刘伟
,
李劼
,
赖延清
,
王志刚
材料与冶金学报
doi:10.3969/j.issn.1671-6620.2008.02.005
320kA和350kA预焙阳极电解槽的阴极电压降(cathode voltage drop,简称CVD)约占槽电压的7%～9%.这一比例虽小,但对电解槽的整体能耗有着重要意义.使用有限元法建立了非线性电接触模型并用于分析CVD.该模型能够考虑阴极碳块类型、结构及伸腿生长或槽底沉淀对CVD的影响.计算结果表明:模型预测的电场分布与工业电解槽上的测量数据和文献数据吻合较好;阴极碳块由半石墨质碳块转变为石墨化碳块,阴极电压降约减少70mV;就电压降而言,采用两个直通阴极钢棒的阴极结构设计略优于采用两个内嵌阴极钢棒的结构设计;伸腿增长或者炉底有沉淀产生,CVD会增大.
关键词:
铝电解
,
阴极电压降
,
电接触
,
有限元分析
,
耦合仿真
丁海洋
,
卢世刚
,
阚素荣
,
张向军
,
杨娟玉
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2011.01.014
采用粉末冶金法在3种温度下制备了60Ni40Fe,10Cu50Ni40Fe和65Cu25Ni10Fe3种合金,并分别作为惰性阳极在700℃钾冰晶石低温体系(CR=1.3)中进行5 A级的实验室规模铝电解,电解电流密度为0.5 A·cm-2,电解时间为8.0 h.3种NiFe合金阳极体系电解过程相差明显,不含有Cu的60Ni40Fe合金阳极电解过程槽电压波动较大,原铝的纯度仅为91.23%;65Cu25Ni10Fe合金阳极电解过程中槽电压比较平稳,平均槽电压为3.422 V,但是原铝中杂质Cu含量达到4.5%;10CuSONi40Fe合金阳极电解过程槽电压比较平稳,平均槽电压为3.829 V,原铝的纯度可达99.74%,是3种合金中电解性能最优的阳极.采用XRD,SEM和EDS等手段分析合金阳极电解后表面组成、结构及形貌的变化情况.表明3种NiFe合金阳极表面氧化膜成分相差明显,60Ni40Fe和65Cu25Ni10Fe合金阳极表面分别生成了NiO和Ni0.8Cu0.2O,结构比较疏松.10Cu50Ni40Fe合金阳极表面氧化膜的元素扫描表明各元素为层状分布,在合金基体表面生成了比较致密的Ni1.25Fe1.85O4,Ni1.25Fe1.85O4对合金阳极具有很好的保护作用,抑制了熔盐及氧对合金基体的腐蚀.
关键词:
NiFe合金
,
铝电解
,
惰性阳极
,
钾冰晶石
,
腐蚀
丁海洋
,
卢世刚
,
阚素荣
,
张向军
,
杨娟玉
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2009.03.027
铝电解工业已有百余年的历史,以惰性阳极为代表的新工艺是铝电解研究的热点问题.惰性阳极主要分为陶瓷阳极、金属陶瓷阳极和金属阳极3类,本文分析了3种惰性阳极的特点,并重点评述会属阳极的研究近况.钾冰晶石电解质体系作为一种铝电解新型低温电解质体系,具有操作温度低、Al2O3,溶解性能好等优势.指出在钾冰晶石低温体系中应用金属阳极将成为今后铝电解很有希望的一种新工艺.
关键词:
惰性阳极
,
金属阳极
,
铝电解
,
钾冰晶石
张刚
,
赖延清
,
田忠良
,
秦庆伟
,
李劼
,
黎文献
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2003.04.011
以铝电解惰性阳极为应用目标,制备了不同金属相(Cu-Ni)含量的Ni-Cu/NiFe2O4金属陶瓷,研究了烧结气氛、温度和保温时间对其性能的影响,解决了烧结过程中氧化物陶瓷的离解和金属相被氧化的问题,比较了不同烧结条件下所得试样的基本物理参数,找到了较优的Ni-Cu/NiFe2O4金属陶瓷制备工艺.结果表明:Cu/NiFe2O4金属陶瓷的金属相中添加15wt% Ni后,可以提高金属相的液相线温度,改善金属相对NiFe2O4陶瓷相的润湿性能,从而可在保证金属相不溢出且分布均匀的前提下,大大提高金属陶瓷的烧结温度和保温时间,显著提高金属陶瓷的致密度,进而改善金属陶瓷惰性阳极的耐腐蚀性能和导电性能.
