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低锂盐电解质

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电解铝电解质

2017-06-06 17:49:53

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。 

铝电解工业电解质的组成及特性

2019-03-01 10:04:59

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。

铝电解中影响电解质导电率的因素

2019-03-13 09:04:48

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。

熔盐电解法制锂

2019-03-04 16:12:50

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);

碱性胶体电解质中添加剂对铝性能的影响

2019-02-28 10:19:46

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。

铝电解质分子比对降低电耗的影响研究项目通过鉴定

2019-01-16 09:34:57

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。

氧化铝长单签约季节变淡 氧化铝逐渐摆脱电解质影响

2019-01-11 16:23:26

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。

中铝纯氟体系精铝电解质快速分析项目通过鉴定

2019-02-28 09:01:36

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。

便携式新型在线测温仪在铝液、铝电解质温度的应用

2018-12-29 16:57:09

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

中铝青海分公司研制成功铝电解用锂盐阳极

2019-01-16 09:34:49

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%。