铝在冰晶石-氧化铝熔液中溶解机理的量子化学研究

利用EHMO(扩充许克尔分子轨道)函数计算离子数达50个的原子(离子)模型,采用Hoffmann的ICON程序以非迭代方式计算。设计了一系列简单原子簇模型以计算其分子轨道波函数和其他数据,从而考查铝原子和Al~+在不同离子环境中的微观行为。认为Al在Na_3AlF_6-Al_2O_3熔液中溶解反应主要是铝与Al~(3+)和Na~+离子以某种程度的共价键结合,形成[Al_nNa_m]~(x+)一类的原子簇离子。m,n及x的数值有待进一步确定。     

透明电解槽研究铝在冰晶石—氧化铝熔液中的溶解

本文用透明电解槽对金属铝在冰晶石一氧化铝熔液中的溶解及阳极效应进行了直接的观察,铝溶解时先放出大量细小的气泡,然后泛起蓝褐色的金属雾,一定时间后铝为一黑褐色结壳,所包裹熔液重新变清,电解后,金属雾很快消失,一旦停止电解,金属雾便重新从铝液上泛起,阳极效应时阳极上产生一股气流喷向阴极,认为铝的溶解形式主要是电化学溶解,阴极极化(电解)可以使铝的溶解得到抑制,阳极喷射则是由于阳极气体膜电离所致,使得电流效率降低。     

氧化铝在熔融冰晶石中的溶解

利用透明石英槽对氧化铝在熔融冰晶石的溶解行为进行了研究,并用摄相机观测、拍摄了整个溶解过程,分析与讨论了氧化铝溶解的影响因素·研究认为,氧化铝在熔融冰晶石中的溶解分两步,即氧化铝快速溶解和电解质表面形成结壳的氧化铝的脱落与溶解·氧化铝在熔融冰晶石中的溶解由快变慢是由于氧化铝的加入导致电解质温度降低,在电解质表面形成氧化铝/电解质结块,使氧化铝与冰晶石接触的表面积下降·氧化铝的溶解速度与搅拌速度、氧化铝的预热温度、体系的温度和氧化铝的种类有关·     

熔融冰晶石中氧化铝的溶解(摄影研究)

研究了铝电解生产中的一个重要问题氧化铝在熔融冰晶石中的溶解·通过现象观测记录和研究,比较了国内外不同厂家的氧化铝在冰晶石溶液中的溶解性能,并发现溶解过程包括三个阶段:熔体表面电解质／氧化铝结块的形成;结块的分解和溶解,氧化铝微粒在电解质本体中的沉降和溶解;槽底部的氧化铝溶解·     

金属铝在冰晶石氧化铝熔液中的溶解度测定

研究了金属铝在冰晶石氧化铝熔液中的溶解现象,并通过实验测得铝在通电和不通电两种状态下的溶解度·实验结果表明在通电时铝在冰晶石氧化铝熔液中的溶解度明显减小,认为这是阴极极化所产生的保护作用所致·     

冰晶石熔盐介质中铝热还原-熔盐电解二氧化硅

讨论了铝热还原二氧化硅的热力学条件,热力学计算结果表明铝热还原二氧化硅的反应在热力学上可行.差示扫描量热法分析结果表明,铝热还原二氧化硅反应的表观活化能为697.5 k J/mol,反应级数为3.7.在冰晶石熔盐介质中铝热还原二氧化硅,可得到含8.56%硅的铝硅合金及富氧化铝的冰晶石熔盐;使用惰性阳极电解分离后的富氧化铝的冰晶石熔盐,可得到含94.01%铝的铝硅合金及氧气,硅的回收率为83.43%.     

