电解铝电解质过热问题一直是电解铝生产当中控制指标之一。在实际生产过程中肯定会有一定的影响因素。因此，近年来，对电解铝电解质“过热度”指标的控制研究，越来越引起众多专家学者及生产厂家的高度重视。2007年初，在进一步实施延长大型预焙槽寿命的探索实践中，中铝山东企业电解铝厂电解二车间针对电解质“过热度”对槽寿命的影响力，提出了对《提高电解质“过热度”合格率》的研究课题。该项目引起分厂领导的高度重视，被列入电解铝厂2007年重大科研项目之一。在此后半年多的时间里，该厂科研人员深入生产一线，采集了大量现场数据，准备利用这些数据拟合出初晶温度与电解质各组份之间的回归方程，建立“过热度”控制模型并编制控制程序，从而实现对电解质“过热度”的智能化控制。经多次测试并与现场数据反复验证，Minitab数据分析软件做出的回归方程，所拟合出的初晶温度与实际测量温度偏差控制在±5℃的范围内，准确率高达95%以上，较好地体现了拟合回归方程的价值，对进一步《提高电解质‘过热度’合格率》的深度研究和实践起到决定性作用。对于电解铝电解质的过热问题对于各大工厂企业来说都是不能避免的问题之一。 

铝电解质是铝电解的中心部分,它是衔接阳极和阴极之间的高温熔体,电解质主要以冰晶石为溶剂、氧化铝为溶质。因冰晶石和氧化铝中含有必定数量的杂质,以及在电解出产中为改进电解质的物理化学性质,还向电解质中参加某些添加剂,所以工业出产上的电解质是由多种成分构成的。工业铝电解质一般含有冰晶石(约80%)、氟化铝(9%~13%)和氧化铝(1.5%~3.5%)以及添加剂氟化钙、氟化镁和(5%~7%)。　　　　选用冰晶石作为熔解氧化铝的溶剂,是因为它基本上能满意铝电解的需求。它具有如下特性:　　　　(1)熔融的冰晶石能较好的溶解氧化铝,使氧化铝离解成离子并可进行电化学反响,并且构成的电解质初晶温度低于冰晶石的熔点,然后下降氧化铝的电解复原温度。　　　　(2)在电解温度下,熔融的电解质密度比铝液的密度还低约10%,它能很好的浮在电解出来的铝液上面,这样简化了电解槽的结构,削减铝的氧化丢失,有利于电解进程。　　　　(3)熔融的电解质具有较好的流动性,在正常出产情况下,有利于铝和电解质的别离,气体的排出,使电解质温度和成分在槽内各部位都比较均匀。　　　　(4)熔融的电解质具有杰出的导电性和导热性。　　　　(5)冰晶石和固体电解质基本上不吸水,挥发性也不大,削减了电解质的耗费,可以确保电解质成分相对安稳。　　　　冰晶石-氧化铝熔体的上述特性,是其他物质不具有的。因而,在铝电解出产中选用冰晶石-氧化铝氟化物熔盐系统作为电解质是比较适合的。

在铝电解生产中电解质的导电率会遭到多方面要素的影：　　①与电解温度有关。温度越高，离子运动越快，导电率添加。可是电解温度高，会形成电流效率下降，能耗和原材料添加，因此进步导电率的效益补偿不了下降电流效率和其它的丢失。　　②与电解质分子比有关。导电率随分子比的添加而添加。　　③与Al2O3浓度有关。电解质的导电率随Al2O3浓度的添加而下降。　　④与电解质中的炭粒有关。当电解温度高时，会使电解质中炭粒含量增多，炭含量增多时不只使电解质的导电率下降，还能削减电解质对Al2O3晶体的湿润性，然后也会形成氧化铝沉积。　　⑤与电解质中的添加剂有关。添加剂关于冰晶石导电率的影响，可分为两类；向电解质中添加和氯化钠能改进电解质的导电性，特别是作用明显。向电解质中添加氟化钙和氟化镁能下降电解质的导电度，但它们能使炭渣好别离，削减电解质中的炭粒含量，可使电解质的导电性较好，间接地添加导电率。

氯化锂－低共熔混合物经熔盐电解在电解槽阴极上分出金属锂的进程。它是20世纪90年代工业上出产金属锂的仅有办法。 1818年英国人戴维(H．Davy)用电解熔融碳酸锂的办法，首要制得了金属锂。1855年德国人本森(R．W．Bunsen)和马提森(A．Matthissen)电解熔融氯化锂制得了很多金属锂。但由于氯化锂熔点在873K以上，在高温下电解，氯化锂的蒸发性和吸湿性极强，严峻腐蚀设备，而没有得到实践运用。1893年贡茨(Guntz)提出电解含有等量氯化锂和的熔融体电解质制取金属锂的办法。此法运用氯化锂和共熔混合物熔点低的特性，由氯化锂一低共熔混合物组成电解质不易蒸发，并且熔点又低，可在约。723K温度下电解。迄今为止，金属锂的工业出产均选用这种低共熔混合物电解质。 一、原理 直流电通过氯化锂－熔体时，氯化锂离解为锂离子和氯离子： LiCl → Li＋＋Cl－这些离子按同性相斥、异性相吸的原理运动，Li＋移向阴极，在阴极上得到一个电子而分出锂： Li＋ ＋ e→Li Cl－移向阳极，在阳极上失掉一个电子而分出： 2Cl－ －2e→Cl2在阴极上分出而漂浮于电解质表面的熔融金属锂集合到必定数量时，便进行铸锭。阳极上分出的搜集于阳极室内，排出或进行收回处理。 二、工艺 氯化锂在电解进程中不断被耗费，跟着电解的进行有必要往电解槽中补加必定量的氯化锂，使电解质在电解进程中坚持最佳组成和电解质在电解槽内处于最佳水平高度。电解法制取金属锂出产能力的计算式为： P=0．26Aη 式中P为金属锂的出产能力，g／h；η为电流效率，％；A为通入电解槽的均匀电流，A；0．26为锂的电化学当量，g／(A．h)。 氯化锂－熔盐电解制取金属锂的工艺条件为：电流强度6000～8000A，槽电压8～10V，槽温703～783K，极距离7～10cm，电解质水平60～67cm，电解质组成LiCl：KCl＝(57～53)：(43～47)，阳极电流密度0．8～1．2A／cm2 ，阴极电流密度2．0～4．5A／cm2 ，容积电流密度0．01～0．0123A／cm3 。技能经济指标为：电解槽产值31～32kg／d，电能单耗42kW • h／kg，氯化锂单耗6．5～7kg／kg，单耗0．2kg／kg，电流效率在85％以上，产品纯度98．5％～99％。 三、锂电解槽 常见的锂电解槽有圆形和矩形两种结构方式。一般工业电解槽的槽体都用钢板焊成，内衬耐火砖用石墨作阳极，用低碳钢作阴极，在阴、阳极之间用隔阂分隔。隔阂材料有不锈钢、铝刚玉(Alundum)、滑石、耐火材料等。隔阂的作用是阻挠反响产品与金属锂混合和再化合，以进步电流效率。 国际上选用的锂电解槽有戴维斯(Dagussa)型电解槽、美国型电解槽和法国密封式电解槽三种类型。戴维斯型电解槽有1000A小型电解槽和30000A。大型电解槽两种。小型锂电解槽是用耐火砖面料的圆柱型槽，石墨制成的阳极由槽底伸入，钢板制成的阴极由槽顶刺进。大型锂电解槽的槽体由钢板焊成，用耐火砖面料，由槽底伸入四个圆柱形石墨阳极，槽旁边面引进四个环绕阳极的钢筒阴极。美国型锂电解槽是依据贡茨的专利改善的。槽体由钢板焊成，槽的外壁和底部用气体火焰加热，以坚持电解质熔融。由槽顶刺进五根笔直安放的石墨阳极，由低碳钢制成的阴极固定在槽底。法国密封式锂电解槽的特点是阴极产出的金属锂在特殊的搜集器中搜集，完全避免与空气或触摸，可获得纯度99．9％的金属锂，直接供化学电池及原子能工业运用。其槽体为双层壁，由不锈钢焊成，圆筒型阴极焊接在槽底，石墨阳极由槽顶刺进，阴极顶部装有固定在槽盖上的金属锂搜集器。 我国选用的工业锂电解槽有双层不锈钢结构，耐火砖面料结构和石墨面料、耐火砖保温层的无隔板结构三种槽型。后两种锂电解槽都对错密闭的，阳极产品——不通过收回处理。阴极用不锈钢制成，阳极用石墨制成，阴极和阳极都从槽的上部刺进槽内电解质中，石墨阳极置于槽中心方位，两个不锈钢阴极置于阳极的两边。这种上插式电极的锂电解槽，尽管电极的拆开、检修、装置比较便利，但石墨电极在电解质界面处易被腐蚀，耗费大，运用期短。 石墨面料、耐火砖保温层的无隔板锂电解槽无槽壳，四周用钢板加固，在槽膛与阳极板平行的两边有向槽底歪斜45。的夹角，有用容积为603L。电解槽阳极由两块石墨板合拼而成。通过高铝水泥制成的阳极盖板悬挂于槽瞠中心，两边由隔板和阳极盖板组成阳极室；低碳钢或不锈钢阴极悬挂于隔板两边，组成阴极室。其结构如图。锂电解槽示意图 1－耐火砖；2－石棉板；3－石墨面料；4－钢制阴极；5－阳极盖（高铝水泥）；

摘要:用电化学办法研讨了在“4ｍｏｌ/ＬＫＯＨ+2 0%聚酸(ＰＡＡ)”中,增加剂聚乙烯醇(ＰＶＡ)和Ｎａ3ＰＯ4对铝阳极电化学功能的影响。当增加2%ＰＶＡ或8%Ｎａ3ＰＯ4增加剂时,刚好能使“4ｍｏｌ/ＬＫＯＨ+2 0%ＰＡＡ”成为胶体。与“4ｍｏｌ/ＬＫＯＨ+2 5%ＰＡＡ”胶体电解质比较,铝的腐蚀电流密度和极化程度下降,开路电位负移,电导率和放电时刻增加。8%Ｎａ3ＰＯ4对铝的电化学功能改进比2%ＰＶＡ愈加显着。 　　关键词:铝阳极;　碱性胶体电解质;　增加剂;　电化学功能 　　中图分类号:ＴＭ911 41　　文献标识码:Ａ　　文章编号:1001-1579(2006)03-0214-02 　　酸性的胶体铅蓄电池的特色[1],引起了人们很大的爱好,但碱性胶体电解质的研讨报导较少。铝 空气电池有许多长处[2],2 5%的聚酸(ＰＡＡ)刚好能使4ｍｏｌ/ＬＫＯＨ生成胶体,且铝的腐蚀小,但与自在碱溶液比较,铝阳极的极化程度增大[3],由于ＰＡＡ的含量影响电解质分散,故应减小其含量。本文作者将ＰＡＡ浓度降到2%,用聚乙烯醇(ＰＶＡ)和Ｎａ3ＰＯ4作增加剂,对铝阳极在碱性胶体电解质中的功能进行了研讨。 　　1　试验 　　电极:①研讨电极为铝(99 999%,Ф1 00ｍｍ),将其一端表面暴露,其他用环氧树脂密封,别离用1200号、2000号、3000号金相砂纸打磨,然后用乙醇除油;②辅佐电极为石墨;③参比电极为ＨｇＯ/Ｈｇ,4ｍｏｌ/ＬＫＯＨ。试剂:ＫＯＨ、Ｎａ3ＰＯ4(ＡＲ),ＰＡＡ、ＰＶＡ(工业品)。仪器:用ＬＫ98ＢⅡ(天津产),丈量铝阳极的线性扫描伏安曲线(1ｍＶ/ｓ)、Ｔａｆｅｌ曲线(1ｍＶ/ｓ)、电位改变曲线以及开路电位Ｅｏｃｐ;用ＣＨＩ660Ａ(美国产)丈量碱性胶体电解质的电导率。试验温度为30℃。 　　2　结果与评论 　　2 1　增加剂ＰＶＡ的影响   　 2 1 1　腐蚀功能 　　图1为Ａｌ在“4ｍｏｌ/ＬＫＯＨ+2%ＰＡＡ+ｘ%ＰＶＡ”中的Ｔａｆｅｌ曲线。 2008_05/temp_08052113338742.gif">     　显着:①跟着ＰＶＡ含量的增加,铝的腐蚀电流密度下降,这是由于高分子ＰＶＡ对氢阴极复原时水的分散有阻止作用,铝电极的自放电会显着减小;②刚成为胶体时,胶体电解质“4ｍｏｌ/ＬＫＯＨ+2%ＰＡＡ+2%ＰＶＡ”的腐蚀速度(Ｊｃｏｒｒ=4 75ｍＡ/ｃｍ2)小于胶体电解质“4ｍｏｌ/ＬＫＯＨ+2 5%ＰＡＡ”(Ｊｃｏｒｒ=5 09ｍＡ/ｃｍ2),如表1所示。 　　2 1 2　极化程度及开路电位    　在“4ｍｏｌ/ＬＫＯＨ+2%ＰＡＡ”溶液中,随增加剂ＰＶＡ含量的递加,铝的极化程度增大(见图2ａ)。　　这可能是高分子增加剂使Ｋ+和ＯＨ-的电搬迁将变得困难,但增加量过小将影响胶化。刚好使“4ｍｏｌ/ＬＫＯＨ+2%ＰＡＡ”溶液成为胶体时ＰＶＡ的较佳浓度为2%;一起ＰＶＡ使铝的开位电位都负移,且铝在“4ｍｏｌ/ＬＫＯＨ+2%ＰＡＡ+2%ＰＶＡ”中的开路电位负移程度较大(见表1)。 　　2 1 3　电导率及电位改变 　　胶体电导率随ＰＶＡ含量的递加而下降(见表1);一起,刚好成为胶体(“4ｍｏｌ/ＬＫＯＨ+2%ＰＡＡ+2%ＰＶＡ”)时的电导率比“4ｍｏｌ/ＬＫＯＨ+2 5%ＰＡＡ”胶体的电导率要大。    Ｊ=75ｍＡ/ｃｍ2时,ＰＶＡ对铝电位的影响见图3。ＰＶＡ能改进胶体电解质的功能,铝的电极电位较负 　　2 2　增加剂Ｎａ3ＰＯ4的影响 　　2 2 1　腐蚀功能    　增加剂Ｎａ3ＰＯ4对Ａｌ腐蚀速度的影响(在“4ｍｏｌ/ＬＫＯＨ+2%ＰＡＡ”中)见表1。 　　显着:①跟着Ｎａ3ＰＯ4含量的增加,则铝的腐蚀电流密度下降;②当刚生成胶体时,8%Ｎａ3ＰＯ4胶体电解质(“4ｍｏｌ/ＬＫＯＨ+2%ＰＡＡ”)的腐蚀速度(Ｊｃｏｒｒ=5 12ｍＡ/ｃｍ2)与2 5%ＡＰＰ胶体电解质(4ｍｏｌ/ＬＫＯＨ)(Ｊｃｏｒｒ=5 09ｍＡ/ｃｍ2)简直持平。　　 2 2 2　极化程度及开路电位    　随Ｎａ3ＰＯ4含量的递加,铝的极化程度增大(4ｍｏｌ/ＬＫＯＨ+2%ＰＡＡ)(见图2ｂ)。这可能是跟着Ｎａ3ＰＯ4增加,其吸附Ｋ+和ＯＨ-的才能增强,可是增加量过小将影响胶化。使“4ｍｏｌ/ＬＫＯＨ+2%ＰＡＡ”溶液成为胶体时的较佳浓度为8%;一起Ｎａ3ＰＯ4使铝的Ｅｏｃｐ都负移,Ａｌ在“4ｍｏｌ/ＬＫＯＨ+2%ＰＡＡ+8%Ｎａ3ＰＯ4”中的Ｅｏｃｐ负移程度较大(见表1)。 　　2 2 3　电导率及电位改变 　　 Ｎａ3ＰＯ4含量递加而胶体电导率下降(表1),使“4ｍｏｌ/ＬＫＯＨ+2%ＰＡＡ+8%Ｎａ3ＰＯ4”成为胶体时的电导率比无增加剂时要大。Ｊ=75ｍＡ/ｃｍ2时,Ｎａ3ＰＯ4对铝电位的影响见图3。在胶体电解质中Ｎａ3ＰＯ4能改进Ａｌ阳极功能,进步铝的放电功能。 　　表2是不同增加剂对Ａｌ阳极电化学功能的影响。　　含2%ＰＶＡ、8%Ｎａ3ＰＯ4增加剂的胶体电解质(“4ｍｏｌ/ＬＫＯＨ+2%ＰＡＡ”)在极化程度(见图2)、开路电位及电极电位负移、放电时刻等方面均比无增加剂(“4ｍｏｌ/ＬＫＯＨ+2 5%ＰＡＡ”)时有较显着进步。Ｎａ3ＰＯ4的作用较好。 　　3　定论 　　别离增加2%ＰＶＡ和8%Ｎａ3ＰＯ4,刚好能使“4ｍｏｌ/ＬＫＯＨ+2 0%ＰＡＡ”成为胶体,与“4ｍｏｌ/ＬＫＯＨ+2 5%ＰＡＡ”胶体电解质比较,铝的电化学功能有较大进步;此外,8%Ｎａ3ＰＯ4对铝的电化学功能改进比2%ＰＶＡ愈加显着。

