Низкотемпературный электролиз глинозема во фторидных расплавах

• Автор: Ткачева, Ольга Юрьевна
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 245 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРИОЛИТОВ И ИХ СМЕСЕЙ ПРИ НИЗКИХ КРИОЛИТОВЫХ ОТНОШЕНИЯХ
§1.1 СТРУКТУРА КРИОЛИТОВЫХ И КРИОЛИТ-ГЛИНОЗЕМНЫХ
РАСПЛАВОВ
1.1.1 Структура криолитовых расплавов
1.1.1.1. Растворимость натриевого криолита в расплаве РЫЫаК. Катап-спектроскопические исследования криолитовых растворов
1.1.2 Структура криолит-глиноземных расплавов.
Литературный обзор
§ 1.2 ТЕМПЕРАТУРА ЛИКВИДУСА СМЕСЕЙ КРИОЛИТОВЫХ
РАСПЛАВОВ С НИЗКИМ КРИОЛИТОВЫМ ОТНОШЕНИЕМ
1.2.1 Методы измерения температуры ликвидуса криолитовых расплавов
1.2.1.1. Метод термического анализа
1.2.1.2. Метод измерения сопротивления расплава при охлаждении
1.2.1.3. Метод дифференциального термического анализа.
1.2.2 Температура ликвидуса расплавов КТ-МаЕ-АВз и КЕ-ЫЕ-АШз
1.2.2.1. Температура ликвидуса расплавов КР-РаР-А /А; с криолитовым отношением 1.3, 1.5 и 1.
1.2.2.2. Общее уравнение расчета температуры ликвидуса расплавов КР-ЫаР-А1Р^ с криолитовым отношением 1.3-1.
1.2.2.3. Температура ликвидуса расплавов КТ-ЫР-А1Р] с криолитовым отношением 1.3 и 1.
1.2.3 Влияние Са?2 на температуру ликвидуса расплавов КТ-НаЕ-АШз и КВ-ЫЕ-АШз
1.2.3.1. Температура ликвидуса расплавов (КР-ЫаР-А1Рр-

СаР2 с криолитовым отношением 1.3 и 1.
1.2.3.2. Температура ликвидуса расплавов (КР-ЫР-А1Р3)~
СаР2 с криолитовым отношением 1.
ВЫВОДЫ К §1.
§ 1.3 РАСТВОРИМОСТЬ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ В
КРИОЛИТОВЫХ РАСПЛАВАХ И ИХ СМЕСЯХ С НИЗКИМ КРИОЛИТОВЫМ ОТНОШЕНИЕМ
1.3.1 Методы определения растворимости оксида алюминия
в криолитовых расплавах
1.3.1.1. Определение растворгшости оксида алюминия по фазовым диаграммам
1.3.1.2. Метод визуального наблюдения процесса растворения оксида алюминия
1.3.1.3. Метод карботермического восстановления
оксида алюминия (ЬЕСО)
1.3.1.4. Метод изотермического насыщения с потенциометрическим контролем точки насыщения.
1.3.2 Растворимость А12Оз в расплавах КЬ-АШз,ХаЬ-АШз и КЕ-ИаЕ-А^з
1.3.2.1. Растворимость А1203 в расплавах КР-А1Р3 и ЫаР-АШ3 с криолитовым отношением 1.3 и 1.
1.3.2.2. Растворимость А1203 в расплавах КР-МаР-А1Р3 с криолитовым отношением 1.3 и 1.
1.3.2.3. Общее регрессионное уравнение расчета растворгшости А1202 в смесях КР-1!аР-А1Р3 с криолитовым отношением
1.3.3 Влияние Ь1Р на растворимость А120з в расплавах КР-АШз иКЕ-ИаР-АШз
1.3.3.1. Растворимость А1202 в расплавах КР-ЫР-А1Р3 и КР-ЫаР-ЫР-А 1Р2 с криолитовым отношением 1.3 и 1.5.
1.3.4 Влияние СаР2 на растворимость А120з в расплавах КР-ИаР-АШз
1.3.4.1. Растворгшость А1203 в расплавах (КР-МаР-А 1Р3)-

