熔鹽電解法制備鋁鈣合金的研究.pdf

1、本文以CaCl2-CaF2二元系和BaF2-CaF2-CaCl2三元系為電解質(zhì),CaO為原料,熔鹽電解制備Al-Ca合金,研究了熔鹽物理化學(xué)性質(zhì),并考察了電解工藝參數(shù)。采用下沉式與上浮式兩種結(jié)構(gòu)的電解槽,成功的制取了鋁鈣合金,合金中Ca濃度最高可達(dá)14％,高于鋼鐵冶煉脫硫脫氧劑5％的要求,完全滿足了生產(chǎn)的需要。
　　 測定了CaCl2-CaF2體系和BaF2-CaF2-CaCl2體系密度,熔鹽的密度隨溫度的升高而下降；CaO的加

2、入對熔鹽密度的影響不大,CaF2和BaF2的加入會顯著增加熔鹽密度。采用差熱-熱重分析法,測定了CaCl2-CaF2體系初晶溫度為640℃,BaF2-CaF2-CaCl2體系初晶溫度710℃；采用連續(xù)變化電導(dǎo)池常數(shù)(CVCC)法測定了電解體系的電導(dǎo)率,電解質(zhì)的電導(dǎo)率隨溫度的升高而增大,隨CaO的加入量增加而減小。對熔鹽物理化學(xué)性質(zhì)的研究,為選擇電解質(zhì)的組成和電解溫度打下基礎(chǔ)。
　　 采用循環(huán)伏安法研究了CaCl2-CaF2體系的

3、電化學(xué)行為,以碳為研究電極時(shí),在陽極上產(chǎn)生氯氣,在陰極上產(chǎn)生鈣之外,還有中間產(chǎn)物CaC2,當(dāng)向CaCl2-CaF2體系中添加CaO后,在掃描電位時(shí),負(fù)于氯離子析出電位前有一個氧化電流峰,此電流峰是氧離子O2-離子放電生成CO2的電流峰。
　　 論文考查了電解溫度、電流密度和電解時(shí)間等條件對反電動勢和電流效率的影響。
　　 研究結(jié)果表明,采用鋁液下沉式電解槽,在CaCl2-CaF2-CaO電解體系中,反電動勢隨電流密度的增

4、加而增大、隨電解時(shí)間的延長而逐漸升高；反電動勢隨極距的增加有所上升,隨溫度的升高而下降。電流效率隨溫度的增加降低,隨電流密度先增加后降低,電解時(shí)間為1h時(shí),電流效率最高為71％。
　　 研究結(jié)果表明,采用鋁液上浮式電解槽,在BaF2-CaF2-CaCl2-CaO電解體系中,反電動勢隨電流密度的增加而增大、隨電解時(shí)間的延長而逐漸升高、隨溫度的升高而下降。電流效率隨溫度的增加降低、隨電流密度先增加后降低的,電解時(shí)間為1.5h時(shí),電流