近日，中国有色金属工业协会在青海西宁市组织有关专家对中国铝业股份有限公司青海分公司组织完成的《铝电解质分子比对降低电耗的影响研究》项目进行了鉴定。鉴定委员会听取了项目组的技术报告，审阅了技术文件和鉴定资料，并对现场进行了考察，经认真讨论，专家认为，项目开展了高、中、低分子比（2.5～2.7、2.3～2.5、2.1～2.3）对电耗影响的研究，优选出电解质分子比保持在2.4～2.45、温度940～950℃、铝水平19～21㎝及电解质水平19～22㎝的范围内时，可将电解槽的工作电压由4.10～4.18Ｖ降至4.07～4.10Ｖ，电解槽运行平稳，从而降低了直流电耗。该项目先进实用、运行可靠，达到了国内同行业先进水平。同时专家建议该项目成果在铝行业推广使用。

目前已有多家氧化铝企业向该公司购买了指数产品，并凭此指导氧化铝价格的现货报价。这实际上正是氧化铝价格定价体系脱离电解铝价格的重要一步。今年的氧化铝长单价格能签到电解铝价格的17.5%，即便如此，很多氧化铝厂都不愿意签过高的长单比例。时下正逢氧化铝长单的签约季，但今年的长单显然比往年要难签的多。种种迹象表明，氧化铝的定价正在摆脱电解铝价格的影响。 　　又到氧化铝长单签约季，今年很多电解铝企业都感觉长单难签了。由于看涨氧化铝价格在2012年的走势，魏桥、信发等多家氧化铝厂商今年都缩减了长单 供应比 例，转向现货市场。而国际氧化铝商力拓更公开表示，倾向于采取短期基准定价的氧化铝价格机制。

近来，我国有色金属协会在贵阳掌管召开了由我国铝业股份有限公司贵州分公司完结的“纯氟体系精铝电解质精确快速分析办法的开发”项目成果鉴定会议。鉴定委员会仔细听取了课题组的研制陈述，进行了现场考察。经质询和评论后，专家以为，该项目结合精铝电解出产实践，初次研讨建立了纯氟体系精铝电解质中铝、钠、钙、的X荧光光谱分析法。项目经过普查、收集、挑选、粒度试验、试样制备、均匀性试验、化学定值等过程，消除了基体效应，研制开发出了一套精铝电解质内控标准样品。项目经过实践样品的测验，完结了与相应传统分析办法的比照试验，该分析办法检出限低、精密度高、操作简洁、分析速度快、成本低。技能到达国际先进水平。 　　一起专家建议，从精铝电解质内部的物相结构为起点展开研讨，进一步加强精铝电解质X荧光光谱分析法的研讨工作，以求到达纯氟体系和氟-氯体系两种不同介质的精铝电解质体系一致分析办法，为一致职业分析标准甚至国家标准打基础。

准确测量与控制铝电解槽温度，是保证电解槽热平衡稳定性，实现生产过程自动化，科学化管理的必要条件。但由于氟化物在高温下对热电偶保护管蚀损严重，实现连续测温难度很大，这是国内外长期以来迫切需要解决的难题。目前仅有法国采用间歇式测温方式实现了在线检测。作者也同沈阳铝镁院、包铝合作开发出“铝电解质温度间歇式在线测量装置”，现已申请专利[1]，并在包铝投入运行。铝液连续测温用热电偶在贵铝、沈阳电缆厂、包铝等成功应用多年[2]。作者开发的铝电解质连续测温专用热电偶，使用寿命可达1100h,现已申请专利[3]。本文将着重探讨铝电解、加工及碳素行业用新型温度传感器及实用测温技术。 　　新型温度传感器：热电偶保护管 　　温度传感器有接触式与非接触式两类。在接触式中多采用热电偶测温，其使用寿命的关键是保护管。因此，新型保护管的研制一直是富于挑战性的课题。热电偶保护管按其材质分为金属、陶瓷及金属陶瓷3类。陶瓷材料耐高温、抗腐蚀，但质脆、强度低、抗热冲击性能差；金属管强度高、韧性好，但不耐高温、易腐蚀；金属陶瓷是一种复合材料，既耐高温、抗腐蚀，又有一定强度与韧性，并可加工。兼有金属与陶瓷 　　两种材料的优点。为了获取复合材料特性，还可以采用表面改性方法，如金属保护管喷涂陶瓷材料等。总之，作者可依据用户要求，有针对性的提供各种保护管，取得较为满意的效果[4]。 　　新型热电偶 　　a. 镍铬硅—镍硅镁热电偶（N型） 　　①镍铬硅—镍硅镁热电偶（分度号为N）的特点在1300℃以下，高温抗氧化能力强；热电动势的长期稳定性及短期热循环的复线性好；耐核辐射能力强，耐低温性能也好。 　　②N型与K热电偶性能对比 　　N型与K热电偶性能在550～1050℃范围内，两者几乎无差异，但在30～1500K的温度范围内，有可能全部替代其他廉金属热电偶，并有部分取代S型热电偶的趋势。正在引起人们高度重视。 　　b. 复合管型铠装热电偶 　　最近美国Hoskins公司开发出一种复合管型铠装热电偶型，据报导[5]它的特点是：耐高温（可用至1260℃的高温），抗氧化，使用寿命长，即使在含H2的还原性气氛中也可使用。为了验证此种专利产品性能，作者曾从美国进口10支该种热电偶（Φ6.4×1300?L），在1200℃下使用结果表明：美国专利产品在高温下绝缘性能欠佳，存在高温漏电等问题，使用寿命很短，与报导的性能相差甚远。作者在美国产品的基础上，又开发出大直径的复合管型铠转热电偶，其规格较HoskinsΦ6.4?L更多，直径达到Φ8～Φ22?L，在1260℃下，仍具有良好的高温稳定性及使用寿命。 　　铝液及铝电解质连续测温 　　铝液连续测温 　　对于铝锭熔化炉、铝液保持炉、铸造炉及精炼炉中铝液温度的连续测量与控制，是保证产品质量，节能降耗的重要条件。由于铝液温度较高，腐蚀性强，在熔化或精炼过程中要添加精炼剂、除气剂和覆盖剂等。其腐蚀性也很强，而且还有机械或电磁搅拌，机械扒渣等工艺操作，因此，常规陶瓷管是无能为力的。针对上述情况，参照进口传感器，作者开发出拥有自主知识产权的铸造合金保护管。12后一页

中国铝业青海分公司日前研制成功１６０ｋＡ铝电解用锂盐阳极，并投入使用。 　　阳极掉渣、过量消耗是电解行业一直关注的问题之一。通过研究发现，主要原因是阳极在电解槽内与Ｏ２、ＣＯ２气体发生氧化还原反应，从而加剧了阳极消耗，同时还引起阳极中碳素颗粒脱落，产生大量的碳渣，危害电解工况条件，增加了电解工在捞渣时的劳动强度。 　　在阳极中加入一定量的锂盐添加剂是降低阳极过量消耗的研究途径之一，该方法可抑制阳极在电解槽与Ｏ２、ＣＯ２气体发生氧化还原反应，降低碳阳极的过量消耗，该方法在实验室中已得到证明。青海分公司在均质性优质阳极项目中，将该方法引入到实际生产中。在确定了加料量、加料位置并研制了加料装置的同时，工程技术人员还经过一次次的实验，攻破了下料不稳定、不连续的技术难题。７月２９日，该公司研制生产的靠前块锂盐阳极成功下线。 　　至目前，该公司已生产锂盐阳极５５０块，合格率达到９９．３１％。

国外已遍及注重运用熔盐电解别离铅与铋，国内也曾进行过这方面的实验与研讨。 Pb－Bi合金熔盐电解如图1所示。图1  Pb－Bi合金熔盐电解示意图 一、熔盐电解机理 在水溶液电解中，阴极发作的反响是金属阳离子得到电子，复原为金属在阴极分出。而电子的搬迁是因为在阴、阳极加上直流电后，电解液中本来紊乱无次序摆放的阴、阳离子在通电后离子定向运动完成的。很明显，假如经过电路供应金属阳离子必要的电子，相同可到达复原的意图。可是在固相中，因为化合物间的紧密结合，从化合物电子结构中搬迁电子是好不简单的。可是高温熔化后，在液态时，离子搬迁率比固态大得多，经过盐桥（熔盐）的传递，操控必定的技能条件，使金属阳极子与阴离子别离，而得到一种或几种较纯的金属。 用熔盐电解法别离Pb－Bi合金，阴极为铅，阳极为Pb－Bi合金，在电解进程中，凭借于电解质的传递，电解质中铅离子转移到阴极，取得电子而在阴极分出。因为电解质中铅高子浓度平衡受到损坏，合金中的铅离子又进入电解质到达新的平衡。这样旧的平衡被损坏，不断建立新的平衡，而使Pb－Bi合金中的铅转移到阴极分出，到达铅与铋别离的意图。 二、电解质的挑选 电解质的性质、成分，对熔盐电解的产品的质量有很大的影响，其它如电解温度凹凸与电流密度巨细，也有必定的影响。 电解时，熔盐中构成的金属稀溶液对电解质的电学性质、物理学性质、化学性质，都有很大的影响。因为电流经过氯化物电解质在阴极邻近发生的金属的化学势，凭借自由电子经过电解质的分散敏捷传递，这个进程能有效地传递到远离电极的当地，比离子分散的速度要快得多。 电解质有必要具有下列性质：熔点低、离子淌度大、流动性好；电导率大，导电性好，电耗低，报价便宜，来历足够。为了满意以上要求，电解质一般选用由两种或三种氯化物组成的混合盐类。 一般用于铅与铋别离的熔盐电解的电解质有下列几种，它们的一些物理参数列于表1。 表1  用于熔盐电解的氯化物根本热力学性质表2罗列出在铅与铋别离中的电解质的混合盐成分。 表2  几种混合熔盐组成（%）三、Pb－Bi合金预处理 当用熔盐电解法别离Pb－Bi合金时，因为电解条件自身的要求以及能在阴极与阳极一起提纯铅和铋，使阴极分出的铅能到达必定的纯度，阳极存留的铋也能到达必定纯度，则需对送往熔盐电解的Pb－Bi合金进行预处理，以除掉合金中含的其它杂质，如铜、砷、锑、碲、锡、银等，所选用的工艺与铋的火法精粹类似，包含熔析除铜，氧化精粹除砷、锑，碱性精粹除碲、锡，加锌除银，碱法除锌等工序，其工艺流程如图2。图2  Pb－Bi合金熔盐电解工艺流程 若不进行预处理，杂质会对熔盐电解发生不良影响，电解质简单污染，电耗加大，阴极铅与阳极铋的质量均会下降。 四、技能条件 Pb－Bi合金熔盐电解的首要技能条件为电流密度、电解温度与电解质成分。 （一）电流密度。又分为阴极电流密度与阳极电流密度。二者是依据阴极碳棒或阳极碳棒的表面积核算的，当阴、阳极碳板表面积相一起，阴、阳极电流密度持平。电流密度的巨细由碳极表面积与输入之电流强度操控，依据Pb－Bi合金的质量与电解质组成的不同，选用电流密度，以求进步电流效率。一般电流密度动摇在50～200安／米2。 电流密度对电流效率影响很大。溶盐电解实质上是PbCl2的电解反响：Pb2＋在阴极取得电子复原为金属铅液，Cl－经电解质移向阳极攫取合金中的铅生成PbCl2，以坚持电解质的平衡。 当电流密度过大时，单位时刻内Pb2＋的分出速度大于Pb2＋的溶解速度，电解质中Pb2＋贫化，这种趋势与合金熔体内的浓差极化也有关，底层的远离碳极的合金中的Pb2＋浓度高于碳极邻近的pb2＋浓度，所以加强阳极的拌和可削减浓差极化。因为Pb2＋贫化，会使少数Bi3＋在阴极分出，然后进步阴极铅中的含铋量，所以电流密度过大并不恰当。 电流密度小时，单位时刻内涵阴极分出的铅少，下降电流效率，铅与铋别离时刻延伸，这无疑也是不恰当的。 （二）电解质的组成。熔盐与水的最大区别是其导电性，熔盐的电导率比水大108倍，但仍比固体金属低得多。如熔融氯化钠比的电导率低一万倍，这是因为熔融氯化钠是离子导体，而是电子导体。在水溶液中盐的电离是由溶剂化效果完成的，而熔盐则是高温下液化而构成离子液体。 熔盐电解中，要求电解质具有较低的熔点，高的电导率，低的蒸发性和尽量少溶解金属。 分子键构成的晶体具有较低的熔点。例如周期表中第四族元素具有典型分子晶格，熔点十分低；由离子键或共价键构成的晶体熔点较高，例如周期表中一、二族氯化物具有离子晶体的特征。沸点也与熔点规则类似，离子键占优势的盐类高沸点，而分子键份额增大时，沸点下降。 熔盐电解选用高电导率的电解质组成，能下降电耗，进步电流密度，添加槽生产能力，进步电流效率。 喇曼光谱测定混合熔盐熔体中存在着络合离子，因为它摆放紧凑，下降了熔体流动性，粘度增大。 络合离子的呈现，使电导与组成间联系复杂化，电导曲线上最低点常常与生成化合物和存在络合离子有关。 在铅与铋熔盐电解中，由混合氯盐组成的电解质中，只要PbCl2参加反响，所以在电解进程中，定时调整PbCl2量，就能安稳熔盐的组成。一般以为，PbCl2在电解中反响由下列进程组成：①PbCl2→Pb2＋＋2Cl－；②氯离子吸附在阳极；③Pb＋Cl－→（PbCl）＋；④（PbCl）＋＋Cl→PbCl2；⑤PbCl2进入混合焙盐熔体。因为③与④进行缓慢，致使阳极钝化，电解时电解质中Pb2＋浓度不断下降，因而电解时要定时补加必定数量的PbCl2。 （三）熔盐电解温度。当电解温度升高时，电解质的蒸发也添加，其间尤以PbCl2的蒸发丢失严峻。PbCl2的熔点为498℃，沸点954℃，其蒸气压与温度的联系可用下式核算：核算熔点到沸点间的蒸气压时，式中A为－10000，B为－6.55，D为31.6，当操作温度为600℃（873K）时，PbCl2的蒸气压为：则p＝3.864毫米柱＝515帕 金属在氯化物中的溶解度如表3所示。 表3  几种金属在氯化物中溶解度从表3可见，金属铅在600℃时在PbCl2中的溶解度为0.020%（摩尔原子），在800℃时在PbCl2中溶解度为0.123%（摩尔原子），可见跟着温度的升高，金属铅在PbCl2电解质中溶解度增大，所以不论是从削减PbCl2的蒸发或从削减金属铅溶入PbCl2中考虑，都要求在坚持电解质杰出的流动性的前提下，选用尽可能低的温度。 因为熔盐的表面张力跟着温度的上升而下降，所以为了进步表面张力，常在熔盐中添加非表面活性物质的组分，表面张力越大，金属铅在PbCl2中溶解度越小。表4记录了在PbCl2中添加KCl时，表面张力增大，而铅在熔盐中溶解度减小。 表4  熔盐组分与铅溶解度的联系五、Pb－Bi合金熔盐电解实例 （一）国外报道将含铋的铅在熔盐电解中进行铅、铋别离，电解进程在两层电解质中进行，上层电解质组威（分量%）：PbCl2 0.2～2；ZnCl2 30～40；NaCl 15～25；其他为KCl；基层电解质组成（分量%）：PbCl2 50～65，ZnCl2 10～20，KCl 5～10，其他为KCl。此法可取得纯度达99.9%～99.99%的纯铋，电流效率98%～99%。 （二）某厂选用熔盐电解法对Pb－Bi合金进行铅、铋别离，电解质组成为（%）PbCl2 48，KCl 36，NaCl 16。当电流密度为200安／米2。温度450～550℃时，可取得较纯洁的阳极铋（Bi 99%～99.5%）和纯的阴极铅（Bi 0.004%～0.006%）。 （三）某厂选用熔盐电解法除掉粗铅中的铋。电解在精粹铸钢锅内进行，锅内装入粗铅作阴极，铅液表面碱熔体为电解质，平底电解槽装入纯铅沉入碱熔体作阳极，电解槽可滚动以拌和电解液。电解温度在铅熔点以上，电解中铋从阴极铅进入阳极槽铅中，电解时刻依据铅含铋量及对电铅的纯度要求而断定。 （四）国内某广对Pb－Bi合金进行熔盐电解，做过小型、中型和半工业实验。阳极为Pb－Bi合金、阴极为纯铅，用碳棒导电，电流效率约75%。实验所用Pb－Bi合金组成、首要技能条件，产品质量等如表5所示。 表5  Pb－Bi合金熔盐电解

