含铝添加剂对炭素阳极空气/CO2反应活性的影响

铝电解用炭素阳极在电解生产过程中，除发生阳极反应外，还与空气及阳极反应产物CO2发生氧化反应，导致炭素阳极的过量消耗。为降低炭素阳极的过量消耗，制备了添加不同含铝添加剂(Al、Al4C3、AlF3和Al2O3)的炭素阳极试样，采用等温热重法测试其空气／CO2反应活性。结果表明，多种含铝添加剂可降低炭素阳极在450℃下的空气反应活性和970℃下的CO2反应活性，且随着添加剂Al4C3、AlF3和Al2O3，含量的提高出现最小活性值，但是各种添加剂都提高了阳极在550℃下的空气反应活性。     

复合型抗氧化剂对预焙阳极材料抗氧化性能的影响

首次提出了在预焙阳极材料用煤沥青输送至熔化槽脱水前直接添加抗氧化剂的方法并制备了新型预焙阳极材料。通过扫描电子显微镜(SEM)检测和抗氧化性能分析等方法表征了预焙阳极材料的显微结构、氧化度以及添加抗氧化剂前后沥青的微观结构, 并探讨了预焙阳极材料的抗氧化机理。结果表明:添加1%的AlF₃/Li₂CO₃(AlF₃与Li₂CO₃质量比为2∶3)的预焙阳极材料的体积密度达到1.55 g/cm³, 经过900 ℃煅烧后其氧化度值仅为15.7%, 比不添加抗氧化剂的预焙阳极材料的氧化度值降低了10.6%。在沥青炭化成焦过程中, 这种复合型抗氧化剂镶嵌在炭质本体中, 使得沥青焦与石油焦的活性状态趋于一致, 直接降低了沥青焦中不饱和键的活性点数量, 阻挡O₂、CO₂等氧化性气氛与阳极接触面微孔的接触, 从而减少预焙阳极材料的过量消耗。     

Pb-Ag阳极涂层制备及其电催化析氧性能

基于提升湿法冶金中Pb-Ag阳极析氧活性、降低析氧过电位的目的, 通过电镀技术在室温条件下制备了一系列不同涂层的Pb-Ag阳极。采用X射线衍射和扫描电镜对涂层的晶体结构和表面形貌进行了表征。并运用线性扫描(LSV)、循环伏安(CV)和交流阻抗(EIS)技术分析比较了不同阳极涂层的电化学性质。研究表明, 加入Mn²⁺、Co³⁺可促进阳极析氧反应的动力学过程, 其中加入Mn²⁺的作用强于Co³⁺; 同时加入Mn²⁺和Co³⁺的电极比单独加入Mn²⁺或Co³⁺离子的电极对析氧反应的促进更明显, 说明具有双复合涂层(PbO₂/MnO₂/Co₃O₄)的铅基阳极最能有效促进氧气的析出, 降低铅基阳极板的析氧电位。     

氨络合物体系电积金属镍的阳极过程

采用循环伏安法、气相色谱法及X—射线衍射技术研究Ni-NH3-NH4Cl-H2O体系电积金属镍的阳极过程。结果表明电积过程阳极产物为高价镍化合物，随电解液中NH4Cl浓度增加，阳极生成的固体产物量逐渐降低。阳极上产生气体产物主要是氮气和少量的氧，氮气是由涂钌钛阳极上析出的氯将电解液中的氨氧化而产生。     

不同电解温度下 NiFe2 O4基金属陶瓷惰性阳极的熔盐腐蚀行为

采用等静压气氛烧结法制备NiFe2O4基金属陶瓷惰性阳极,在不同温度下进行电解试验,通过分析电解试样的表层形貌及组织成分,研究电解温度对NiFe2O4基金属陶瓷腐蚀的影响,并对其熔盐腐蚀行为进行探讨.研究结果表明:较高温度有利于电解稳定性的提高及表面致密保护层的形成,在925℃和960℃电解温度下阳极较为稳定,槽电压维持在3.0~4.0V之间;在880℃电解温度下阳极出现肿胀和开裂,槽电压异常升高,Al2O3的溶解度较低,抑制了阳极与电解质熔体(尤其是Al2O3)的交互作用,降低了材料的耐蚀性能.     

