电解过程使用搅拌桨将导致液态金属铈过度分散而无法收集。     

熔盐电解法制备硼粉的研究

对熔盐电解法制备硼粉的方法进行了论述,比较了各熔盐体系的优点和缺点,得出了氯化钾或氯化钾和氟化钾混合物的熔盐体系最适宜。用冷却曲线法对KF-KCl-KBF4体系熔盐体系的初晶温度进行了研究,研究表明:KF-KCl-KBF4体系的初晶温度为1 023—1 033 K,即750—760℃之间,当电解温度高于初晶温度20—30℃时,电解效率最高。这就为熔盐电解法制备元素硼提供了依据。     

乏燃料熔盐电解后处理动力学模型研究

电解精炼是乏燃料干法后处理工艺中的关键环节。针对氯化锂-氯化钾（LiCl-KCl）熔盐环境中的电解精炼行为,基于电极表面处的反应过程建立了动力学模型。通过与现有实验数据的比较验证了模型的有效性。通过该模型,可以预测电解精炼过程中液镉阳极中乏燃料的溶解和阴极处金属沉积的动力学特征,以及所涉及元素的分电流、电极电位和熔盐中离子浓度的演变。除此之外,该模型还能模拟多元素复杂体系电解精炼的过程。当使用锆、铀、钚及稀土作为阳极时,模拟结果显示在阳极处锕系元素和稀土元素随时间逐渐溶解,而惰性金属几乎不溶解。在熔盐中,钚的浓度逐渐增加而铀的浓度逐渐减少,当钚开始在固体阴极发生沉积后,铀的沉积速率减小,而稀土元素和锆在阴极的沉积量极少。     

干法后处理废盐中活泼裂片元素的净化工艺研究进展

随着快堆研究的快速发展,干法后处理工艺流程也逐渐成为了研究重点,熔盐电解干法后处理是未来先进核燃料循环系统的核心环节和关键技术。氯化锂-氯化钾共晶盐是干法后处理工艺中最常用的熔盐体系。为了提取乏燃料中的锕系、镧系和铯、锶元素,需要对熔盐进行长时间的电解。在锕系分离提取过程中,镧系和铯、锶等活泼裂片元素在熔盐中不断积累,不仅会改变熔盐体系的理化性质,还将影响后续锕系产品的净化效果。为实现溶剂盐复用,使放射性废物最小化,需定期对废熔盐中的镧系和铯、锶等活泼裂片元素进行净化处理。对干法后处理氯化锂-氯化钾废熔盐中镧系和铯、锶等活泼裂片元素采取的净化工艺,包括熔盐萃取法、熔盐电解法、沉淀法、区域精炼法等工艺的原理、特点和研发进展进行了综述和比较分析,讨论了上述工艺中为实现溶剂盐复用、减少放射性废物产生对废熔盐中的镧系和铯、锶等活泼裂片元素的净化效果。指出了中国废盐净化将围绕实现稀土资源利用最大化、保护环境、最大程度上减少废物的排放开展相关方向的研究。     

熔盐体系组成对二氧化碳电化学合成新型碳材料形貌影响

以碳酸盐为电解质,以铁、镍、镍铬合金等廉价金属材料为电极,研究构建了高温熔盐电解池,将CO₂一步法转化为新型碳材料,并考察了熔盐组成及配比、电解温度、电流密度、电极材料等实验条件对碳材料形貌结构的影响。采用X射线能谱分析仪（EDS）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、比表面积测试仪（BET）、X射线衍射仪（XRD）及拉曼光谱仪（Raman）等手段对碳材料的元素组成、形貌结构、比表面积、结晶度、有序度等特性进行表征分析。研究结果表明,450～600℃温度范围内,电解多元混合熔盐体系主要生成无定形碳;同时,电解温度、电流密度、电解质组成及配比等对碳产物的比表面积具有明显影响;通过改变电解质体系,辅以调控电流密度及电解温度等实验参数,可实现碳纳米管、碳球及蜂窝状多孔碳等特定形貌碳材料的可控合成,其中碳纳米管的石墨化程度较高,且由碳原子组成的层状六方石墨晶体排列规则有序。     