KCl·MgCl2·6H2O====KCl·MgCl2·2H2O＋4H2O                      KCl·MgCl2·2H2O====KCl·MgCl2＋2H2O    为削减光卤石水解，脱水分两段进行。一段脱水脱去光卤石中4个分子结晶水，二段脱水脱去剩下水。    一段脱水在欢腾炉中进行。欢腾炉为上宽下窄的长方体形，钢板制造、外包保温材料，里边水平放置一块风帽式筛板。筛板上面空间用带溢料孔的钢板隔成3个室。筛板下面对应3个热风室，别离向筛板上3个室送入不同温度的热风，吹得粉状光卤石料体积膨胀起来，使之充沛均匀的加热脱水，物料温度别离到达一室125-150℃、二室160-180℃、三室200210℃。用3台焚烧炉别离向三个室直销热风，燃料为煤气或天然气。光卤石料接连参加欢腾炉一室，依托料面高差主动移动到二室和三室，逐步脱水，从三室出料口接连排出一次脱水料。料在炉内停留时间2h左右，光卤石水解率8%。一次脱水料成分MgCl2 50%、KCl 37%、NaCl 6%、MgO 1.7%、H2O 5%。实际上，一段脱水脱去5.5分子结晶水后，脱水料只含0.5分子结晶水。欢腾炉产能，1m2筛板1h产一次脱水料260-280kg。一般用的是筛板面积为30-36m2的欢腾炉，欢腾炉长8-10m、宽4m、高8-10m，日产一次脱水料190-230t。出产1t一次脱水料耗入造光卤石1.6-1.7 t，耗热值40320 kJ/m3的天然气100m3左右。欢腾炉尾气含炉料粉尘和HCl。用坐落炉顶的旋风收尘器捕集粉尘，并返至炉内。然后用耐腐蚀风机将尾气送入洗刷塔，用石灰乳净化后排放。洗刷塔为空塔，高约14m，尾气从塔下部进入，塔内气速小于4m/s;石灰乳从塔上部喷淋，喷淋密度70m3/（m2·h)。    光卤石二段脱水，选用熔融氯化。脱水炉称氯化器，结构见图4。氯化器由三个室组成—熔化室、氯化室和弄清室。钢板外壳，内衬耐火砖。熔化室和氯化室均由顶部刺进的钢电极加热，管从侧墙刺进氯化室。熔化室和氯化室各由1台变压器供电。弄清室不加热。一次脱水料接连参加熔化室，一同参加还原剂石油焦粉，在500-550℃温度下熔融脱水，一同也有一部分光卤石水解为MgO。熔体流入氯化室，在750-820℃温度下完全脱除水分，水解生成的MgO与反响生成MgCl2，氯化反响式为2MgO＋2Cl2十C====2MgCl2＋CO2；未氯化的MgO一部分沉降在炉底，一部分含在熔体中。氯化室熔体流入弄清室，在700-750℃温度下弄清，熔体中MgO沉降在炉底，上部熔体是无水光卤石（KCl·MgCl2），无水光卤石熔体从溢流口守时放入台包，运至电解车间电解。无水光卤石成分，MgCl2 48 %-50 % , KCl 41%-43％、NaCl 6％-9%、MgO≤O.8%、C≤0.1％、Fe    光卤石电解，选用无隔板镁电解槽，与卤水炼镁用的电解槽根本结构相同。电解槽的集镁室坐落电解室一侧，也有集镁室坐落两电解室之间的电解槽。光卤石电解槽电流强度，一般为105-180kA。氯化器产出的无水光卤石熔体，守时用台包运到电解车间参加电解槽，在700-720℃温度下电解。电解质成分为：MgCl2 6%-4%，KCl 68%-78%，NaCl 12%-20%，CaCl2 1%-3%。电解出的镁，用真空台包守时从电解槽集镁室抽出，送精粹铸锭。电解出的，一部分送入氯化器进行光卤石二段脱水，大部分液化成。无水光卤石中MgO和槽中MgCl2水解发生的MgO沉积在槽底构成渣。厚渣层影响导电，需守时排渣。光卤石电解，因为无水光卤石料含有很多KCl，电解质中KCl含量不断增高，当KCl含量超过了正常电解质成分规模时，就不能进行正常加料和电解，有必要排出一部分电解质，即排废电解质，这是光卤石电解炼镁的特色。废电解质含KCl70％以上，破碎后作钾肥。电解槽集镁室排气含有Cl2和HCI,净化办法与光卤石一段脱水尾气净化办法相同。电解出1t镁耗无水光卤石8.3-8.5t，直流电14000-14500kW·h，排出废电解质4t。[next]    光卤石炼镁，物料流量大，电解操作多、劳作量大，副产钾肥。光卤石炼镁是前苏联研制开发并改善的。现在，俄罗斯、乌克兰和哈萨克斯坦镁厂均选用这一办法出产镁。    （三）氧化镁氯化电解    该办法以白云石和海水（或卤水）为质料，经煅烧、消化、焙烧、制球、球团枯燥和氯化得到无水氯化镁，在熔融状况电解制取镁。工艺流程见图5。 [next]     白云石是碳酸镁与碳酸钙的复盐，化学式CaCO3·MgCO3。首先将白云石破碎为5-30mm，在1200℃温度下煅烧成煅白（CaO·MgO），煅烧反响为：                          CaCO3·MgCO3====CaO·MgO＋2CO2    一般用回转窑煅烧白云石，烟气通过收尘后排入烟囱。煅白与海水反响生成氢氧化镁，称为消化，反响式为：                  CaO·MgO＋MgCl2＋H2O====2Mg（OH）2＋CaCl2    通过沉降和过滤得到氢氧化镁。然后在回转窑中于600℃温度下焙烧氢氧化镁得到活性氧化镁，焙烧反响式为：                              Mg（OH）2====MgO＋H2O    氧化镁再与还原剂褐煤焦（或石油焦）和粘结剂卤水一同制成球团，球团直径10-15mm。球团含有水分，有必要除去。选用回转窑烘干球团，烘干温度350℃。干球团在氯化炉中于1100℃温度下进行氯化，制得无水氯化镁熔体，氯化反响为：                          2MgO＋2Cl2＋C====2MgCl2＋CO2                              MgO＋Cl2＋C====MgCl2＋CO    氯化炉直径约4.1m，高约8.8m，内衬耐火砖，上下两排碳素电极，各由1台变压器供电，炉体下部有3个口。从炉底起2.7m高炉膛内堆满直径和高均为100mm的碳素块，作发热电阻储存氯化镁熔体并支撑炉料。球团料从炉顶参加，从口通入，通电加热，球团进行氯化反响。反响生成的氯化镁熔体守时从炉底流口放出。氯化镁熔体成分为MgCl2>92%、MgO    菱镁矿化学式MgCO3，含有较多杂质。用于该办法炼镁的菱镁矿成分为MgO≥45%、CaO≤1.5％、SiO2≤1.5％、Fe2O3＋A12O3≤1.5％。先将菱镁矿破碎成10-30mm,还原剂石油焦破碎成3-25mm。依照配料比C/MgO=0.3-0.4称量菱镁矿和石油焦并混匀，守时从炉顶参加氯化炉，进行氯化反响。氯化炉结构和尺度与海水白云石组成氧化镁成球氯化电解炼镁的相同。菱镁矿在氯化炉中进行两种反响——分化和氯化。炉料参加氯化炉后，先蒸腾附着水并进行预热。当炉料下降到600-800℃温度区域，菱镁矿分化成MgO,分化反响为：[next]                              MgCO3====MgO＋CO2    炉料下降到900-1100℃温度区域，MgO与通入的Cl2反响生成氯化镁，氯化反响为：                      2MgO＋2Cl2＋C====2MgCl2＋CO2                          MgO＋Cl2＋C====MgCl2＋CO    氯化镁熔体聚集于炉底，守时从炉内放出，用台包运到电解车间。氯化镁熔体成分为MgCl2≥92、MgO≤0.3、C≤0.2%。当炉内渣堆集到一定量时，阻断了电极导电，停炉清渣，并修补炉衬。从开炉到停炉，氯化炉运转一个周期4-6个月。氯化炉尾气含Cl20.2%-0.5%、HCl 1％-2%，还含有MgCl2等氯盐组成的提高物，先用水洗刷除去提高物和HCl，再用石灰乳洗刷后排放。洗刷废水，用石灰乳中和后排放。氯化炉均匀日产MgCl2 8.5t。出产1t氯化镁，耗菱镁矿1.02-1.05t，Cl2 1.01-1.05t，石油焦110-120kg,电850kW·h。出产1t镁，除电解回来的外，还需弥补Cl2 1.5-1.8t。损耗的原因是，菱镁矿中其他成分SiO2、CaO、Fe2O3、A12O3、H2O及石油焦中蒸发分都参加氯化反响，生成氯化物，耗费一部分；氯化炉尾气带走一部分没有反响的。用于出产氯化镁的只占60%-70%。损耗多、环保差是这一办法的缺陷。    氯化炉产出的氯化镁熔体，用台包运到电解车间，守时参加电解槽电解。电解质温度为680-730℃，电解质成分为MgCl2 7％-15％、NaCl 38％-48％、CaCl2 35％-45％、KCl3%-7%。电解出的液体镁，守时用真空台包从电解槽集镁室抽取出来，送去精粹铸锭。电解出的Cl2，接连地从电解槽抽出并送入氯化炉出产氯化镁。在出产中循环。氯化镁熔体中MgO和槽中MgCl2水解发生的MgO沉积在槽底构成渣。故需守时排渣。电解槽集镁室排气含微量Cl2和HCl，用石灰乳洗刷吸收后排放。电解出1t，耗无水氯化镁4t左右，直流电14000-14500 kW·h,实收Cl2 2.8t。

（一）卤水脱水电解    该办法以卤水为质料，通过净化、浓缩和脱水，得到纯洁无水氯化镁，然后在熔融状况电解制取金属镁，简称卤水炼镁。卤水是含MgCl2 430g/L的水溶液，含有SO42-、Br-、MnO2、Fe（OH）3和B2O3等杂质。海水和盐湖水提取NaCl和KCl后的溶液就是卤水。也可以用与菱镁矿或蛇纹石等含MgO的矿藏反响制取卤水。卤水在氯化氛下脱水电解炼镁工艺流程见图1。    卤水净化指除掉卤水中杂质。用电加热器将卤水加热至60-70℃，送入带搅拌机的槽中，参加CaCl2，卤水中SO42-与CaCl2反响，生成CaSO4沉积，反响式SO42-+CaCl2=====2C1-+CaS04↓，过滤溶液除掉CaSO4，卤水中MnO2和Fe（OH）3一起被过滤除掉。滤液送入除塔，通入Cl2将溶液中的Br-置换出来、别离出去，反响式2Br-+Cl2====2Cl-+Br2。然后用有机溶剂萃取除B2O3。净化后卤水中杂质含量为SO42-≤0.005%, B≤0.002％，Cu、Fe、Mn均为微量。[next]    净化后的卤水，选用蒸腾浓缩去掉很多水。用三效真空蒸腾器加热蒸腾卤水，加热至180-190℃，卤水浓缩至MgCl2/H2O摩尔比为1/5。浓卤液送入造粒塔造粒。造粒塔直径10-12m、高25-30m。浓卤液从塔顶喷入，空气从塔底鼓入，浓卤液冷却结晶成粒度为0.5-2mm的含结晶水的氯化镁粒[MgCl2·(3.8-5)H2O]。又称氯化镁水合物。    氯化镁水合物中水分的脱除，在空气中加热至必定温度，水分还未彻底脱除便发生氯化镁水解反响MgCl2＋H2O====MgO+2HCl,使脱水反响不能进行下去。因而，氯化镁水合物脱水分两段进行。一段脱水在2台串联欢腾炉中进行，用热空气加热，2台炉内温度分别为180℃和250℃，脱去3-4分子水，反响式为MgCl2·6H2O====MgCl2·2H2O+4H2O,得到一次脱水料（MgCl2·2H2O）。二段脱水在1台欢腾炉中进行，用热的HCl气体加热，炉内温度330℃，脱去一次脱水猜中悉数水分，反响式为MgCl2·2H2O====MgCl2+2H2O,得到颗粒状无水氯化镁，成分为MgCl2>95%、MgO [next]     这种电解槽称为无隔板镁电解槽，因为阴阳极间没有分隔电解产品Mg和Cl2的隔板。电解槽内电解质呈熔体状况，成分为MgCl28％-18％、NaCl 48％、CaCl2 40％、KCl 3％-4%，故称熔盐电解。用几种氯盐混合物作电解质，是为了使电解质熔点低，密度、导电性和黏度等适合。电解质温度720-730℃。电解室中电极上进行的反响：阴极Mg2++2e→Mg,阳极2C1--2e→Cl2。镁呈液态在阴极上分出并被电解质循环带入集镁室。液态镁比电解质轻，浮在电解质表面上。守时用真空台包从集镁室抽取镁，送去精粹铸锭。在阳极上分出并聚集于电解槽的电解室上部空间。用氯压机从电解槽中接连地抽出，液化成。无水氯化镁颗粒料含的MgO和槽中MgCl2水解生成的MgO沉积在槽底构成渣。渣层增加到必定厚度影响导电，故需守时排渣。电解出1t镁，耗无水氯化镁颗粒料4t左右，直流电12800-13000kW·h，产出Cl2 2.92 t,实收Cl2 2.8-2.9t,其他Cl2逸失了。为使电解厂房内环境好，集镁室有必要排气保持微负压。集镁室排气含有微量Cl2和HCl，用石灰乳洗刷吸收后排放。这一炼镁办法称为卤水在氯化氛下脱水电解炼镁。    该出产工艺流程是国际最先进的炼镁办法，电解镁的直流电耗低，环保好。    另一个卤水炼镁办法为熔融氯化脱水电解。该办法的卤水净化与上述办法相同，卤水蒸腾浓缩至MgCl2/H2O分子比为1/6~1/7，送入喷雾塔进行一段脱水。喷雾塔直径12m,高30m。浓卤水加热至110℃，从塔顶喷入，从塔底送入温度510℃气体（镁厂邻近热电站层气），浓卤水进一步蒸腾水，一起进行氯化镁水合物一段脱水，得到粒度20μm的一次脱水料，成分为MgCl2 82％-85％，MgO 3％，H2O 3％。一次脱水料参加熔融氯化炉，脱除剩下水分。氯化炉为圆筒形，电极加热。一次脱水料从炉顶参加，一起参加还原剂石油焦粉，从炉底通入Cl2，Cl2来自电解槽。炉内熔体温度810℃，参加炉内的一次脱水料熔化脱水，脱水过程中发生的MgO和一次脱水猜中MgO与Cl2反响生成MgCl2,未被氯化的MgO沉于炉底成为渣。因而称为熔融氯化脱水。脱水反响式见前面叙说。MgO氯化反响为2MgO+C+2Cl2====2MgCl2＋CO2。氯化镁熔体含MgCl2 95％、MgO 1％、H2O 0.25％。渣主要成分为MgO。氯化镁熔体，守时从炉内放出，用台包运输车运至电解车间参加电解槽。渣守时从炉内排出。氯化炉尾气含有Cl2和HCl，用耐腐蚀风机接连抽出，用石灰乳洗刷吸收后排放。该出产办法，因为熔融氯化镁脱水中生成渣丢失一部分氯化镁；熔融氯化脱水炉走漏Cl2不可避免，从炉内放氯化镁熔体时又带出Cl2,因而环保较差。美国犹他州大盐湖罗莱（Rowley）镁厂选用这一办法出产镁。[next]    （二）光卤石脱水电解    该法是以光卤石为质料，通过提纯和脱水得到无水光卤石，再在熔融状况电解制取金属镁。工艺流程见图3。光卤石是氯化镁与的复盐，化学式KCl·MgCl2·6H2O。天然光卤石含有NaCl等杂质。炼镁用的光卤石含KCl·MgCl2·6H2O≥86%，NaCl≤6%，附着水≤5%，SO42-≤0.04%。成分不符合要求时，需求提纯。选用热溶再结晶法除NaCl。不同温度下，MgCl2, KCl和NaCl在水中溶解度不同。110-115℃时，MgCl2和KCl溶解，NaCl溶解得很少，然后别离出NaCl；然后冷却结晶得到光卤石（又称入造光卤石）。在入造光卤石的保温沉降时参加MgCl2,除SO42-的办法，与卤水除SO42-的办法相同。    光卤石脱水与氯化镁水合物脱水类似，光卤石中氯化镁发生水解。但光卤石中MgCl2活性比氯化镁水合物中MgCl2活性小。光卤石水解率比氯化镁水合物水解率小。光卤石脱水反响为：