关键词:
NiFe2O4
,
金属陶瓷
,
惰性阳极
,
铝电解
阚素荣
,
孟庆勇
,
袁敏娟
,
卢世刚
,
丁海洋
,
张向军
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2011.03.026
采用流体静力称重法研究了K<,3>AlF<,6>-Na<,3>AlF<,6>-AlF<,3>铝电解质体系的密度.探讨了K<,3>AlF<,6>,AlF<,3>含量和温度与K<,3>AlF<,6>-Na<,3>AlF<,6>-AlF<,3>体系密度的关系.实验结果表明:K<,3>AlF<,6>-Na<,3>AlF<,6>-AlF<,3>体系密度与温度成较好的线性关系,温度升高,密度降低;随着AlF<,3>含量的降低,体系的密度对温度的变化更加敏感.相同过热度下,固定KR(钾冰晶石含量),随着AlF3含量的增加,体系的密度呈现出不同的变化规律,相同过热度条件下,对于较低的KR=0.1值,随着AlF<,3>含量的增加,体系的密度逐渐下降,对于较高的KR=0.5值,随着AlF<,3>含量的增加,体系密度先降低后增加,存在最低点.相同过热度下,固定AlF<,3>含量,随着KR增加,体系密度也呈现出不同的变化规律,当AlF<,3>为22%,随着KR增大,体系密度变化不大;当AlF<,3>为26%,30%,随着KR增大,体系密度先降低后增加.
关键词:
密度
,
钾冰晶石
,
低温
,
铝电解
袁敏娟
,
阚素荣
,
孟庆勇
,
张向军
,
丁海洋
,
卢世刚
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2011.02.028
采用质量差法研究了不通电时Na3AlF6-K3AlF6-AlF3体系中铝的溶解度.实验首先测定了不同时间内铝溶解的情况,并确定铝饱和溶解的时间为3h.主要研究了初晶温度、过热度、电解质组成,以及电解质融化之后的熔盐深度对铝溶解度的影响.实验选用刚玉坩埚盛装电解质.测试结果表明,初晶温度为670-900℃的电解质,铝的溶解度为0.05%-0.50%(质量分数).在初晶温度较低的电解质中,铝的溶解度较低,反之较高.对于某个特定体系来说,提高过热度会增加铝的溶解度.电解质的组成对铝溶解度的影响是:增大KR,可以降低铝的溶解度;AlF3含量增加,铝溶解度降低;对于KR=30,AlF3 =26%(质量分数)的电解质,出现了异常的情况.另外,减少电解质的用量,降低熔盐的深度,也会造成铝的挥发损失,并最终导致铝的溶解增加.总之,影响铝溶解度的因素是多方面的,抑制铝的溶解损失,可以从改变电解质的组成、降低初晶温度、减少铝的挥发等方面着手.
关键词:
低温
,
钾冰晶石
,
铝电解
,
铝溶解度
,
质量差法
曾水平
,
张秋萍
中国有色金属学报
在复杂的综合数学模型的基础上, 利用正交多元回归法研究了预焙电解槽中电流效率与阳极电流分布的关系, 得到一个代数方程式, 同时, 用这个代数方程式分析了阳极电流分布与电流效率的关系.分析结果表明: 阳极电流分布与电流效率都随时间和空间而改变; 阳极电流分布的改变引起电流效率的改变; 在Kuhn Tucker 理论的基础上, 还讨论了系列电流不变时的最佳电流效率, 由于电解槽中磁场、流场分布不均匀等原因, 并非严格均匀的阳极电流分布才能得到最高的电流效率.
关键词:
铝电解
,
正交多元回归
,
电流效率
,
电流分布
朱宇平
,
何业东
,
王德仁
材料热处理学报
采用真空感应熔炼法制备铝电解用Fe-40Cr-2Ce合金阳极。研究了合金阳极900℃下的氧化和电解腐蚀行为。电解测试采用900℃的NaF-AlF3低温电解质体系,阳极电流密度为0.5 A/cm2,电解时间10 h。结果表明：合金的氧化动力学曲线遵循抛物线规律;合金中高浓度的Ce形成晶界沉淀,造成Ce的＂活性元素效应＂失效。电解后的阳极表面生成连续的FeCr2O4尖晶石相氧化膜。根据热腐蚀酸-碱溶解机理,氧化物在氧化物/电解质界面上的溶解度负梯度造成了阳极表面氧化物的持续的溶解。电解质中高浓度的氧化铝有利于减缓氧化膜的酸性溶解,降低合金阳极的电解腐蚀速率。
关键词:
惰性阳极
,
Fe-Cr合金
,
铝电解
,
腐蚀
,
氧化