СаР2 с криолитовым отношением 1.
ВЫВОДЫ К §1.
§1.4 ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ КРИОЛИТОВЫХ РАСПЛАВОВ И
ИХ СМЕСЕЙ С НИЗКИМ КРИОЛИТОВЫМ ОТНОШЕНИЕМ
1.4.1 Методы измерения электропроводности
1.4.1.1. Ячейки капиллярного типа
1.4.1.2. Ячейки с двумя параллельными электродами
1.4.1.3. Методика измерения электропроводности
1.4.2 Электропроводность расплавов КЬ-А^з, ИаЕ-АПД и КЕ-ИаЕ-АШз
1.4.2.1. Электропроводность расплавов КР-А1Р3 и ЫаР-АШ3 с криолитовым отношением 1.3 и 1.
1.4.2.2. Электропроводность расплавов КР-АгаР-А1Р3 с криолитовым отношением 1.3 и 1.
1.4.2.3. Общее регрессионное уравнение расчета электропроводности расплава КР-МаР-А1Р
1.4.3 Электропроводность расплава КЕ-ЫЕ-А^з
1.4.3.1. Электропроводность расплава КР-ЫР-А1Р3 с криолитовым отношением 1.
1.4.4 Влияние СаЕ2 на электропроводность расплавов КЕ-ИаЕ-АШз и КЕЛлЕ-АШз
1.4.4.1. Электропроводность расплава (КР-ЯаР-А 1Р3)-СаР2 с криолитовым отношением 1.3 и 1.
1.4.4.2. Электропроводность расплава (КР-ЫР-А1Р3)~
СаЯ2 с криолитовым отношением 1.
1.4.5 Влияние А120з на электропроводность калиевого криолита
и его смесей с натриевым и литиевым криолитами
1.4.5.1. Электропроводность расплавов КР-А1Р3-А1203 с криолитовым отношением 1.3 и 1.
1.4.5.2. Электропроводность расплавов (КР-МаР-Л1Р3) -А1203с криолитовым отношением 1.3 и 1.
1.4.5.3. Электропроводность расплавов (КР-ЫР-А1Р3)-

(Рисунок 1.18). Следует принимать во внимание, что точность получения цифровых значений из графиков тройных фазовых диаграмм довольно низкая. Однако тенденции изменения температуры кристаллизации в зависимости от содержания фторида натрия однотипны у всех авторов. Кроме того, температура ликвидуса расплавов с мольным соотношением ]Гкг/КА1гз= 1-3, по данным обзорной статьи [57], изменяется в интервале от 873 до 943 К (от 600 до 670 °С), а для расплавов с N^/N^3=1.5 этот диапазон еще шире и составляет 993-1143 К (720-870 °С).
1200 1150 1

| 1050 га
£ 1000 Е £
950 900 850
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
____________________________NKF/(NKf+NWaF)
Рисунок 1.17 - Температура ликвидуса системы KF-NaF-AlF3 с КО=1.3 в интервале концентраций Nkf/(Nkf + NNaF)=0.5-1.0:
1 - наши данные; 2 - [58]; 3 - [49]
Во второй серии экспериментов фторид калия добавляли к расплаву NaF-AlF3. Температура ликвидуса, измеренная в интервале концентраций Nkf/(NKf + NNaF) от 0 до 0.6 при разных КО представлена на Рисунке 1.19.
Температуры плавления расплавов NaF-AlF3 равны 1000 К (727 °С) при КО=1.3 и 1005 К (732 °С) при КО=1.5, что в пределах 10 градусов совпадает с литературными данными [2]. Значения температур кристаллизации для
1150 1100 1050 “

1000
950 |