熔盐电解法 (1)现行的办法(霍尔-埃鲁法)。该法是在冰晶石(Na3AIF6)中增加少数AIF3, CaF2等，于炉底由阴极碳块构成的护中坚持熔融状况，溶解约5%的A12O3刺进碳阳极在1230K左右电解，则在炉底阴极上的铝以熔融状况分出，阳极则因发作CO2和CO而耗费。电解机理、电解槽的结构、电解办法等细节 作为熔池质料的冰晶石，主要按如下办法出产。即以CaF2为主要成分的萤石用H2 SO4分化，发作的与A12O3.3H2O-和Al2O3反响，生成H3A1F6。将其用Na2 CO3溶液、NaOH溶液中和,则沉积Na3A1F6 (2)氯化物电解法(阿尔阔法)。这个计划是用在NaCl(有时增加LiCl, KC1, MgCl,等)中溶解5%左右的AICl，的电解;液,在上部石墨阳极和下部阴极之间安放着中问双极性电极(上表面作阴极，下表面作阳极)，构成多室式电解槽，在970K左右电解，阳极发作氮气，阴极分出铝，AIC13是使用此刻发作的使A12O3氯化而得。每出产1kg铝的电力耗费，比霍尔法的理论估测极限道的12.3kW.h要低，预算为10.5kW.h。此法在第五章第四节已有具体介绍。此外，还提出以A12S3或A1(C2H5)3等为质料的熔盐电解法的计划。

融盐电解法以为质料，以碱金属或碱土金属氯化物为电解质进行电解制取铝的办法。1973年美国铝业公司（Alcoa）声称获得了融盐电解的成功，在得克萨期州建立了一座年产1.5万t的实验厂，1976年投产，3年后停产。     Alcoa的融盐电解法包含3个首要进程，见图1。和冰晶石－氧化铝电解相同，融盐电解法需求拜耳法先制纯氧化铝。然后氧化铝和炭及电解得到的在高温下反响生成，加到电解槽进行融盐电解得到金属铝和，回来制取。  图1  Alcoa电解法简明流程     融盐电解的电解槽为多室槽，它的外面是一个钢壳，内部砌筑耐火耐腐蚀的非电导性材料，槽内留有贮存铝液的空间，上部为耐火材料内衬砌的盖子。通过盖子上的孔洞供入质料氯入铝，并排出电解产品铝液和。电解槽内有若干个双极性电极，上下装备，极距离约是1.3cm。据报导，电解槽日产铝13t，电耗为每千克铝9.5kW·h，电流功率为87%。电解质组成为：AlCl3=5%、NaCl=53%、LiCl=42%。电解质还含少数MgCl2、KCl、CaCl2。阳极上分出来的从槽内上升时，引起电解液对流和循环运动，有助于把铝液从阴极上打扫掉并把供入的带进各个电解室内。融盐电解槽如图2所示。    图2  融盐电解槽示意图 1－电解质；2－石墨电极；3－双极性电极；4－槽壳（带冷却水套）； 5－绝缘内衬；6－阴极上堆积的铝；7－阳极上分出的气泡     由于不与石墨阳极发作反响，原则上阳极并不耗费。为确保石墨阳极有较长的运用寿命，需求严格控制电解槽内的氧化物含量，不得超量0.03%。由于氧化物会进行电解，在阳极上生成二氧化碳，然后耗费阳极石墨。这种电解质的电导率为4.0Ω·cm。的理论分化电压是1.8V。当电流密度为0.8～2.3A/cm2时，单槽电压为2.7V，其间阳极过电压为0.37V，电解质电压降是0.5V，其他是导线和电极中的压降。融盐电解法的能耗包含氯化进程和电解进程的能量耗费，前者未见报导。     从经济上来看，融盐电解法是吸引人的，与冰晶石－氧化铝电解法比较技能经济指标见表1，电解下列长处：（1）电解温度挨近铝的熔点，比冰晶石－氧化铝电解低得多，电流功率高；（2）炭阳极不耗费；（3）电流密度大，槽的产能高，由于氯化物熔体中发作阳极效应的临界电流密度大；（4）选用多室槽和小极距，下降槽电压，使电能功率明显提高；（5）可革除强磁场的影响。可是，它有以下缺陷：（1）需求一个额定的氯化进程，这是耗费能量的。理论上出产1t铝需求5t，的报价比氧化铝贵得多。这就需求把电解进程发生的循环运用。（2）吸水性强，易在电解槽中发生沉积。 表1  融盐电解法与冰晶石－电解法的比较项 目融盐电解法冰晶石－氧化铝电解法 电解质组成    理论分化电压/V  阳极过电压/V  阳极电流密度/A·cm－2  极距/cm  电解温度/℃  电解质密度/g·cm－3  电解质电导率/Ω·cm－3  单槽电压/V  电流功率/%  槽出产能力/t·d－1  电解直流电耗/kW·h·t－1NaCl－LiCl－AlCl3 （AlCl3约5%） 1.8 0.35 0.8～2.3 1～1.2 700 1.5 1.7～2.0 3 85 13 9000～10000Na3AlF6－AlF3－Al2O3 （2%～7% Al2O3） 1.2 0.5 0.6～1.0 4～5 950～970 2.1 2.3 4 89 1.0～1.8 13000～15000

铝合金具有重量轻、易成型、比强度高、耐蚀性好等特色，广泛使用于航空航天、交通运输、轻工、建材、包装防腐、电器、家具等各个领域[1]。铝制品达70余万种，有第二钢铁之称。以铝代钢、铜和木材是当今世界的发展趋势，铝合金本来色彩较单一，不能满意使用中色彩多样化的需求，跟着人们生活水平的进步，对色彩多样的铝上色产品提出了更新、更高的要求，赋予其优异的表面功用特性[2]。发展到今日，铝型材阳极氧化电解上色技能现已处于核心技能位置[3]，铝型材电解上色技能水平的凹凸代表着一个铝型材厂商表面处理技能水平的位置，决议着铝型材厂商产品的竞赛力，本文针对现在铝型材职业中选用较多、使用较广泛的锡—镍双盐电解上色技能进行具体的研讨。 　　二、锡—镍双盐电解上色机理 　　现在国内外工业化出产的电解上色技能根本上是锡—镍双盐和单镍盐两类[4]，尤其是锡—镍双盐电解上色技能工业化上使用较广泛，其上色的色彩大体上都是从浅到深的古铜色系【5、6】，这是再可见光规模内散射效应得到的色系，国内外研讨者对锡—镍双盐电解上色工艺在20世纪80年代就趋于老练，对电解上色的机理进行深化的研讨【7】，从微观上研讨了氧化膜及上色机理，可是电解上色进程比较复杂，有些研讨理论没有得到一致认可，如电解上色膜中金属的存在形状，电解上色显色原理，电解上色进程中电流怎么通过阻挡层使金属离子复原在氧化膜的底部等都有不同的观念和观点。国内外的研讨标明【8、9】，不管何种金属盐的沟通电解上色膜，阳极膜孔中的堆积物既有结晶态的金属离子，也有非晶态的金属氧化物或氢氧化物，不同的金属离子堆积呈不同的色彩【10】，阳极氧化和电解上色的条件随所选用金属盐的不同而不同。 　　锡—镍双盐电解上色根本进程分为3个进程【11、12】：(1)Sn2+ 、Ni2+和H+等反响物离子向氧化膜阻挡层表面邻近传递;(2)Sn2+和Ni2+在氧化膜阻挡层与上色液界面间取得电子，H+穿入阻挡层，在基体与阻挡层界面间取得电子;(3)分出金属和出产。Sn2+在阴极的复原堆积反响：Sn2++2e→Sn;与此一起氢离子在阴极的放电反响发作：2H++2e→H2;因为锡—镍双盐电解上色工艺 PH为1左右，达不到Ni2+复原电极电位，此刻镍离子不能被复原，只要亚锡离子被复原【3、13】。 　　三、大型出产线铝合金锡—镍双盐电解上色关键技能 　　3.1　工艺参数对铝型材锡—镍双盐电解上色的影响 　　3.1.1　主盐浓度对铝型材锡—镍双盐电解上色的影响 　　在锡—镍双盐电解上色液中，假如硫酸亚锡和硫酸镍浓度低于工艺规模，就不简单在铝的氧化膜空中着上色彩，若硫酸亚锡和硫酸镍浓度过高时，易呈现浮色，水洗后易被洗脱。因而，主盐浓度的操控必须在工艺规模内，以确保着上由浅至深色彩要求，一般大型出产线出产香槟色系，硫酸亚锡浓度操控为：4-5g/L;硫酸镍浓度操控为18-20g/L;若出产古铜或黑色系，则硫酸亚锡浓度操控为：8-10g/L;硫酸镍浓度操控为：28-30g/L;在锡—镍双盐电解上色工艺中镍离子是不能被复原堆积在铝氧化膜孔中，参加镍离子是使其与亚锡离子竞赛复原并促进亚锡离子复原堆积在氧化膜孔内，加速电解上色进程，缩短了电解上色时刻。 　　3.1.2　槽夜PH值对铝型材锡—镍双盐电解上色的影响 　　在锡—镍双盐电解上色液中，槽夜PH值一般要恒定在1左右，当PH值超越1.5以上，二价锡离子的水解作用加重，氧化膜遭到浸蚀，易被氢氧化物堵住膜孔而着不上色，此刻可用试剂硫酸来调槽液，参加硫酸是进步槽液酸度较经济、较有用的办法，此外也可参加有机酸来进步槽液酸度，有机酸尽管报价比硫酸高，可是参加有利于进步槽液的络合作用。槽液的PH值也不行过低，当槽液PH值低于0.5时，氧化膜易遭到腐蚀而难着上色，着上色的部分也会呈现不均匀或色彩偏青且简单褪色，有时乃至彻底着不上色，一起槽液PH值太低还会形成氢离子优先于亚锡离子被复原生成，降低了亚锡离子的堆积速度，影响电解上色作用。 　　3.1.3　槽液温度对锡—镍双盐电解上色的影响 　　槽液温度上升会加速二价锡离子氧化成四价锡离子，且水解反响速度加速，为此，操控槽液温度对保护槽液稳定性具有重要的含义，槽液温度过高另一缺陷是使上色液的电导率加大，亚锡离子的复原反响加速，跟着上色速度加速，氧化膜表面易着上粗糙的浮色，工艺操控难度加大。假如槽液温度过低，则上色速度缓慢，只能着浅的色彩。一般大型出产线上锡-镍双盐电解上色槽液温度操控为18-22℃，槽液温度假如操控在工艺规模之内，则以上两点都可防止发作。 　　3.1.4　沟通电压改变对锡—镍双盐电解上色的影响 　　在电解上色液的浓度、PH值、温度和上色时刻不变的条件下，若果选用低电压上色，则上色速度缓慢，色度较浅，若果选用进步上色电压，则上色速度加速，并能着上较深的色彩，大型出产线上出产淡色线产品沟通电压一般操控为15-17V，出产深色系产品沟通电压一般操控为17-19V;此外沟通电压不能上升太快，一般通过大约40s使沟通电压从0V增加到17V，假如电压上升太快，就会使氧化膜发作剥离，然后导致不能上色。

紫铜色铜盐电解着色的优点：　　①以硫酸铜为主盐的紫铜色着色槽液稳定性好，无需添加氧化类或还原类物质，因而不存在自身消耗问题，配制槽液、槽液中药品补加及在生产过程中都可以随意用干净的空气对槽液进行搅拌；　　②对外来杂质也比较不敏感，槽液抗污染能力强；　　③槽液组成比较简单，废水处理容易。　　紫铜色铜盐电解着色的缺点：　　①槽液分散能力差，特别对大规格铝材着色，断面上几个不同着色面因极间距不同，着色后容易出现面与面间的色差，需加入一些导电盐来改善；　　②导电接触要求高。如绑料稍有松动，或其他部位导电接触不良，就会出现色差；　　③由于铜盐电解着色在膜孔内所沉积的铜不像镍和锡那样总是在孔底，有时却趋于在阳极氧化膜的孔口，由此容易造成后道水洗褪色现象，封孔类紫铜色铝材也因耐候性和耐蚀性差而不能用作室外建材；　　④在后道电泳过程中，膜孔内所沉积的铜很容易溶解而褪色，电泳前需对紫铜色进行保护处理。但经保护处理后的紫铜色氧化膜，因热塑性进一步降低，在电泳烘烤过程中又更容易引发膜裂现象；　　⑤在电泳烘烤过过程中，容易出现褪色与膜裂，需适当减缓升温速度和降低烘烤温度；　　⑥新配紫铜色着色槽液与使用一段时间后的老槽液，所获得的色调会存在较大差异。一般来说，在每立方米紫铜色着色槽液生产紫铜色电泳铝型材产量达3～5吨左右后，紫铜色的色调才趋于稳定；　　⑦对铝基材的金相组织要求高。一旦铝基材内存在粗晶组织，那么所生产的紫铜色电泳产品所出现的粗晶现象，要比生产其他颜色的电泳产品更为明显。因此在挤压生产铝基材时需严格控制好挤压的出口温度，一般为500～540℃，并控制好后道淬火与时效的热处理工艺，阳极氧化前处理宜尽量缩短碱洗时间，最好是单纯采用“三合一”酸洗工艺（即将阳极氧化前处理的除油、碱洗和出光三道工序合成一道工序）。

稀土盐封孔A1 6061／SIC。复合材料阳极氧化膜性能研究    稀土盐封孔工艺工艺流程：化学除油_÷热水清洗．÷化学抛光_÷清洗_÷阳极氧化-÷清洗_÷稀土盐封孔_÷清洗_÷吹干。阳极氧化工艺条件：H2SO4：l8％；温度：1 0～20。C：电流密度：0．8～1．5A／dm2；阴极：铅板 时间：30"40rain。稀土盐封孔工艺条件：铈盐浓度：3．O～1O．0 g／1氧化剂：0 2～O．9 ；缓冲剂A ：O01％~0．07％温度：10~50℃ ；pH值：3．0～5．5 处理时间2 h。试验方法采用三电极体系．利用美国Parc公司生产的M273恒电位仪与IBM586微机组成的电化学测试系统测定氧化膜在3．5％NaC1溶液中的极化曲线来评价氧化膜的耐蚀性能。测试软件为M352：参比电极为饱和甘汞电极：辅助电极为铂电极 试样面积为1 cm 。稀土盐封孔和铬酸盐封孔处理阳极氧化膜的腐蚀电流和腐蚀电阻在同一数量级上，因此，稀土盐封孔氧化膜的耐蚀性与铬酸盐封孔阳极氧化膜具有可比性稀土盐实验的结论(1)稀土盐封孔阳极氧化膜的耐蚀性与铬酸盐封孔阳极氧化膜具有可比性。(2)稀土盐封孔阳极氧化膜为非晶态结构(3)稀土盐封孔阳极氧化膜表面主要成分是氢氧化铈。更多有关稀土盐的内容请查阅上海 有色 网