建筑铝型材宽温快速阳极氧化节能工艺及应用

为解决建筑铝型材传统阳极氧化工艺能耗过大的问题,进行了宽温阳极氧化工艺试验,研究了添加剂GYK-1含量对阳极氧化温度上限、阳极氧化电压及成膜速度的影响,同时探索了Al³⁺浓度对阳极氧化温度上限的影响,得到最佳宽温阳极氧化工艺条件为:H₂SO₄浓度160～180 g/L,添加剂GYK-1用量50 g/L,Al³⁺浓度20～25 g/L,氧化温度35±2℃,电流密度150 A/m²,氧化时间17 min。该节能工艺成功应用于生产,在保证氧化膜达到国家标准情况下,阳极氧化工艺温度上限从22℃提高到33℃,成膜速度提高20%,电压降低10%,大幅度降低能耗的同时提高了生产效率,为铝型材厂节能生产提供了有效途径。     

关于电积锑电能消耗的初步探讨

从Na_3SbS_3—Na_2S—NaOH 溶液中电沉积锑的工艺,已在国内应用于生产。本文是这一研究工作的一部分。内容包括:(1)由Ⅰ—Ⅴ曲线法确定了Na_3SbS_3的分解电压为1.72伏,并由阴、阳极极化曲线的数据进行了核对。(2)在30安培扩大实验电解槽上进行了槽电压平衡测定。(3)经红外光谱及X—射线分析表明:阳极钝化膜的成分及结构为β—FeOOH,Fe_3O_4,γ—Fe_2O_3和FeSO_4·7H_2O。由于尖晶石型γ—Fe_2O_3和固态FeSO_4均为电的不良导体,使阳极电压降在整个槽电压中约占1/5—1/4。文中指出:在隔膜电解条件下,当采用铁质材料作为不溶阳极时,为了减少电积锑的电能消耗,宜采用较低的阳极电流密度。同时,为了减少阳极上FeSO_4的生成,宜选择有效的阳极隔膜材料,以防止S~(2-)离子由阴极液向阳极液的迁移。     

电解锰用钛基修饰阳极Ti/SnO_2/MnO_2的制备与性能研究

采用Ti板作为基体,采用涂敷及热分解方法在其表面制备SnO2中间层和MnO2催化涂层,通过测试极化曲线分析其催化活性。采用活化后的Ti/SnO2/MnO2板作为电解锰的阳极板,以增大电流效率和降低能耗。结果表明Ti/SnO2/MnO2作为电解锰阳极板时的阳极电位和槽电压相对于铅板作为电解锰阳极板的阳极电位和槽电压都有明显的降低;阴极板上得到光滑的银白色锰层,阳极溶液中得到粉末状MnO2,可以用于制备锰酸锂;阴极电流效率从79.92%增大到88.80%,高于工业生产中的阴极电流效率,同时单位能耗从6946 kW·h/t降低到6079 kW·h/t,低于电解锰厂的单位能耗。Ti/SnO2/MnO2钛基修饰阳极是一种具有较好应用潜力的同槽电解锰和二氧化锰的阳极板。     

镍钴双阳极对电铸合金铸层性能的影响

采用镍钴双阳极电铸工艺制备镍钴合金铸层，研究不同钴阳极面积及电流密度对铸层钴含量和显微硬度的影响。结果表明：随着钴阳极面积的增加，电铸液中钴离子的浓度升高，铸层的钴含量和显微硬度逐渐增加。随着钴阳极电流密度的增加，铸层的钴含量和显微硬度先下降后升高，钴阳极电流密度3A/dm2时对铸层钴含量和显微硬度影响最显著。在镍阳极电流密度3A/dm2,钴阳极电流密度1A/dm2，镍钴双阳极面积相等时，铸层的钴含量最多，显微硬度最高，为523.5HV。     

大型铝电解槽阳极开槽试验的研究

分析了阳极开槽对铝电解槽运行状态的影响, 并在伊川第二铝厂300 kA大型预焙阳极电解槽上进行了工业试验。试验采用开槽机开槽的方式在焙烧完的阳极上进行开槽, 开槽尺寸为1 550 mm×10 mm×260 mm。以普通阳极为参照, 对开槽阳极电解槽的阳极电压降、炉帮厚度、电流效率和电能消耗等技术指标进行研究, 研究结果显示, 阳极开槽可以降低阳极过电压, 提高电流效率和降低电耗。     

元阳金精矿矿浆电解的阳极过程

通过在氯盐介质测量云南元阳金精矿中几种成分在石墨阳极上的阳极极化曲线，研究矿浆电解条件下矿粒阳极氧化的机理。结果表明，在元阳金精矿矿浆电解的条件下，黄铜矿、黄铁矿、元素硫基本不发生阳极氧化，而H2S则在石墨阳极上或被溶液中的Fe^3 和Cu^2 氧化为元素硫。     

用于Ni和Zn电积的节能形稳阳极(DSA)——实验室研究

在金属电积生产中,降低阳极上的析氧(或析氯)超电压是节能的重要途径之一。采用形稳阳极(Dimensionally Stable Anodes,简称DSA)可以实现。以Ti为基材的DSA具有抗腐蚀性强,析氧超电压低,不污染阴极产品等优点,可望取代现行Pb阳极,达到节能目的。研制了四种新型阳极,即Ti基RuO_2—TiO_2(Ⅰ);Ti基MnO_2(Ⅱ);石墨基RuO_2—TiO_2(Ⅲ)及陶瓷基RuO_2—TiO_2(Ⅳ)。用稳态恒电位法测定了极化曲线,获得了不同电流密度下析氧超电压数据和电极过程动力学数据。表明阳极(Ⅲ)的电催化活性最好,析氧超电压最低。在电解含H_2SO_4的NiSO_4时,60℃及250A/m~2下,阳极析氧超电压的增大次序为Ⅲ<Ⅳ相似文献   