冰晶石-氧化铝熔液向炭阴极渗透的研究

冰晶石-氧化铝熔液向炭阴极的渗透是影响铝电解槽寿命的决定性因素.本文在实验室内研究电极极性、电流密度、添加铝、NaF/AlF_3分子比、阴极材料和反向电解诸因素对于湿润和渗透的影响,进而讨论向炭阴极渗透的机理问题.认为,电毛细现象以及铝和钠的作用均能增进冰晶石-氧化钼熔液对炭阴极的湿润和渗透.着重阐述了电毛细湿润和渗透的概念.     

铝在氨水中溶解行为的探讨

本文从实验入手，证实了铝可以和氨水反应生成氢氧化铝，从而否定了“铝不溶于氨水”的结论。     

氧化铝在冰晶石熔体中溶解的动力学模型

通过对Ａｌ２Ｏ３晶体在Ｎａ３ＡｌＦ６熔液中溶解时分解的物质的量及溶解产物结构的描述,建立了Ａｌ２Ｏ３在Ｎａ３ＡｌＦ６熔液中溶解的中间态活化络离子动力学模型·研究认为:在Ａｌ２Ｏ３溶解过程中将首先生成中间态活化络离子;Ａｌ２Ｏ３溶解反应的级数和溶解产物的构型与熔体中的Ｏ２－离子的溶剂化络合剂的浓度有关·     

废铝电解质浸出液的冰晶石诱导结晶除氟工艺研究

针对当前工艺回收废铝电解质浸出液中有价元素存在须要先除氟且有价元素资源利用率低等问题,提出采用诱导结晶法生产冰晶石,回收浸出液中氟、铝等有价元素。研究结果表明：通过调节pH,可实现浸出液中沉淀产物的调控,pH<5时,浸出液中得到AlF₂OH;pH在5～8范围内,得到Na₃AlF₆和AlF₂OH共沉淀;pH>8时,得到Na₃AlF₆和Al(OH)₃共沉淀。除氟最佳工艺条件为：pH=9,碱液中NaOH质量浓度160 g/L,加碱速度1 mL/min,反应温度50℃;此时,溶液中残余氟质量浓度为59.32 mg/L,氟回收率为98.91%,沉淀含水率达54.92%。加入冰晶石晶种可诱导溶质在晶体表面生长,改善产物及除氟性能;在晶种添加量为4 g/L,陈化时间为2 h条件下,沉淀含水率降低至29.59%,过滤系数提高到30.24×10^-4 cm/s,平均体积粒度增加到105.89 μm,溶液中氟含量降低至48...     

含氟化钙冰晶石熔体与熔融金属铝的热力学平衡

在实验室测定了与含氟化钙的冰晶石熔体相平衡的熔融铝中钠和钙的含量。在氟化钙的浓度低于3％时,铝中钙的浓度与钠的浓度之比与氟化钙浓度之间的关系为线性关系。而当氟化钙的浓度高于3％时,这种关系呈现正的偏差。     

氟化钙和氧化钙在冰晶石熔体中的结构

研究了氟化钙在熔融氟化钠和冰晶石中的4种不同的结构模型。将所计算的二元系液相线与所实测的液相线进行比较。结果表明,当氟化钙加到熔融的氟化钠中时生成一个钙三个氟的阴离子。而在冰晶石-氟化钙熔体中存在着一个钙三个氟的阴离子和一个钙一个氟的阳离子。     

铝电解中的界面现象

报道了根据多年的研究所观测到的铝电解中几种重要界面现象,涉及冰晶石-氧化铝熔液中碳电极的湿润与渗透、阳极效应、以及金属在电解液中的溶解损失。讨论了这些界面现象的发生机理问题,特别是静电引力与发生阳极效应的关系。     

用阴极过电压计算冰晶石熔体中Na~+和F~-扩散系数

根据冰晶石熔体离子结构的研究结果,利用电解时的阴极过电压数据和Na~+,F~-离子的迁移数,计算了冰晶石熔体中Na~+和F~-的扩散系数随冰晶石分子比的变化。计算得出的Na~+和F~-离子的扩散系数与实测值比较一致。