金属间化合物作为颇有开发潜力的高温结构材料已广泛引起了人们的爱好。而Laves相是金属间化合物中最大的一族，Laves相TiCr2是一种易在过共析成分钛铬合金中构成的金属间化合物，在1100℃仍表现出优秀的抗蠕变功能，并具有很好的抗氧化才能，TiCr基合金不只具有优秀的力学功能，也具有潜在的优胜储氢功能。TiCr基储氢合金最早是在80年代初期由美国haven试验室研发发现的，这类合金从发现以来就因为其杂乱的氢化物组成而一向遭到极大的重视。TiCr基储氢合金具有很高的储氢密度，其最大储氢质量比超越2.4%（质量分数），日本在对储氢合金的分类和发展趋势研讨中将TiCr合金与Mg基储氢合金并列为第三代储氢合金。       现在TiCr合金的制备首要是以纯金属为质料，然后用粉末冶金法或高温真空熔炼法制得细密合金。因为质料海绵钛出产工艺杂乱，能耗高，功率低，再加上合金化进程需求添加新的能耗，导致钛铬合金的出产本钱高，因而下降钛合金的冶炼与加工本钱是材料界和钛工业界一向尽力寻求的方针。金属氧化物的熔盐电解法是一种新的电解工艺，首要是由英国剑桥大学的Fray等在20世纪末提出的，这种办法最大的特色就是工艺简略，无污染，适用性强，能够从金属氧化物的混合物直接出产合金；该办法的设备出资少，本钱有望低于传统的出产办法。环绕此办法，国际上报导了从金属氧化物中电解提取钛、铌、铬、硅等金属的研讨工作。国内外对熔盐电解制备Nb3Sn合金、TiW合金、TiNi、TiFe等有报导，而对钛铬合金还鲜有研讨。本文探究用熔盐电解直接制取钛铬合金的可行性。       一、试验       （一）设备及质料       试验设备如图1所示，试验中选用电阻加热坩埚炉，并配有温度操控器，电解槽为石墨坩埚，内置于不锈钢反响器中，电解电源为WYK－3010直流稳压电源。    图1  电解试验设备简图       试验中所用的电解质料为分析纯TiO2和Cr2O3；熔盐为分析纯无水氧化钙，含量＞96%，其间除含水外，其他杂质含量不超越0.5%。       电解进程在高纯氩气维护下进行，其间Ar含量＞99.999%，O2含量＜3×10－4%，H2O含量＜3×10－4%。       首要分析设备为：选用荷兰PHILIPS公司X′Pert Pro Super X射线衍射仪分析产品的物相和组成（Cu Ka靶，管电压为40kV，电流为40mA）；选用日本HITACHI S－4800场发射扫描电镜仪分析样品描摹，并配有X射线能谱仪（EDS）进行元素分析；选用美国LECO公司TC－436氮氧测定仪分析电解产品的氧含量。       （二）试验进程       二氧化钛、氧化铬粉末按摩尔比1∶1混合后参加一定量的胶粘剂，混合均匀后，压制成直径为10mm的电极，电极成型压力4～10MPa。在室温下放置2d，使其天然枯燥，然后在马弗炉中于900～1200℃温度下烧结数小时后即可用于电解试验。电解试验在如图1所示的设备中进行，以高密度石墨坩埚壁作阳极，烧结后的金属氧化物的混合物作阴极，在氩气（100ml·min－1）维护下的氯化钙熔盐中进行电解。首要以石墨棒为阴极，石墨坩埚为阳极，在1.5V电压下进行预电解，意图是脱除熔盐中残存的水分和杂质，然后在指定的电压下进行恒压电解，电解温度操控在900℃。电解完毕后，电解产品在氩气维护下炉内天然冷却至室温。       （三）样品检测       电解后的产品，用水冲刷表面后，在超声波辅佐下用蒸馏水清洗夹盐，枯燥后对所得样品进行SEM，EDS，XRD分析以及氧含量分析。       二、结果与评论       （一）钛铬合金的制备       以TiO2＋Cr2O3（摩尔比1∶1）为质料的电极在1050℃烧结2h所得微观结构如图2（a）所示，XRD分析结果表明电极由TiO2和Cr2O3组成如图3（a），阐明在烧结进程中TiO2和Cr2O3并未发作化学反响。图2（b）给出了2.8V电解6h所得产品的微观结构，颗粒长大至初始电极的2倍左右，XRD分析电解产品首要为TiCr2和少数Cr，见图3（d）。对电解产品进行DES分析，结果表明电解产品中Cr和Ti的摩尔比为1.95，考虑到分析差错，电解产品中Cr和Ti挨近初始电解中质料的配比2，阐明熔盐电解钛铬混合氧化物能够直接制备组成可控的钛铬合金。    图2  电解前后电极的SEM图   （a）－初始电极；（b）－2.8V电解6h电解产品    图3  初始电极以及不一起刻电解产品的XRD谱       （二）恒压下钛铬合金的构成进程       为了更好地了解TiO2和Cr2O3混合氧化物的复原进程，操控槽电压为2.8V，别离电解10min、1h和6h，所得产品的XRD图谱示于图3。从图中能够看出，混合氧化物的电解复原阅历了从优先生成Cr到构成TiCr2的合金化进程，依据电解不同阶段的产品组成和热力学核算，估测TiO2和Cr2O3混合氧化物在复原进程中发作的首要反响如下：       1、电解10min的产品首要是Cr，CaTiO3以及少数的CaO，见图3（b）。因为从热力学上分析Cr2O3比TiO2更易复原，因而在反响初始阶段，Cr2O3首要被复原为Cr。在2.8V电压下进行电解，Cr2O3的复原机制与TiO2的复原机制相似，也是通过氧离子化和钙热复原反响进行的，发作的反响或许为（1）～（3）。       Cr2O3＋6e＝2Cr＋3CO                        （1）       Ca2＋＋2e＝Ca                               （2）       Cr2O3＋3Ca＝2Cr＋3CaO                      （3）       电解复原释放出很多的O2－向阳极分散，而熔融盐中的Ca2＋向阴极分散，假如氧化物阴极复原生成O2－的速度大于O2－向熔融盐和阳极分散的速度，将会发作反响（4）生成CaTiO3，因而电解产品中有CaTiO3的存在。       Ca2＋＋O2－＋TiO2＝CaTiO3                     （4）       2、电解1h所得电解产品中有新相TiCr2生成，一起含有Cr，如图3（c），其间含有几个不知道的杂峰。因为电解试验所用的电极比较薄，仅有1mm左右，有利于钙、氧从电极中快速脱除，在电解产品中并未发现CaTiO3。作为中间产品在复原进程中生成的CaTiO3其寿数十分短，在随后的电解进程中，CaTiO3在新生成的Cr微粒上反响生成TiCr2，因而在电解产品中并未检测到CaTiO3。跟着TiCr2合金的生成和CaTiO3相的复原，多孔液层中CaO浓度下降，原先分出的CaO随CaTiO3的复原逐步熔解并迁出电极。       在电解较大的TiO2压片时，常常发现CaTiO3生成，因为现场钙钛矿化的发作，使固态颗粒的体积胀大，然后缩小颗粒之间的离子传输通道，阻止了多孔层内的离子搬迁，在TiO2压片彻底电解曾经，即便施加高于3.0V的电压，常常能够看到部分复原的夹心结构，但在电解TiO2和Cr2O3混合氧化物电极时，因为Cr2O3很简单被复原为Cr，Cr的存在进步了电极的导电性，一起又添加了电极的孔隙率，因而并未发现电解TiO2时常常出现的夹心结构。       3、电解6h所得电解产品为钛铬合金，依然含有铬的峰。从图3能够看出当电解时刻从1h延长到6h后电解产品中TiCr2的峰增强，而Gr的峰削弱，杂峰消失。从TiCr二元系相图能够看出，室温下C15相的均匀组成为TiCr1.75（65.5%Cr）～TiCr1.95（68%Cr），因为质料是按TiCr2制造，所以或许含有少数未合金化的Cr。       综上所述，本试验条件下混合氧化物复原为钛铬合金阅历了如下进程：反响最早生成Cr，副产品CaO与TiO2反响生成CaTiO3，在随后的电解进程中生成的CaTiO3和/或TiO2在新生成的Cr微粒上反响生成TiCr2合金。       （三）电解时刻对电解产品氧含量的影响       为了研讨电解时刻对产品氧含量的影响，以TiO2和Cr2O3（摩尔比1∶1）混合物小片为电极在2.8V电压下别离电解1，2，4，6和8h，图4给出了电解产品中氧含量随时刻的改变。从图中能够看出，在2.8V槽电压下电解1h，电解产品中的氧含量现已从初始电极的38.81%下降到11.50%，阐明在开始的1h电化学反响速度快，前1h脱除的氧占总氧量的74.56%，在电解复原反响2h后，产品中氧含量下降至0.64%，前2h脱除的氧占总氧含量的98.98%。当电解时刻从2h延长到6h，电极反响速度变慢，氧含量从2h的0.64%下降到0.20%，前6h脱除的氧占总氧含量的99.68%。这或许是因为从2h后首要发作的反响是从合金的脱氧进程，因而反响变慢。在随后的电解进程中发作脱氧反响，氧含量进一步下降，但氧脱除的速度很慢。    图4  电解产品氧含量随时刻的改变（电解电压2.8V，电解温度900℃，Ar100ml·min－1）       本文仅对熔盐电解直接制备钛铬合金进行了开始研讨，所选用的电解条件并非最优条件，下一步研讨的重点是制备出纯洁的钛铬合金，对其进行储氢功能测验和元素代替然后改善其储氢功能，而且优化电解条件以进步产品纯度和电流功率。       三、定论       （一）在熔融CaCl2系统中，直接电解TiO2和Cr2O3的混合物，在槽电压2.8V下电解6h能够得到氧含量为0.20%的钛铬合金，阐明用直接电解复原法电解TiO2和Cr2O3的混合物制取钛铬合金是可行的。       （二）混合氧化物的复原阅历了优先生成Cr到逐步构成TiCr2的合金化进程，反响最早生成Cr，副产品CaO与TiO2反响生成CaTiO3，在随后的电解进程中生成的CaTiO3和/或TiO2在新生成的Cr微粒上反响生成TiCr2合金。

硅酸锂是 金属 锂与硅酸反应时生成的一系列的化合物。已知的硅酸锂有以下几种： 　　一硅酸锂： 　　Li8SiO6或者 4Li2O·SiO2； 　　Li4SiO4或者2Li2O·SiO2（正硅酸盐）； 　　Li2SiO3或者Li2O·SiO2（偏硅酸盐）。 　　二硅酸锂： 　　Li6Si2O7或者3Li2O·2SiO2； 　　Li2Si2O5或者Li2O·2SiO2。 　　五硅酸锂： 　　Li2Si5O11或者Li2O·5SiO2。 　　这里专门介绍多硅酸锂。因为多硅酸锂的水溶液相对应于钠水玻璃，所以也叫锂水玻璃，简称硅酸锂。由于它具有一些特殊的性质，所以近二、三十年来越来越受到各国的重视。美国是最早研究硅酸锂制造的国家，生产技术几乎为其垄断。到了80年代，日本对硅酸锂的研究不论是质量，还是应用范围都有超美之势。我国在这方面的研究才刚刚起步。1.硅酸锂水溶液的性质 　　硅酸锂水溶液为无色透明或呈微乳白色的液体，无臭、无毒、不燃、呈碱性（pH＝11～12）。硅酸锂水溶液和硅酸钠一样，加入酸性物质后容易胶凝。但由于锂离子半径比钠、钾离子半径小得多，因而硅酸锂水溶液还具有一些独特的性能：硅酸锂水溶液的性能与二氧化硅胶粒大小密切相关，如SiO2粒子为1mμ左右，则产品清晰透明、粘度低、贮存和使用性能（耐水性、耐火性、耐侯性等）均十分优异；而当SiO2粒子约3mμ时，溶液呈微胶体状，粘度高，存放稳定性差，使用性能差。硅酸锂水溶液允许模数高达8，SiO2含量20％，仍然粘度低，稳定性好。硅酸锂水溶液具有自干性，且能生成不溶于水的干膜，耐干湿交替性极好。硅酸锂水溶液在受热时析出沉淀，但如沉淀不过热、不脱水，则在冷却后还能重新溶解。硅酸锂水溶液有和具有亲水表面的玻璃、钢铁、铝及纤维等的表面反应成膜的特性，60℃以上即可进行，温度愈高，反应愈快。由于制法不同，硅酸锂水溶液中的SiO2可呈结晶态或胶态，而通常稳定胶体SiO2溶液中很少或没有结晶态SiO2；而作为涂料使用时，采用SiO2呈结晶态的硅酸盐制成的涂膜其性能却显著优于胶态硅酸盐制成的涂膜。值得注意的是硅酸锂水溶液在光洁表面上（金属、玻璃等）形成的干膜不连续、附着力差、起皮、掉粉。然而，硅酸锂和硅酸钠或钾混合使用，不仅能降低成本，还可改善硅酸锂的成膜反应。 　　2.硅酸锂水溶液的用途 　　由于硅酸锂水溶液的独特性能，因而有其广泛的用途。作为涂料基料，可用水作溶剂，形成的涂膜，除具有无机涂料的耐热、不燃、耐辐射、无毒等一般性能外，还具有自干，耐热可达1000℃，耐磨性、耐湿性、耐侯性、耐干湿交替性佳，耐水性优异等特点。可用于海上工程、石油管道、船舶、桥梁以及建筑涂料和建筑材料用涂料，如浴室、厨房、卫生间、大厦、各种构件，以及水泥、混凝土、石棉瓦、铝、铁、木质材料、合成树脂、陶瓷等的涂装，尤其适宜用于潮湿环境和耐水性装饰涂料。 　　作为粘合剂，可使用于木材、纸张、塑料、玻璃、金属、混凝土、砖瓦、石棉，以及瓦楞纸箱、纤维板、绝缘板、电视荧光粉、汽车制动器和离合器等等。 　　作为表面处理剂，可直接涂于金属表面，用作钢铁表面防锈液，手风琴、收音机、仪表仪器等金属元件的防蚀剂和使用于有色金属装饰品、日用品、工艺品的保光、保色；涂覆于玻璃，可形成透光性优良、反光度低的表面涂层；涂覆于镀锌铁皮，在盐水中不腐蚀；涂覆于塑料薄膜，可提高其隔湿性和阻气性等等。 　　3.制法 　　因为碳酸锂和石英砂熔融而制成的硅酸锂玻璃，在水中不溶解。因此，常规的可溶性硅酸盐制造方法不能制得硅酸锂水溶液，必须寻求其它制造方法。 　　文献报导的制造方法虽然不少，但都存在一些缺点或不足之处。如采用较多的硅溶胶法，原料成本太高；硅胶法，虽可使用便宜原料，但要求高温高压设备；硅粉法；原料也不便宜，而且成品外观和反应收率都有问题；离子交换法可以用各种可溶性锂盐，但树脂床在我国投资费用较高，而且处理树脂后的废酸、废水量大，从生产成本和环境保护考虑似乎也不宜选用。在较多的方法中，目前认为较好的方法是活性硅酸——氢氧化锂法。    活性硅酸——氢氧化锂法是利用将水玻璃溶液按阳离子交换法制得的具有一定浓度的活性硅酸溶液与氢氧化锂粉末或水溶液反应而制成。可以得到具有透明性、长期贮存稳定性以及粘结力优良的硅酸锂水溶液。    另据文献报导，我国化工部天津化工研究院硅酸锂试制组，在全面分析比较了国外发表的各种方法后，经反复试验，研究出一条独特的制造工艺路线，即常温常压反应法，其优点能利用廉价原料、简单设备、常温常压反应、直接制造高浓度、高模数的硅酸锂水溶液。本文为转载稿，仅代表作者本人的观点，与本网立场无关。上海有色网信息科技有限公司不对其中包含或引用的信息的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。对于任何因直接或间接采用、转载本文提供的信息造成的损失，上海有色网信息科技有限公司均不承担责任。媒体合作事宜， 敬请联系info@smm.cn 或 021-6183 1988 转 5009。