二氧化锡基惰性阳极的耐腐蚀性研究

探讨了SnO_2基惰性阳极在冰晶石一氧化铝熔体中的腐蚀行为,研究发现,过量的NaF和AlF_3都是不利的,而过量的NaF更为有害。分子比的最好范围是2.8～3.2。Al_2O_3浓度对SnO_2基阳极的腐蚀速率也有显著的影响,当Al_2O_3浓度低于2%时,腐蚀速率急剧增加;当Al_2O_3浓度处于或接近饱和时,电极工作良好,腐蚀速率很低。高LiF含量和高电流密度对SnO_2基电极来说都是有害的。在某些情况下,惰性阳极会发生严重的崩散现象。本文对腐蚀机理也作了初步探讨。     

Sn对AP65镁阳极显微组织和电化学性能的影响

采用熔炼法制备了Mg-6%Al-5%Pb-Sn镁阳极材料。采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、浸泡法、恒电流极化法和动电位扫描法分别研究了不同Sn含量对AP65镁阳极显微组织和电化学性能的影响。结果表明: 加Sn后镁阳极显微组织中产生条形Mg₂Sn相, 主要分布于基体晶界, 且Mg₂Sn相含量随着Sn含量增加而增多;Mg-6%Al-5%Pb-2.0%Sn镁阳极析氢速率、失重速率、自腐蚀速率最小, 而腐蚀电位、腐蚀电流密度、工作电位和阳极使用效率最高。随着Sn含量增加, 镁阳极腐蚀微裂坑和腐蚀产物减少, 镁阳极溶解速率降低。     

低极距下铝电解的电流效率——实验室研究

降低现有铝电解槽的极距可以获得很大的节能利益。本文从降低极距不损失或少损失电流效率的角度出发,对低极距下电解的电流效率进行了实验室研究。采用经改进的重量法直接测定小槽内铝阴极的电流效率。结果表明:在980℃时,在电解质与铝液界面上保持薄层Al_2O_3的情况下,极距降至2—3厘米时,电流效率超过80％(经铝损失修正后大于94％)。但极距低于2厘米后,电流效率急剧降低,且槽电压剧烈波动。采用带有排气沟的阳极后,由于加速了阳极气体的排去,在极距降至1—2厘米时仍可获得大于70％(修正铝损失后大于81％)的电流效率,且槽电压的波动也完全消失。     

辉锑矿在盐酸溶液中的阳极氧化

用电位扫描法和恒电位电解法研究了Sb_2S_3在HCl溶液中的阳极氧化电化学,确定Sb_S_3的阳极溶解为不可逆电极过程。在电位0.4伏附近是三价锑与S°的生成,在电位0.8伏附近是三价锑氧化为五价,实验表明阳极溶解产物S°不能电化学氧化为SO_4~(2-)。增大H~+及Cl~-浓度,升高温度能提高Sb_S_3的溶解速度。     

镁合金正交优化阳极氧化膜耐蚀性能研究

采用正交设计,获得优化的AZ91D镁合金阳极氧化膜。通过SEM、XRD、极化曲线和浸泡试验方法分别研究了AZ91D镁合金阳极氧化膜的表面形貌、结构和成分,以及膜的耐蚀性。结果表明:镁合金阳极氧化膜具有多孔结构,孔径较小且分布均匀;阳极氧化膜主要由MgF2和Al2SiO5组成;阳极氧化膜击穿电位与腐蚀电位的差值ΔE值高达980mV;35℃下,在3 5%NaCl中性溶液中经48h浸泡,阳极氧化膜未出现明显的腐蚀痕迹。     

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。     

预焙槽阳极压降影响因素研究

针对我国铝电解吨铝电耗高的现状,以186kA系列电解槽阳极为研究对象,对阳极压降、回路压降和槽工作电压进行了理论计算,分析了影响阳极压降过高的因素。研究结果表明,回路压降约占槽工作电压23%;阳极压降约占回路压降41%;阳极压降理论计算值为391.15mV;影响阳极压降的主要因素是钢-炭压降和阳极炭块压降,次要因素是铝-钢爆炸焊压降和阳极钢爪压降;降低阳极压降有一定潜力。阴极压降占回路压降的比重也较大,降低阴极压降也有一定潜力。对于300kA以上大型预焙槽,应该运用阳极理论压降放大准则进行研究与分析。     

SiO2熔盐电解制备单质Si过程热力学分析

熔盐电解SiO_2制备单质Si过程中,电解温度、气体分压对SiO_2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SiO_2的稳定性差,容易被电解还原生成单质Si,而中间产物CaSiO_3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SiO_2和CaSiO_3的电脱氧反应的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CO_2,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。