Анодные процессы на углероде в расплаве KF-AlF3-Al2O3

• Автор: Суздальцев, Андрей Викторович
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 99 с. : ил.

Оглавление

Список обозначений и сокращении.

Введение

Глава 1. Выбор электрода сравнения для электрохимических

измерений в расплаве КГА1ГзАОз

1.1. Обзор конструкций электродов сравнения.

1.1.1. Углеродные электроды.

1.1.2. Алюминиевые электроды.

1.2. Термодинамический анализ.

1.3. Методика проведения экспериментов.

1.4. Результаты измерений и обсуждение.

1.4.1. Алюминиевые электроды.
1.4.2. Углеродные электроды
1.5. Выводы по главе 1.
Глава 2. Исследование анодного процесса на стеклоуглеродс в
расплаве КРАзАОз методом стационарной поляризации
2.1. Методика проведения экспериментов.
2.2. Результаты экспериментов
2.2.1. Вид поляризационных кривых
2.22. Влияние температуры.
2.2.3. Влияние концентрации А
2.2.4. Влияние мольного отношения КРА1Р3
2.2.5. Влияние добавок фторидов натрия и лития.
2.3. Выводы по главе 2.
Глава 3. Моделирование анодного процесса, протекающего на
углероде в расплаве КГА1Г3А в стационарном режиме
3.1. Теоретическое описание
3.1.1. Ионный состав расплава КРЛ1Р3Л
3.1.2. Основы теоретической модели.
3.1.3. Электродный процесс
3.2. Оценка кинетических параметров процесса
3.3. Выводы по главе 3
Глава 4. Изучение анодного процесса на стеклоуглероде в расплаве
КГАзАОз методом хронопотснциометрии.
4.1. Методика проведения экспериментов
4.2. Результаты экспериментов.
4.2.1. Вид экспериментальных хронопотенциограмм.
4.2.2. Влияние плотности тока.
4.2.3. Влияние температуры
4.2.4. Влияние мольного отношения КРА1Е3.
4.2.5. Влияние концентрации А.
4.2.6. Влияние добавок фторидов натрия и лития
4.3. Выводы по главе 4
Глава. 5. Моделирование анодного процесса, протекающего на
углероде в расплаве КГА1Г3АОз в нестационарном режиме
5.1. Теоретическое описание.
5.1.1. Электродный процесс
5.1.2. Анализ модельных расчетов
5.2. Расчеты по экспериментальным хронопотенциограммам
5.3. Выводы по главе 5
Выводы по работе.
Список литературы


Список обозначений и сокращении. Глава 1. Обзор конструкций электродов сравнения. Углеродные электроды. Алюминиевые электроды. Термодинамический анализ. Методика проведения экспериментов. Результаты измерений и обсуждение. Алюминиевые электроды. Выводы по главе 1. Глава 2. Методика проведения экспериментов. Влияние температуры. Влияние добавок фторидов натрия и лития. Выводы по главе 2. Глава 3. Основы теоретической модели. Глава 4. КГАзАОз методом хронопотснциометрии. Результаты экспериментов. Вид экспериментальных хронопотенциограмм. Влияние плотности тока. Влияние мольного отношения КРА1Е3. Влияние концентрации А. Глава. Теоретическое описание. Выводы по работе. Приложение I. Приложение II. Оценка погрешностей измерений. О степень заполнения поверхности анода адсорбированными молекулами, отн. Основным способом производства алюминия уже более ста лет является электролиз криолитглинозем ного расплава с мольным отношением ЫаРА1Р3 2. С с использованием обожженных либо самообжигаюхцихся углеродных анодов. Нагрузка, подаваемая на электролизер, составляет до0 0 кА 13 напряжение 4. В. Несмотря на длительный срок применения, технология имеет ряд недостатков. СО,. Втчкг А1. В России около алюминия производится по технологии Содерберга 3, которая уже не соответствует мировым требованиям экологического менеджмента. Одна из таких технологий электролиз легкоплавкого оксиднофторидного расплава на основе системы КРА1РзАОз с мольным отношением КРА1Р3 1. С 4 9 В настоящее время данные солевые системы исследуются наиболее активно и являются перспективными для электролиза алюминия благодаря достаточной растворимости и скорости растворения А в них 57. Понижение температуры электролиза позволит снизить энергозатраты, увеличить выход алюминия по току за счет понижения его растворимости в расплаве 7 и значительно уменьшить коррозию конструкционных материалов электролизера. Известно, что значительную часть напряжения на промышленном электролизере при 0С составляет перенапряжение разряда кислородсодержащих частиц на углеродном аноде 1, , поэтому с научной и практической точек зрения представляет интерес выяснить, как столь существенное понижение температуры отразится на механизме и кинетике анодного процесса. Данная работа посвящена экспериментальному и теоретическому исследованию кинетики и механизма разряда кислородсодержащих частиц на углеродном аноде в расплавах на основе системы КРА1РзАОз с мольным отношением КРА1Рз 1. ГЛАВА 1. При изучении кинетики электродных процессов потенциал исследуемого электрода измеряется относительно потенциала электрода сравнения. Основные требования, предъявляемые к электроду сравнения стабильность, воспроизводимость, его электрохимического потенциала иобратимость . Последнее означает, что э. Гиббса . ГиббсаГельмгольца . Составные частиэлектрода не должны химически взаимодействовать с электролитом и между собой. В противном случае, вклад в величину э. Типы электродов сравнения для расплавленных солей довольноразнообразны , , однако наибольшее применение для измеренийв криолитглиноземных расплавах к. С получили газовый углеродный Сэлектроди алюминиевый АГэлектрод электроды. Ремпель предложил использовать в к. Сэлектрод, считая, что в графитовом контейнере с крышкой при С образуется равновесная смесь СО и СО2, которая постоянно омывает такой электрод, обеспечивая постоянство величины его потенциала. Машовец и Ревазян также показали, что С определяет устойчивость потенциала Сэлектрода в расплаве.