锂是一种银白色的轻金属，密度0.534，熔点180.54℃，沸点1342℃。锂是生动金属，在室温条件下，锂能和空气中的氮气和氧气发作激烈的化学反应。金属锂可溶于液，锂的弱酸盐难溶于水。在碱金属氯化物中，只要氯化锂易溶于有机溶剂。锂不但是既轻又软、比热最大的金属，并且仍是在一般温度下呈固体状况的一般材料中最轻的一种金属，一般储藏于火油或液体白腊中。　　锂在自然界散布比较广泛，在地壳中均匀含量为20×10-6，在首要类型岩浆岩和首要类型沉积岩中均有不同程度的散布，其间在花岗岩中含量较高，均匀含量达40×10-6。在自然界中现在已发现锂矿藏和含锂矿有150多种，其间锂的独立矿藏有30多种，大部分是硅酸盐(占67%)及磷酸盐(占21.2%)，其他则很少。作为制取锂的矿藏质料首要是锂辉石(含Li2O5.8%～8.1%)、锂云母(含Li2O3.2%～6.45%)、磷锂铝石(含Li2O7.1%～10.1%)、透锂长石(含Li2O2.9%～4.8%)及铁锂云母(含Li2O1.1%～5%)，其间前3个矿藏最为重要。　　锂是由瑞典化学家贝齐里乌斯(J.J.Berzelius)的学生瑞典人阿尔费德松(J.A.Arfvedson)于1817年在分析研讨从攸桃岛(Uto)采得透锂长石时初次发现的，贝齐里乌斯把这种新金属称为Lithium。1818年英国人戴维(H.Davy)经过电解碳酸锂制得少数金属锂。1855年德国人本生(R.W.Bunsen)和马提生(A.Matthiessen)经过电解熔融氯化锂制得较很多的金属锂，并较具体地研讨了它的性质。1923年德国开端锂的工业生产。现在工业生产金属锂选用LiCl-KCl熔盐电解法，此法制得金属锂的纯度不低于99%。　　1944年开端很多运用无水氢氧化锂作潜水艇中的CO2吸收剂。用作军用气球的充气氢源。1950年锂开端用于热。1960年今后锂开端用于民用工业如润滑脂、空调、合成橡胶、炼铝、医药和玻璃陶瓷等职业，且已成为当时锂的首要用途。因为锂的电化当量高，并具有各种元素中最高的标准氧化电势，锂电池已在某些军事和电子部分运用，以及在电力车辆推动和峰值电力储存方面运用。锂是第一代氚聚变反应堆的重要燃料和反应堆的冷却剂。锂能与多种元素制成合金，例如铝锂、硼锂、铜锂、镁锂、铅锂、、硅硼锂和银锂等，而用于原子能、航空、航天工业。　　我国锂矿产资源比较丰富，首要散布在7个省区，以1996年底保有储量(Li2O)排序依次为：四川占51.1%，江西占29.4%，湖南占15.3%，新疆占3%（因首要矿区经40多年来的大规模挖掘，保有储量很多削减），这4省区算计占98.8%。其次是河南、福建、山西，这3省算计占1.2%。我国锂矿产资源有以下首要特点：（１）散布高度会集，有利于建造大型采选冶联合厂商。矿石锂会集散布在四川、江西、湖南、新疆4省区，占全国锂储量的98.8%；卤水锂首要散布在青海柴达木盆地盐湖发育区和湖北潜江洼陷油田内，其间柴达木盆地盐湖区占全国卤水锂储量的83.4%。（２）单一矿床少，共伴生矿床多，归纳利用价值大。我国锂、铍、铌、钽矿经勘探标明大部分是归纳性矿床，其储量以共伴生矿床为主。（３）档次低、储量大。我国锂矿除少数矿床或矿段、矿体档次较高外，大多数矿床档次低，因此拟定的矿产工业目标较低，故勘探以低档次目标核算的储量则很大。

锂是一种银白色的轻金属，密度0.534，熔点180.54℃，沸点1342℃。锂是生动金属，在室温条件下，锂能和空气中的氮气和氧气发作激烈的化学反应。金属锂可溶于液，锂的弱酸盐难溶于水。在碱金属氯化物中，只要氯化锂易溶于有机溶剂。锂不但是既轻又软、比热最大的金属，并且仍是在一般温度下呈固体状况的一般材料中最轻的一种金属，一般储藏于火油或液体白腊中。 锂在自然界散布比较广泛，在地壳中均匀含量为20×10-6，在首要类型岩浆岩和首要类型沉积岩中均有不同程度的散布，其间在花岗岩中含量较高，均匀含量达40×10-6。在自然界中现在已发现锂矿藏和含锂矿有150多种，其间锂的独立矿藏有30多种，大部分是硅酸盐(占67%)及磷酸盐(占21.2%)，其他则很少。作为制取锂的矿藏质料首要是锂辉石(含Li2O5.8%～8.1%)、锂云母(含Li2O3.2%～6.45%)、磷锂铝石(含Li2O7.1%～10.1%)、透锂长石(含Li2O2.9%～4.8%)及铁锂云母(含Li2O1.1%～5%)，其间前3个矿藏最为重要。 锂是由瑞典化学家贝齐里乌斯(J.J.Berzelius)的学生瑞典人阿尔费德松(J.A.Arfvedson)于1817年在分析研讨从攸桃岛(Uto)采得透锂长石时初次发现的，贝齐里乌斯把这种新金属称为Lithium。1818年英国人戴维(H.Davy)经过电解碳酸锂制得少数金属锂。1855年德国人本生(R.W.Bunsen)和马提生(A.Matthiessen)经过电解熔融氯化锂制得较很多的金属锂，并较具体地研讨了它的性质。1923年德国开端锂的工业生产。现在工业生产金属锂选用LiCl-KCl熔盐电解法，此法制得金属锂的纯度不低于99%。 1944年开端很多运用无水氢氧化锂作潜水艇中的CO2吸收剂。用作军用气球的充气氢源。1950年锂开端用于热。1960年今后锂开端用于民用工业如润滑脂、空调、合成橡胶、炼铝、医药和玻璃陶瓷等职业，且已成为当时锂的首要用途。因为锂的电化当量高，并具有各种元素中最高的标准氧化电势，锂电池已在某些军事和电子部分运用，以及在电力车辆推动和峰值电力储存方面运用。锂是第一代氚聚变反应堆的重要燃料和反应堆的冷却剂。锂能与多种元素制成合金，例如铝锂、硼锂、铜锂、镁锂、铅锂、、硅硼锂和银锂等，而用于原子能、航空、航天工业。 我国锂矿产资源比较丰富，首要散布在7个省区，以1996年底保有储量(Li2O)排序依次为：四川占51.1%，江西占29.4%，湖南占15.3%，新疆占3%(因首要矿区经40多年来的大规模挖掘，保有储量很多削减)，这4省区算计占98.8%。其次是河南、福建、山西，这3省算计占1.2%。我国锂矿产资源有以下首要特点：(1)散布高度会集，有利于建造大型采选冶联合厂商。矿石锂会集散布在四川、江西、湖南、新疆4省区，占全国锂储量的98.8%;卤水锂首要散布在青海柴达木盆地盐湖发育区和湖北潜江洼陷油田内，其间柴达木盆地盐湖区占全国卤水锂储量的83.4%。(2)单一矿床少，共伴生矿床多，归纳利用价值大。我国锂、铍、铌、钽矿经勘探标明大部分是归纳性矿床，其储量以共伴生矿床为主。(3)档次低、储量大。我国锂矿除少数矿床或矿段、矿体档次较高外，大多数矿床档次低，因此拟定的矿产工业目标较低，故勘探以低档次目标核算的储量则很大。

一、冰晶石－氧化铝电解的工艺     现在全国际的铝都是电解冰晶石－氧化铝融盐出产的。出产流程如图1所示。  图1  现代铝电解工业出产流程图     电解铝的中心是电解槽，现代铝电解按电解槽的不同分为两大类两种办法，即接连式和不接连式预焙电解槽，上插棒和侧插棒自焙电解槽。     （一）不接连式预焙电解槽     不接连式预焙电解槽简称预焙槽，现代铝出产大多用这种槽。由于这种槽结构简略节省材料，有利于阳极气体的搜集，能够大型化。大型预焙电解槽的电流强度已达320kA，电流功率到达92%，各项目标均较好。最近，法国开发成功500kA的超大型预焙阳极电解槽。预焙槽的结构首要为：阴极设备、阳极设备和导电母线体系三大部分。     阴极设备由钢制槽壳、阴极炭块组和保温材料砌体三部分组成。槽壳为钢板焊制的敞开式六面体，分为有底和无底槽壳，并有背撑式和摇篮式之分。现在大都选用有底槽壳，槽壳四周和底用工字钢加固。阴极炭块组包含阴极炭块和钢棒，钢棒镶嵌在阴极炭块的燕尾槽内，也是用高磷生铁浇铸，使铁棒与阴极炭块联在一同。阴极石墨炭块具有质地均匀，导电、导热性好等长处。保温砌体由耐火砖、保温砖砌筑。在槽壳中自下而上一般有两层石棉板，铺一层氧化铝粉，砌三层硅藻土保温砖、两层黏土砖，捣固一层炭糊，砌阴极炭块，阴极炭块间的立缝用炭糊填充。由槽壁内衬和槽底炭块围成的空间称为槽膛，一般深500～600mm。槽膛四周下部用炭糊捣固成斜坡，称为人工伸腿，以协助铝液缩短于阳极投影区内。阴极设备中的阴极炭块部分能经得住融盐腐蚀的时刻称为电解槽寿数，我国电解槽的寿数为1300d，国外分1800d。     阳极设备由阳极母线大梁、阳极炭块组和阳极升降组织组成。预焙槽有多个预制炭块组，每组包含3块预制阳极炭块。炭块、钢爪、铝导电杆组成阳极。钢爪用高磷生铁浇铸在炭碗中，与炭块严密地粘接，铝导电杆选用渗铝块挂在大梁上。阳极母线大梁由铸铝制成，承当着整个阳极的质量，并将电流通过阳极输入电解槽。由升降设备带动上下移动来调整阳极的方位。预制阳极炭块组数由电解槽的电流强度、阳极电流密度及炭块尺度来决议。加料可从边部或中部进行，依据加料多少和加料时刻长短分为空隙加料和点式加料。     导电母线体系包含阳极母线、阴极母线、立柱母线和槽间衔接母线，由大面积铸造铝板制造。导电母线体系最重要的是母线装备和母线经济电流密度的挑选，前者取决于操控电解槽的磁场散布的要求，后者则由电能耗费和基建出资的优化成果所决议。母线装备有纵向和横向两种办法。现代大型电解槽选用横向装备，选用多端进电办法。     （二）接连式预焙电解槽     接连式预焙电解槽的特色是选用一种特制的炭糊将预制阳极块粘在行将耗尽的阳极上，炭糊在电解进程的高温下焦化，将新旧炭块结为一体。电流从侧部导入。它的长处是无残极，消除季换极时引起的电流散布不均匀；缺陷是接缝处电阻大，阳极结构杂乱，热丢失大，经济目标低于不接连式预焙电解槽。     （三）侧插自焙电解槽     侧插自焙电解槽选用定向槽内增加阳极糊，阳极糊在电解进程的高温下焙烧成阳极锥体。电流从侧部刺进的钢棒导入，通过阳极锥体到电解质。     侧插槽的阳极设备由阳极、阳极结构和阳极程式降组织组成。整个阳极的餐部安放在阳极结构中的铝板铆制成的箱内。在烧结成阳极锥体前钉入阳极棒，与水平面成20°角，共有四排，上面两排待烧结，下面两排作业，与阳极小母线衔接导电。在电解进程中铝箱和阳极锥体一同耗费，阳极不断焦化，坚持锥体安稳。阳极结构由槽钢和钢板焊成，框在铝箱外围。它的下部有U形吊环套住阳极棒头使阳极能够随它一同升降。阳极结构有滑轮组，通过钢丝绳悬挂在阳极升降机上。它除能升降阳极外，还能使之经得住液体炭糊的胀大效果，维护铝箱不变形。阳极升降组织由电机、减速器、滑轮组构成，它在必要时升降阳极。     侧插自焙槽虽有省去了阳极炭块的低烧工序，没有残极处理，简化了工艺流程，使后产本钱大大下降，出资小、见效快的特色，但它有烟气搜集困难，环境污染问题不易处理，受阳极尺度的约束，不能大型化，直流电耗较高，不易完结出产进程自动化等问题。最近，我国政府已明令约束自焙槽的开展。     （四）上插自焙电解槽     上插自焙电解槽由炭阳极、阳极框套、集气罩、阳极气体焚烧器和阳极升降组织组成。炭阳极也是由阳极糊接连自焙而成，阳极棒笔直刺进到阳极锥体内，拔棒时留下的棒孔要由上层液体糊添补，构成二次阳极，阳极糊的流动性稍大。阳极棒是通过爆破焊接在导电铝杆上的钢棒，钢棒刺进炭阳极，刺进深度按四个水平面装备。铝导电杆用夹具和阳极母线大梁紧接。在烧结成阳极锥体前钉入阳极棒待烧结成后才干运用。阳极棒既导电，又承当整个阳极的分量。炭阳极的我围为阳极框套，用10mm钢板焊成并用型钢加固。框套下四周装有集气罩，延伸到面壳上的氧化铝层，将壳上部空间密闭起来。阳极气体聚集于集气罩内，至焚烧器焚烧，送去净化。阳极升降组织用来升降阳极框套。     现代铝工业选用180kA、200kA、300kA系列的大型预焙阳极电解槽，选用两头进电或四端进电办法。进入21世纪后，法国彼施涅（Pechiney）公司开发成功500kA特大型电解槽，各项目标大幅进步，标志着国际铝工业进入了一个新的开展时期。     二、电解电解铝出产的正常出产     铝电解槽在焙烧、发动后转入正常出产，即在额外的电流强度下进行安稳出产；一切各项技能参数也都到达规划要求，并获杰出的技能经济目标－首要包含电流耗、功率及原铝的质量等。     处于正常出产状况的电解槽的外观特征有：（1）火焰从火眼强劲有力地喷出，火焰的色彩为浅紫色或稍微带黄色；（2）槽电压安稳，或在一个很窄的范围内动摇；（3）阳极四周电解质“欢腾”均匀；（4）炭渣别离杰出，电解质明澈透亮；（5）槽面上有完好的结壳，且疏松好打。     正常出产的电解槽具有“规整的槽膛”。电解槽内涵侧部炭块周围堆积有一圈由电解质熔体凝结的结壳（又称为槽帮和伸腿），它周围在阳极四周构成一个近似椭圆形的槽膛。这层结壳能够有效地阻挠电和热通过侧壁丢失，维护侧壁和槽底四周的内衬不受熔体的腐蚀，而且使铝镜面（即阴极表面）缩短以进步电流功率。在电解进程中尽量尽力坚持槽膛的规整。在出产时槽底应该是洁净的，无氧化铝沉积，或只要少数氧化铝沉积。      正常出产是铝电解槽高产、优质、低耗费的确保，而坚持正常出产则取决于合理的技能条件及与之相适应的操作准则。不然出产就不能坚持正常，呈现病槽和事端，使各项技能目标下降。      （一）电解铝出产的工艺条件     正常出产的技能条件首要包含：系列电流强度、槽电压、槽电压、电解温度、极距、电解质组成、电解质水平（即结壳下熔体层高度）、铝水平（即槽内铝液高度）、槽底电压降以及阳极效应系数等。这些要素（或技能操作参数）都是彼此影响、彼此相关的。在必守时期内应尽可能坚持相对安稳，一旦因某种原因需求变化时，就有必要相应地调整其他参数与之和谐。     正常出产的技能条件依据铝电解原理和详细情况而拟定。表1列举了一些电解槽的技能条件。 表1  工业电解槽技能条件举例技能条件预 焙 槽接连预焙槽电流强度/kA 阳极电流密度/A·cm－2 电解温度/℃ 电解质摩尔比 w（CaF2）/% w（MgF2）/% 槽电压/V 极距/cm 电解质水平/cm 铝水平/cm 槽底电压降/mV 阳极效应系数/次·（槽·d）－1 电流功率/% 直流电耗/kW·h·t－1130 0.72 960 2.7 2～3 － 3.9 4.2 16 26 340 0.9 88 13700160 0.75 950 2.5 2～8 4～5 4.0 4.1 16 25 320 0.3 90.5 13500186 0.8 960 2.6 2～6 4～5 4.0 4.2 16 26 320 0.4 92.0 13500300   950～960 2.2                 94 13400500   940～950 2.2               0.04～0.05 94 13200110 0.82～0.85 960 2.75 4～6 － 4.1 4～4.5 22 26 － 1.0 87 15500    （二）电解铝出产的惯例作业     无论是自焙槽仍是预焙槽，铝电解槽的惯例作业的首要内容包含：加料（称为加工）、出铝和阳极作业三个部分，详细的内容依槽的不同而有所不同。      1、加料。铝电解的加料作业就是守时地向电解槽中补加氧化铝，新式电解槽选用所谓接连或点式下料，就是每次下料之间的时刻有严厉规则，接连下料的时刻空隙为20s，点式下料为每几分钟加一次。     下料的意图在于坚持电解质中Al2O3浓度安稳。电解质溶体中Al2O3含量一般为58%。大型预焙槽选用接连下料或点式下料后，Al2O3的浓度差只要2%～3%。由于坚持低的Al2O3浓度电流功率可达94%。也使参加的Al2O3敏捷溶解，坚持槽底无沉积，对进步电流功率是有优点的。大型电解槽的下料大都是借助于电子计算机自动操控，下料部位能够在边部，也可在炭块中间。后者更为优胜，无须打开槽罩，为现代大型电解槽所选用。接连加料作业进程是由天车联合机组或地上龙门式联合机组来完结的。中小型电解槽用地爬式打壳机作业。     铝电解的加作业业程序是先扒开在面上预热的氧化铝料层，再打开壳面，将氧化铝推入熔体，然后往新凝结的结壳在上增加一批氧化铝，不许将冷料氧化铝直接参加电解质中。我国铝电解出产中总结了“勤加工、少下料”的操作办法，对中型槽完结安稳高产卓有成效。铝电解的作业除弥补氧化铝外，一般要随时调整电解质组成，弥补蒸发掉的氟盐和增加剂，调整电解质的摩尔比。每天需取样分析电解质的成分，决议补加的量。增加的氟盐要和氧化铝混合均匀，铺到壳上预热，上面加氧化铝掩盖，加料时参加。     2、出铝。电解产出的铝液要定时、定量从槽中取出。每两次出铝之间的时刻称为铝周期。中型槽一两天出一次，大型槽每天出一次，每次出铝量大约等于在此周期内的铝产值。出铝用真空抬包来完结。抽出的铝液运往铸造部分。铝通过溶液净化、质量分配、扒渣弄清等处理后，铸成各种形状的铝锭。工业电解槽取出的铝液含金属杂质（Si、Fe、Ti、V等）、非金属杂质（Al2O3、炭和碳化物），还含气体。有必要除掉这些杂质，到达用户的要求。铝液净化的办法有静置法和接连溶剂净化法。静置法就是在尽可能低的温度下长时刻静置，让铝液中的氢随温度的下降而溶解度下降，排出铝液。非金属杂质在这个进程中也浮出铝液而除掉。     3、阳极作业。阳极是电解槽的中心，它的管理作业十分重要。自焙阳极在电解进程中是借助于电解高温把阳极糊焙烧成阳极的。它在电解进程中参加反响而不断耗费，阳极作业的首要任务是弥补阳极糊和转接阳极母线（上插槽无此作业）。先拔出快要触摸电解质熔体的阳极棒，将小母线转接到现已进入阳极锥体的阳极棒上，然后将阳极棒钉入快要焙烧成锥体的阳极糊中（称为钉棒）。这样当糊体焙烧成锥体时，钉入的棒便可与之坚持最好的触摸，确保导电均匀。阳极作业应坚持阳极均匀地焙烧。阳极作业结束后，要坚持阳极不歪斜、在电解进程中不氧化、不掉块、无断层和裂缝现象。预焙阳极的作业是：定时依照必定次序替换阳极块，以坚持新旧阳极能均匀的分管电流，确保阳极大梁不歪斜；阳极替换后有必要用氧化铝掩盖好；跟着电解的进行，阳极要不断放低，当到达不能再放低时就要抬起阳极母线大梁。     （三）铝厂烟气净化      铝电解进程中放出的烟气有气态物和固态物。正常电解放出的气体是CO和CO2混合气体及少数的氟化物气体，阳极效应时发作CF4。自焙槽在烧结时发作沥青烟蒸发分，气体污染物占90%，预焙槽气体污染物占50%，见表2。污染物首要是H2F2含氟气体。铝电解时发作阳极气体，它含H2F2、SiF4、CF4、CO2等，还有沥青挥分及各种粉尘，使电解厂周围环境遭到损害，要挟操作人员的健康。因而铝厂烟气应得到合理的处理。烟气净化有干法和湿法两种。 表2  铝电解槽的污染物发出量              [kg/t（Al）]槽 型气态氟化物固态氟化物固、气氟总量粉尘总量上插槽 侧插槽 预焙槽15.45 14.64 8.334.05 － 8.4319.5 17.8 16.824.0 49.7 44.1      湿法净化是用水或碱溶液作为H2F2和粉尘的吸收剂来净化烟气。一般用5%的碳酸钠溶液来洗刷含氟气体，即发作反响： 2Na2CO3＋H2F2→2NaF＋2NaHCO3     当溶液中的NaF含量到达25～30g/L后，就能够用来组成冰晶石： 6NaF＋4NaHCO3＋NaAlO2→Na3AlF6↓＋4Na2CO3＋2H2O     冰晶石经别离、枯燥后回来电解槽运用。滤液回来吸收塔吸收含氟气体，整个进程物料能够循环运用。流程如图2所示。    图2  铝电解槽烟气湿法净化工艺流程图     关于自焙槽的烟气，因含有沥青烟，净化困难，大都供应商仅作收尘和除焦油处理。湿法净化在20世纪70年代是净化铝厂烟气的首要办法。这一办法尽管净化了烟气，却又发作了废水，还需净化，出资大、运转费用高，现已为干法净化所替代。     干法净化就是用铝电解槽的质料氧化铝作为吸收剂，吸附烟气中的HF气，并截留烟气中的粉尘，吸收了氟化氢的氧化铝作为质料加到电解槽中。     氧化铝对氟化氢的吸附为化学吸附。吸附时氧化铝表面上生成单分子层吸附化合物，每1mol氧化铝吸附2mol HF。这种表面化合物在300℃以上转化成AlF3分子。氧化铝对氟化氢的吸附率可达98%～99%。铝工业用的氧化铝因焙烧温度不同而比表面积和活性有所不同，对HF的吸附功能也有所不同。用于干法净化的要求比表面积大于所不同，对HF的吸附功能也有所不同。用于干法净化的氧经铝要求比表面积大于35m2/g，且α－Al2O3含量不超越25%～35%。铝电解关于砂状氧化铝的表面积和α－Al2O3含量的要求就是依据这一需求提出来的。现代大型预焙槽都选用干法净化氟化。     我国贵州铝厂选用干法净化，进入净化设备前含气态氟化物5.7mg/m3，固态氟化物为7.3mg/m3，通过净化后烟气中的氟化物分别为0.12mg/m3和0.08mg/m3，净化率达98%。     干式净化法具有流程短，设备简略，净化功率高，截留下来的氟又回来电解槽，节省一氟盐，为大型预焙电解槽遍及选用。干法净化的首要缺陷是烟气中的杂质又回来电解槽，影响电铝的质量和影响电流功率。       我国电解铝厂发作的烟气，有的选用干法净化，有的选用湿法净化，有的根本不净化。跟着出产的开展，我国电解铝厂都向大型预焙槽方向开展，都要选用干法净化。

