肺炎疫情下化工企業(yè)研究鉀冰晶石體系低溫鋁電解
發(fā)布時(shí)間：2020/02/15 作者：
亞鋁材料
肺炎疫情下化工企業(yè)研究鉀冰晶石體系低溫鋁電解
由于肺炎疫情下，目前化工企業(yè)基本上都沒(méi)有復(fù)工，但是不影響化工企業(yè)網(wǎng)上銷售，相信用不了多久，肺炎疫情一過(guò)去，市場(chǎng)馬上就會(huì)復(fù)蘇，進(jìn)入爆發(fā)期。
在700攝氏度下以鋁銅合金為惰性陽(yáng)極、Ti復(fù)合材料為陰極在KF-Alh-Al2〇3(CK=1.09)體系中進(jìn)行了低溫鋁電解實(shí)驗(yàn)，陽(yáng)極電流密度0.45A/cm2,分別以10A、20A和100A的電流進(jìn)行100小時(shí)電解。以惰性金廟陽(yáng)極和石墨陰極進(jìn)行10A電解時(shí)，槽電壓為3.8V,電流效率為76.2%,原鋁純度高于99%,但電解初始階段槽電壓達(dá)7V,且情性金屬陽(yáng)極的直徑平均減小了0.16mm,折筧成年腐蝕速率約為14mm/年；以惰性金湎陽(yáng)極和石禺/C復(fù)合材料陰極20A電解時(shí)電流效率吋達(dá)84.6%;100A電解時(shí)擯電壓最終穩(wěn)定迕3.97V左右，但電流效率只有76%。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)分子比對(duì)沏電壓有很大影響，CR=1.09的電解質(zhì)中電解時(shí)初始電壓為7.0V,7小時(shí)后電壓穩(wěn)定，平均槽電壓為5.7V,電流效率為64.1%;CR=1.3的平均電K為3.8V,1小時(shí)內(nèi)即達(dá)到穩(wěn)定，電流效率為59.7%,兩次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后均未發(fā)現(xiàn)惰性陽(yáng)極有明技腐蝕;鉀冰晶石中NaF的存在會(huì)加速悄性陽(yáng)極的腐蝕，超過(guò)2%高的鈉含量更容易導(dǎo)致冰晶石在陰極的沉淀。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在NaF的存在下，電解電解質(zhì)分子比從1.3至史低的電解質(zhì)時(shí),NaF含世越高,悄性陽(yáng)極的腐蝕加劇。分子比對(duì)悄性電極的腐蝕影響也很大.例如分子比越低，鋁銅合金惰性陽(yáng)極的腐蝕越小。適當(dāng)提高電解溫度能顯著降低NaF對(duì)惰性陽(yáng)極腐蝕的負(fù)作用并提高電流效率。陽(yáng)極電流密度越大,陽(yáng)極的腐蝕越嚴(yán)重，且電流效率也越低;適當(dāng)提高電解溫度可以降低槽電壓，提高電流效率；長(zhǎng)時(shí)間電解時(shí)電流效率較低,以鋁銅合金為惰性陰極、TiB/C可潤(rùn)濕陰極進(jìn)行的100A-100h的電解實(shí)驗(yàn)中，陰陽(yáng)極間距可低至1.6cm，平均槽電壓為3.67V,A1中的雜質(zhì)銅含量為0.7%,但電流效率較低，槽電壓也不銫定，其中原因之一是電解中的氧化鋁添加不均勻?qū)е逻^(guò)度不飽和或飽和.顯然電解條件還有待進(jìn)一步優(yōu)化。
以5wt%Cu-9.5wt%NiO-85.5wt%NiFe2O4瓷為惰性陽(yáng)極，純鋁為陰極在鉀鈉冰晶石混合電解質(zhì)、純鉀冰晶石熔鹽進(jìn)行了電解實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)鉀冰晶石和鈉冰晶石混合電解質(zhì)對(duì)陶瓷惰性陽(yáng)極的腐蝕較小。電解過(guò)程中梢電壓波動(dòng)比較大，電解質(zhì)中Fe、Ni、Ci等雜質(zhì)在電解質(zhì)中的分布不均勻，從雜質(zhì)總體含貴來(lái)說(shuō),鉀鈉冰晶石混合電解質(zhì)中的雜質(zhì)含量最低。兩種低溫電解產(chǎn)生的鋁中的雜質(zhì)含量都低于傳統(tǒng)的高溫電解，更為有趣的是經(jīng)低電電解后做為陰極的鋁的純度比電解前還用連續(xù)稱重法研究了KF-A1F3(CR=1.3）低溫電解質(zhì)體系在700攝氏度和750攝氏度下對(duì)耐熱水泥的腐蝕，研究發(fā)現(xiàn)腐蝕大小取決于氧化鋁的含貴、溫度和水泥的制備方法，根據(jù)實(shí)驗(yàn)估算出水泥的年腐蝕速率為12±3cm/y。并以酎熱水泥為低溫電解質(zhì)的盛放容詻進(jìn)行了72小時(shí)的電解實(shí)驗(yàn)，電解實(shí)驗(yàn)電流效率為80%。實(shí)驗(yàn)結(jié)采表明：在1000攝氏度處理5小時(shí)的高氧化鋁酎熱水泥對(duì)CR=1.3鉀冰晶石的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)研究。此外鉀冰晶石電解質(zhì)體系的熱力學(xué)數(shù)據(jù)也是比較缺乏的，對(duì)熔鹽結(jié)構(gòu)的理解也未深入，這些方面都有待于進(jìn)一步的研究。
前期對(duì)鉀冰晶石低溫電解研究主要是關(guān)注其對(duì)各種惰性陽(yáng)極的腐蝕，這是鉀冰晶石工業(yè)化應(yīng)用的基礎(chǔ)之一。但鉀冰晶石熔體對(duì)惰性陽(yáng)極的腐蝕還只停留在布察各種實(shí)驗(yàn)條件的影響，缺少對(duì)腐蝕機(jī)理的深入研究。鉀冰晶石電解質(zhì)的工業(yè)化應(yīng)用除了尋找合適的惰性陽(yáng)極材料以外,還需要更多研究電解過(guò)程和優(yōu)化工藝。此外，鉀鹽對(duì)炭素陰極和可潤(rùn)濕惰性陰極的腐蝕和滲透的研究也是其工業(yè)化應(yīng)用的重要條件之一,這方面的工作目前還很少有人涉及,需要進(jìn)一步加強(qiáng)這方面的研究。