熔盐电解二氧化锰制备锰新工艺研究

提出了以二氧化锰为原料经一步熔盐电解得到锰新工艺,具有工艺流程短、低能耗、无环境污染等特点.采用850°C的NaCI-CaC12混合熔盐体系,以烧结后的MnO2片作为阴极,高密度石墨碳棒作阳极,在工作电压(2.8-3.2 V)下进行电解.研究了不同的烧结温度、电解电压和电解时间等因素对阴极片形貌及其对电脱氧反应的影响,结果表明采用熔盐电解MnO2粉末直接制备金属Mn的最佳的工艺条件为:MnO2粉末在20 MPa下压片,1 000°C烧结5 h后,在850°C的NaC1-CaC12混合熔盐中加3.0 v的工作电压电解13 h.     

掺稀土氟化物玻璃上转换发光材料发展概况

和传统的氧化物玻璃相比,氟化物玻璃具有声子能量低的特点,因此无辐射跃迁几率小,上转换量子效率高,使得掺稀土离子的氟化物玻璃具有高的发光效率.且稀土离子的能级在氟化物玻璃中具有较长的寿命,形成更多的介稳能级,有丰富的激光跃迁.利用稀土离子在氟化物光纤中的上转换特性,可以获得性能优良的光纤激光器.本文简述了掺稀土氟化物玻璃上转换激光材料的发光机理和研究进展.     

铝用炭素阴极发展动态

铝工业用炭素材料共分两种类型，一种是阳极材料，以石油焦和煤沥青为原料制造，称为少灰制品，是铝电解槽的导电材料，随电解过程的进行而消耗，其消耗量为毛耗0.6t/tAl；另一种是阴极材料，又称槽内衬材料，包括底部炭块和侧部炭块两种以及筑炉糊料，生产过程中是不消耗的，但随着生产的进行，在强磁场的作用下，铝液循环的冲刷,电解质氟化物的侵袭，而渐渐的被磨蚀或破损，造成铝液或电解质的渗漏，电解槽从而被迫大修理并更换其底部和侧部炭块，其消耗量约为10－13kg/t。（这是按200KA大型预焙阳极电解槽和槽奉命平均1200天－1500天为基础而计算得出的）。     

离子膜电解法制备高锰酸钾

以锰酸钾为原料,采用离子膜电解槽制备高锰酸钾。研究了锰酸钾浓度、电解电流、温度、时间和电解槽内填充材料对电解效果的影响,确定了膜电解法制备高锰酸钾的工艺条件。结果表明,恒定电流下电解,随着电解时间的延长,转化率在增大,但电流效率在下降;阶梯电流下电解,整个电解过程,电流效率维持在70%以上。在多于5倍电解槽容积的电解液、79. 63 g/L锰酸钾、65～68℃、4级阶梯电流条件下电解120 min,锰酸钾转化率为78. 73%,电流效率为71. 85%,电流效率较传统工艺大幅提高。     

国产EC—1石棉绒在金属阳极电解槽上的应用

金属阳极电解槽是氯碱行业生产的主要设备，电解槽生产运行的性能是否稳定，直接关系到电解工序后面的各工序生产，电解槽的运行参数影响到盐水电解的电流效率，支管氯气纯度，总管氯中含氧的百分率，以及电解出来的碱液中NaOH含量等主要经济技术指标，因此，它直接影响到氯碱产品的质量，而电解槽运行的好坏与电解槽的隔膜制作和隔膜材料的质量有着非常重要的联系，隔膜材料的质量直接影响到隔膜的品质，而嗝膜的品质决定了电解槽运行的好坏。我厂是森工部门的一个转产单位，使用的是北京产的8型金属阳极电解槽，当时由于没有氯碱生产方…     

固体聚合物电解质(SPE)盐水电解槽

叙言美国通用电气公司的直接能源转换计划机构(The Direct Energy Conversion Programs)在开辟了宇宙燃料电池的技术基础上,采用固体聚合物电解质(Solid Polymer Electrolyte——简称SPE)和特氟纶(Teflon)相结合的触媒电极体系,为工业化生产氯气、氢氧化钠和氢气成功地开辟了包括水电解、盐酸电解和氯化钠盐水电解工艺。 SPE盐水电解槽类似离子交换膜电解槽。在离子交换膜电解槽中膜的作用是:(1)保持电解反应物分开和(2)提供化学