锂(Li)是自然界中最轻的金属。银白色，比重0.534，熔点180℃，沸点1342℃。锂是由瑞典化学家贝齐里乌斯(J.J.Berzelius)的学生瑞典人阿尔费德松(J.A.Arfvedson)于1817在分析研讨从攸桃岛(Uto¨)采得透锂长石时初次发现的，贝齐里乌斯把这种新金属称为Lithium。1818年英国人戴维(H.Davy)经过电解碳酸锂制得小量金属锂。1855年德国人本生(R.W.Bunsen)和马提生(A.Matthiessen)经过电解熔融氯化锂制得较很多的金属锂，并较具体地研讨了它的性质。1923年德国开端锂的工业出产。 一、锂的性质和用处 锂是生动金属，很柔软，在氧和空气中能自燃。锂也是一种重要的动力金属，它在高能锂电池、受控热核反应中的使用使锂成为处理人类长时间动力供应的重要质料。锂工业的开展和军事工业的开展密切相关。50年代，因为研发需求提取核聚变用同位素6Li，因此锂工业得到了迅速开展，锂则成为出产、中、质的重要质料。锂的化合物还广泛用于玻璃陶瓷工业、炼铝工业、锂基润滑脂以及空调、医药、有机组成等工业。锂系列产品广泛使用于冶炼、制冷、原子能、航天和陶瓷、玻璃、润滑脂、橡胶、焊接、医药、电池等职业。全世界有锂矿资源的国家缺乏十家，亚洲我国独有。 二、矿石质料特色 锂为稀碱元素之一，在自然界散布比较广泛，在地壳中均匀含量为20×10-6(泰勒，1964)，在首要类型岩浆岩和首要类型沉积岩中均有不同程度的散布，其间在花岗岩中含量较高，均匀含量达40×10-6(维诺格拉多夫，1962)。在自然界中现在已发现锂矿藏和含锂矿有150多种，其间锂的独立矿藏有30多种，大部分是硅酸盐(占67%)及磷酸盐(占21.2%)，其他则很少。作为制取锂的矿藏质料首要是锂辉石(含Li2O5.8%～8.1%)、锂云母(含Li2O3.2%～6.45%)、磷锂铝石(含Li2O7.1%～10.1%)、透锂长石(含Li2O2.9%～4.8%)及铁锂云母(含Li2O1.1%～5%)，其间前3个矿藏最为重要。

一、组成与结构       K（LiAl）3[AlSi4O10]（OHF）2，常含Na及Rb、Cs等稀碱金属元素。辽宁阜新花岗伟晶岩中产出的锂云母含Li2O4.51%，SiO250.40%，Al2O323.22%，K2O10.33%，Rb2O1.57%，Cs2O0.08%，MnO2.17%，F7.51%。矿物属单斜晶系。       二、物化性质       晶体沿（001）呈板状，具假六方形轮廓，常为鳞片状或叶片状集合体。解锂（001）极完全，薄片具弹性，硬度2～3，相对密度2.8～2.9，玫瑰色、浅紫色、白色，有时无色，玻璃光泽，解理面显珍珠光泽。矿物溶于H3PO4，在HCl、HNO3、H2SO4中溶解不完全。因含Li，吹管焰染火呈红色。       三、鉴别特征       锂云母以其颜色、片状晶形和矿物共生易于识别。浅色锂云母与白云母相似，借助焰色反应可准确鉴别。       四、产状与产地       锂云母主要产花岗伟晶岩中，与石英、长石、白云母、锂辉石、绿柱石、电气石等共生。锂云母也产于富Li、Rb、Cs、Nb、Ta的花岗岩中，与石英、钠长石、黄玉、黑钨矿、铌钽铁矿等共生。锂云母细粒集合体－锂云母岩，称丁香紫玉，是20世纪70年代在我国发现的玉石新品种。含锂云母的花岗伟晶岩产地有新疆阿尔泰、河南官坡，含锂云母花岗岩产地有江西宜春。

硅酸锂是 金属 锂与硅酸反应时生成的一系列的化合物。已知的硅酸锂有以下几种： 　　一硅酸锂： 　　Li8SiO6或者 4Li2O·SiO2； 　　Li4SiO4或者2Li2O·SiO2（正硅酸盐）； 　　Li2SiO3或者Li2O·SiO2（偏硅酸盐）。 　　二硅酸锂： 　　Li6Si2O7或者3Li2O·2SiO2； 　　Li2Si2O5或者Li2O·2SiO2。 　　五硅酸锂： 　　Li2Si5O11或者Li2O·5SiO2。 　　这里专门介绍多硅酸锂。因为多硅酸锂的水溶液相对应于钠水玻璃，所以也叫锂水玻璃，简称硅酸锂。由于它具有一些特殊的性质，所以近二、三十年来越来越受到各国的重视。美国是最早研究硅酸锂制造的国家，生产技术几乎为其垄断。到了80年代，日本对硅酸锂的研究不论是质量，还是应用范围都有超美之势。我国在这方面的研究才刚刚起步。1.硅酸锂水溶液的性质 　　硅酸锂水溶液为无色透明或呈微乳白色的液体，无臭、无毒、不燃、呈碱性（pH＝11～12）。硅酸锂水溶液和硅酸钠一样，加入酸性物质后容易胶凝。但由于锂离子半径比钠、钾离子半径小得多，因而硅酸锂水溶液还具有一些独特的性能：硅酸锂水溶液的性能与二氧化硅胶粒大小密切相关，如SiO2粒子为1mμ左右，则产品清晰透明、粘度低、贮存和使用性能（耐水性、耐火性、耐侯性等）均十分优异；而当SiO2粒子约3mμ时，溶液呈微胶体状，粘度高，存放稳定性差，使用性能差。硅酸锂水溶液允许模数高达8，SiO2含量20％，仍然粘度低，稳定性好。硅酸锂水溶液具有自干性，且能生成不溶于水的干膜，耐干湿交替性极好。硅酸锂水溶液在受热时析出沉淀，但如沉淀不过热、不脱水，则在冷却后还能重新溶解。硅酸锂水溶液有和具有亲水表面的玻璃、钢铁、铝及纤维等的表面反应成膜的特性，60℃以上即可进行，温度愈高，反应愈快。由于制法不同，硅酸锂水溶液中的SiO2可呈结晶态或胶态，而通常稳定胶体SiO2溶液中很少或没有结晶态SiO2；而作为涂料使用时，采用SiO2呈结晶态的硅酸盐制成的涂膜其性能却显著优于胶态硅酸盐制成的涂膜。值得注意的是硅酸锂水溶液在光洁表面上（ 金属 、玻璃等）形成的干膜不连续、附着力差、起皮、掉粉。然而，硅酸锂和硅酸钠或钾混合使用，不仅能降低成本，还可改善硅酸锂的成膜反应。 　　2.硅酸锂水溶液的用途 　　由于硅酸锂水溶液的独特性能，因而有其广泛的用途。作为涂料基料，可用水作溶剂，形成的涂膜，除具有无机涂料的耐热、不燃、耐辐射、无毒等一般性能外，还具有自干，耐热可达1000℃，耐磨性、耐湿性、耐侯性、耐干湿交替性佳，耐水性优异等特点。可用于海上工程、石油管道、船舶、桥梁以及建筑涂料和建筑材料用涂料，如浴室、厨房、卫生间、大厦、各种构件，以及水泥、混凝土、石棉瓦、铝、铁、木质材料、合成树脂、陶瓷等的涂装，尤其适宜用于潮湿环境和耐水性装饰涂料。 　　作为粘合剂，可使用于木材、纸张、塑料、玻璃、 金属 、混凝土、砖瓦、石棉，以及瓦楞纸箱、纤维板、绝缘板、电视荧光粉、汽车制动器和离合器等等。 　　作为表面处理剂，可直接涂于 金属 表面，用作钢铁表面防锈液，手风琴、收音机、仪表仪器等 金属 元件的防蚀剂和使用于 有色金属 装饰品、日用品、工艺品的保光、保色；涂覆于玻璃，可形成透光性优良、反光度低的表面涂层；涂覆于镀锌铁皮，在盐水中不腐蚀；涂覆于塑料薄膜，可提高其隔湿性和阻气性等等。 　　3.制法 　　因为碳酸锂和石英砂熔融而制成的硅酸锂玻璃，在水中不溶解。因此，常规的可溶性硅酸盐制造方法不能制得硅酸锂水溶液，必须寻求其它制造方法。 　　文献报导的制造方法虽然不少，但都存在一些缺点或不足之处。如采用较多的硅溶胶法，原料成本太高；硅胶法，虽可使用便宜原料，但要求高温高压设备；硅粉法；原料也不便宜，而且成品外观和反应收率都有问题；离子交换法可以用各种可溶性锂盐，但树脂床在我国投资费用较高，而且处理树脂后的废酸、废水量大，从生产成本和环境保护考虑似乎也不宜选用。在较多的方法中，目前认为较好的方法是活性硅酸——氢氧化锂法。    活性硅酸——氢氧化锂法是利用将水玻璃溶液按阳离子交换法制得的具有一定浓度的活性硅酸溶液与氢氧化锂粉末或水溶液反应而制成。可以得到具有透明性、长期贮存稳定性以及粘结力优良的硅酸锂水溶液。    另据文献报导，我国化工部天津化工研究院硅酸锂试制组，在全面分析比较了国外发表的各种方法后，经反复试验，研究出一条独特的制造工艺路线，即常温常压反应法，其优点能利用廉价原料、简单设备、常温常压反应、直接制造高浓度、高模数的硅酸锂水溶液。

LiAl［Si2O6］ 【化学组成】锂辉石化学组成较稳定，可含有稀有元素、稀土元素混入物。 【晶体结构】单斜晶系；也有资料认为空间群为C2/c;a0=0.946nm,b0=0.839nm,c0=0.522nm；β=110°11′；Z=4。晶体结构见辉石族概述。锂辉石(即α锂辉石)还有另外两个同质多像变体；β锂辉石为四方晶系，与凯石英(也称重石英)同结构；γ锂辉石为六方晶系，与β石英同结构。 【形态】常呈柱状晶体，柱面常具纵纹。有时可见巨大晶体(长达16m)。双晶依(100)生成。集合体呈(100)发育的板柱状、棒状，也可成致密隐晶块状。 【物理性质】灰白色，烟灰色，灰绿色。翠绿色的锂辉石称为翠绿锂辉石，是成分中含Cr所致，成分中含Mn呈紫色称紫色锂辉石；玻璃光泽，解理面微显珍珠光泽。｛110｝解理完全，夹角87°；具｛100｝、｛010｝裂开。硬度6.5～7。相对密度3.03～3.23。 【成因及产状】是富Li花岗伟晶岩中的特征矿物。 【鉴定特征】颜色，晶形及其产状。吹管火焰烧之膨胀，并染火焰成浅红色(Li)，与CaF2＋KHSO4合熔后，染火焰成鲜红色(Li)。 【主要用途】与锂云母一起用作提取Li的原料。Li用于原子工业、医药、焰火、照相、玻璃、伦琴照相等方面。透明而色泽美丽者可作宝石。此外，与锂云母、锂霞石一样，具有一般原料所没有的负膨胀性，故可与其它正膨胀性的矿物一起制成高温下膨胀系数接近于零的特殊陶瓷、微晶玻璃等，提高制品的抗热冲击性能和机械强度。

金属钕是制备钕铁硼永磁体的主要原料，跟着钕硼永磁材料的广泛开发与应用，金属钕的需求量也随之逐年增加。当时，熔盐电解法出产金属钕的电解槽是以石墨材料为槽体，在上方并行刺进石墨阳极和钨棒阴极，在钨阴极的下方放置一个钨或钼制的坩埚用于接受电解出的金属，当时电解槽存在电流效率低、炉底简单构成渣泥的缺陷，很少电解槽能超越80%的电流效率，怎么进步电解槽的电流效率是一个很值得评论的问题，在很多要素中，找出金属在熔盐中的丢失和造渣的原因是问题的要害，比方哪些要素能够影响金属在熔盐的溶解，以及溶解的金属在电解质中以什么方式存在，然后找出削减金属丢失的办法，对进步电解的电流效率很有协助。       本文参阅测定铝在冰晶石中的溶解度的质量法，测得了金属钕在不同温度下在电解质中溶解状况，然后取金属溶解生成物与电解进程中构成的渣泥刁难比分析，评论了电解进程中渣泥的构成。       一、试验办法与设备       测定金属的溶解度一般有两种办法：一是按试验前后的金属质量差（即质量法）；二是按溶解在盐相中的金属量法（即容差法）。按照后者，当电解质试样凝结时，溶解的金属便以纤细涣散的金属相沉积出来，然后用与之效果，按发作的气体量来标定金属量。两种办法比较，质量法一般比容量法得出的成果大一倍，这与测定的办法和条件有关。       本文在与出产条件类似的条件下，即电解质份额与实践出产同，即电解质组成为NdF3；LiF＝10∶1.2，一起电解质中含有少数Nd2O3，在氩气维护的密封条件下，选用质量法测定了金属钕在电解质中的溶解状况。试验设备如图1所示，坩埚中电解质总量约为4000g，每次测定均参加块状金属约55g，试验时将准备好的金属锭清除去表面的氧化皮并称量，电解质加热到预订温度并坚持平衡，将掩盖有电解质的金属预热到约500℃后敏捷放入到电解质中，并盖上盖板，通入维护气体。稳定温度3h后取出钛坩埚放入新配电解质粉猜中敏捷冷却，冷却后刨除金属外层的包裹物，称重即得到试验后的金属质量。    图1  丈量钕溶解度的试验设备       金属钕溶解生成物是指测定金属溶解度试验后冷却在金属周围的硬壳，这层硬壳与周围电解质在色彩和硬度上有显着差异，电解进程中的渣泥取工业电解槽炉底构成的粘状物，将样品研磨成粉末，选用X射线衍射分析法分析其间的物相。       二、成果与评论       （一）金属钕溶解度随温度的改变       毛建辉等研讨了电解质组成对10kA熔盐电解金属钕的影响，研讨以为，随电解质份额NdF3∶LiF从10∶0.9增加到10∶1.1，电流效率先升高后下降，当电解质份额为10∶1.0时到达最大值，而当时电解出产金属钕的电解质份额一般为10∶1.2，在这个份额下电解质溶解能力更强，当时工业出产一般选用这个份额，操作温度操控在1060℃左右，而纯金属钕的熔点为1016℃，据此本文挑选在980～1080℃规模内，每相差20℃为作为一个试验点，用上述试验办法中的质量法测得金属钕在电解质中的溶解状况如图2所示。    图2  钕在NdF3－LiF熔盐中的溶解度       从图2能够看出，电解质温度低于金属熔点状况下，依然能够溶解少部分的金属，当温度升高时，金属在电解质中的溶解度则敏捷增加，此外能够看出，在工业电解操作温度1060℃时金属的溶解度挨近0.36%。当然，在质量分析法中，不免有金属氧化丢失、蒸腾丢失、生成化合物丢失等，所以测定的成果偏高，一般测定铝在冰晶石中的溶解度中，质量法测得的值是容量法测得的值的2～4倍，那么即便以为质量法测定的溶解度值是实践溶解度值的4倍来核算，电解操作温度为1060℃时金属的溶解度也挨近0.09%，而电解操作温度为1040℃时金属的溶解度挨近于0.06%，因而从这个角度上说，尽量下降电解操作温度对下降金属的溶解丢失，然后进步电流效率，但过低的温度会导致电解突变黏稠，影响电解质的传质进程，一起要考虑金属钕的熔点，从曲线看，温度下降到1020℃后，金属钕的溶解度随温度下降的趋缓，因而电解温度能够操控在1040±10℃规模内。       （二）金属溶解生成物与渣的比照分析       在金属溶解度测定试验中咱们发现金属的溶解丢失是很大的，为了搞清楚金属在电解质中的溶解丢失是按什么过程进行的，即金属钕的溶解丢失机制，本文对溶解度测定试验后金属外层的包裹物进行了X射线衍射分析，测定了其间的物相，测定成果如图3所示。    图3  金属溶解出产物X射线衍射图       从XRD图咱们能够看出，金属溶解后生成了两种新相NdOF和NdF2，因而能够阐明，溶解的金属钕与NdF3反响生成了2价的氟化钕，一起在有氧离子存在条件下，溶解的金属钕还会反响生成氟氧化物。因为在XRD图谱中金属钕的峰很弱，无法从图3的XRD图谱中决断有没有金属钕相。       为了研讨金属钕的溶解生成物与钕电解槽中的渣泥是否存在联络，取钕电解槽中的渣泥，对其进行了X射线衍射分析，分析成果如图4所示。从图4能够看出，钕电解槽中的渣泥物相与金属钕溶解出产物根本共同，此外还有Nd2O3相存在。可见钕电解槽中泥渣的生成与金属钕的溶解是有联系的，同是还与加料速度也有联系，加料速度太快时，来不及电解的Nd2O3将沉到炉底参加出产渣泥。因而，避免渣泥的生成应该操控好槽温，削减金属钕的溶解丢失；此外还应操控好加料速度，做到勤加少加，但加料速度过缓则将导致阳极效应的发作，依据出产实践，一般加料速度为95g·min－1时比较适宜；此外金属钕的溶解丢失是无法避免的，因而也应该每隔必定时刻用搅棒搅动炉底，以耗费渣泥。    图4  钕电解槽渣泥X射线衍射图       三、定论       （一）金属钕在电解质中的溶解丢失很大，尽量下降电解操作温度对下降金属的溶解丢失，是进步电流效率的有用办法，最佳温度规模为1040±10℃。       （二）钕电解槽中渣泥的生成与金属钕的溶解是有联系的，一起与加料速度也有联系，加料速度太快时，来不及电解的Nd2O3将沉到炉底参加出产泥渣。       （三）避免渣泥的生成还应操控好加料速度，以95g·min－1速度增加氧化钕比较适宜，并每隔必定时刻用搅棒搅动炉底，以耗费渣泥。

又称鳞云母K｛Li2-xAl1+x［Al2xSi4-2xO10］(F,OH)2｝，其中x=0～0.5。 【化学组成】置换K的有Na、Rb、Cs。置换Li和Al的有Fe2+、Mn、Ca、Mg和Ti。 资料表明，Li含量与F含量成正比。白云母和锂云母之间是否为连续的类质同像系列还有争议。但曾发现白云母中能进入33%的Li2O而不使结构发生本质的改变，所以，一般将Li2O含量高于35%的才列入锂云母范围，低于这一含量称为锂白云母。另外，富铁的称铁锂云母，可视为锂云母—黑云母的过渡产物。TOT型，三八面体型。 【晶体结构】晶系、空间群、晶胞参数依多型而不同，见表21-6。   由表21-6可见，a0、b0基本不变，只是定向可变，但c0是以1的整数倍增加的，即与重复层数相关。锂云母的多型主要是1M和2M2，其次是3T，而不具有白云母中常见的2M1结构，锂云母的2M2型结构是过渡型或混合型结构。 【形态、物理性质】常成细小鳞片状集合体，故又名鳞云母。颜色为玫瑰色、浅紫色。 【成因及产状】主要产于花岗伟晶岩中，与长石、石英、锂辉石、白云母、电气石等共生。 【主要用途】是提取稀有金属锂的主要原料之一。锂云母中常含Rb和Cs，所以也是提取Rb、Cs的主要原料。细粒集合体可作玉石材料(工艺名为丁香紫)，由于其有较低的硬度，易于琢磨和抛光，加工后的成品光洁照人，具独特的丁香紫色，色泽十分柔和，可用于玉石工艺品和戒面等首饰镶嵌品，深受国内外欢迎。此外，锂云母与锂辉石一样，可用于陶瓷工业，见锂辉石描述。

碳酸锂，一种无机化合物，化学式为Li2CO3，为无色单斜晶系结晶体或白色粉末。密度2.11g/cm3。熔点618℃（1.013*10^5Pa）。溶于稀酸。微溶于水，在冷水中溶解度较热水下大。不溶于醇及丙酮。可用于制陶瓷、药物、催化剂等。常用的锂离子电池原料。由于生产碳酸锂的主要原料是盐湖卤水（矿石法由于成本高在全球产能很小），因此规模化生产碳酸锂的企业必须拥有锂资源储量较为丰富的盐湖资源开采权，这使得该行业具备较高的资源壁垒；另一方面，由于全球盐湖绝大多数资源都是高镁低锂型，而从高镁低锂老卤中提纯分离碳酸锂的工艺技术难度很大，之前这些技术仅掌握在少数国外公司手中，这使得碳酸锂行业又具备了技术壁垒。因此，造就了碳酸锂行业的全球寡头垄断格局。目前全球碳酸锂市场集中度非常高。在我国的几个大型项目投产前，全球主要产能集中在SQM、FMC、和Chemetall三家手中；资料显示，碳酸锂产品虽然存在一定的资源和技术壁垒，但我国具备可开采价值的盐湖还是不少，技术除中信国安、西藏矿业外盐湖集团也面临突破，行业的壁垒正逐渐削弱，行业目前的高毛利率必然会吸引更多资金介入。作用与用途用于制取各种锂的化合物、金属锂及其同位素。还用于制备化学反应的催化剂。半导体、陶瓷、电视、医药和原子能工业也有应用。分析化学中用作分析试剂。在锂离子电池中也有应用。在水泥外加剂里作为促凝剂使用。碳酸锂有明显抑制躁狂症作用，可以改善精神分裂症的情感障碍，治疗量时对正常人精神活动无影响，作用机制可能与抑制脑内神经突触部位去甲肾上腺素的释放并促进再摄取，对升高外周血细胞有作用，本药小剂量用于子宫肌瘤合并月经过多的有一定治疗作用，小剂量也可用于急性菌痢，锂盐无镇静作用，一般对严重急性躁狂患者先与氯丙嗪或氟哌啶合用，急性症状控制后再单用碳酸锂维持。使用注意事项危险性概述健康危害：误服中毒后，主要损及胃肠道、心脏、肾脏和神经系统。中毒表现有恶心、呕吐、腹泻、头痛、头晕、嗜睡、视力障碍、口唇、四肢震颤、抽搐和昏迷等。环境危害：对环境可能有危害，对水体可造成污染。燃爆危险：该品不燃。急救措施皮肤接触：脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗。眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。食入：饮足量温水，催吐。洗胃，导泄。就医。消防措施危险特性：自身不能燃烧。受高热分解放出有毒的气体。有害燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳。灭火方法：消防人员必须穿全身防火防毒服，在上风向灭火。灭火时尽可能将容器从火场移至空旷处。然后根据着火原因选择适当灭火剂灭火。泄漏应急处理应急处理：隔离泄漏污染区，限制出入。建议应急处理人员戴防尘口罩，穿一般作业工作服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏：避免扬尘，小心扫起，收集于干燥、洁净、有盖的容器中。大量泄漏：收集回收或运至废物处理场所处置。操作处置与储存操作注意事项：密闭操作，提供充分的局部排风。防止粉尘释放到车间空气中。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴防尘面具（全面罩），穿透气型防毒服，戴橡胶手套。避免产生粉尘。避免与氧化剂、酸类、氟接触。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。防止阳光直射。包装密封。应与氧化剂、酸类、氟分开存放，切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄漏物。制备将锂辉石和石灰石高温烧结生成铝酸锂再浸出氢氧化锂溶液，与碳酸钠反应制得。亦可利用卤水经提取氯化镁后的含锂料液，经纯碱除钙、镁离子，用盐酸酸化，再与纯碱反应制得。医疗用途及注意事项碳酸锂常被用来治疗双相型障碍（bipolar disorder），它通过稳定钙和血清素来稳定情绪（mood)，对抗狂躁（antimanic）。它的生物要效率也很不错。一天服用2-3次。它通过肾脏被快速排掉，但是会对肾脏造成负担，因此如果病人的肾功能不好的话，很容易造成锂中毒。事实上这种药物是容易造成中毒的，因此在服用这个药的时候，要定期检查血液。血液中的锂含量必须保持在0.6-1.2mEq/L之间。如果超过1.5mEq/L的话，就会造成锂中毒。即使血液中含量正常，也可能会中毒。锂中毒现象：<1.5mEq/L：恶心、呕吐、腹泻、口渴、多尿、软弱无力、言语不清1.5mEq/L-2.0mEq/L：肠胃不适、震颤、头脑混乱、心电图（EKG）变化、嗜睡2.1mEq/L-2.5mEq/L：共济失调、嗜睡、严重的EKG变化、视力模糊、耳鸣、昏迷>2.5mEq/L：癫痫发作（seizure)、肾衰竭、死亡。注意事项：碳酸锂是致畸药物（pregnancy category D），因此孕妇慎用。在怀孕最先的3个月服用这个药，有11%左右的可能会造成胎儿心脏畸形。如果身体里面的钠非常少的时候（例如服用利尿药物或脱水时），身体会把锂当做盐来保存起来不排泄掉，造成锂中毒。因此在服用这个药物时，要多喝水，多吃钠盐。给病人服药以前，要注意：1. 病人是否有锂中毒现象。2. 病人血液中锂的含量是否超标。3. 通过检查 肌氨酸酐来查看病人的肾功能是否好。4. 检查病人的血钠含量是否太低。5. 检查病人是否服用利尿药物。由于锂有利尿作用，因此病人服药期间要检查尿量。如果病人服药时感到恶心的话，可以在服药的同时吃点食物，以减少恶心的感觉。禁忌：脱水、心脏病、肾病、钠不平衡的病人不能服用这个药。