石油焦煅烧程度对铝用炭阳极显微结构及电解消耗的影响

以不同煅烧程度石油焦为骨料,煤沥青为黏结剂制备铝用低煅焦炭阳极.通过激光共聚焦扫描显微镜和图像分析方法对炭阳极孔隙结构进行分析表征,并考察阳极反应性和电解消耗性能.在煅后焦微晶尺寸1.7~2.7 nm范围内降低石油焦煅烧程度,炭阳极小孔隙逐渐沿骨料-黏结剂界面演变为裂纹状大孔隙,炭阳极孔隙率、形状因子及连通率均先减小后增大,视孔隙比表面积呈减小趋势.煅后焦微晶尺寸降低至1.9 nm较为适宜,对应的炭阳极空气和CO2反应质量损失率最少为9.6%和3.0%,每吨铝阳极碳耗为355.4 kg.低煅焦炭阳极过量消耗机制从以黏结剂选择性消耗转变为骨料与黏结剂共同消耗,使碳渣量减少.     

铝电解TiB2/C复合阴极用煤沥青的无机改性

采用无机粒子改性法在200℃下对煤沥青进行改性,分析无机粒子(Al2O3粒子或TiB2粒子)对改性煤沥青结构与性能以及改性沥青基TiB2/C复合阴极性能的影响。研究结果表明:改性煤沥青的结焦值和软化点比未改性煤沥青均有较大提高。无机粒子的添加进一步提高改性煤沥青的结焦能力,但降低改性煤沥青的软化点,与对比改性煤沥青相比,Al2O3粒子和TiB2粒子改性煤沥青的软化点分别降低4.5℃和2.0℃,结焦值分别提高4.85%和5.35%。经过1 000℃炭化,其残炭率相对于对比试样分别增加3.01%和5.87%。与对比复合阴极相比,Al2O3粒子和TiB2粒子改性煤沥青基复合阴极的密度分别增大0.45%和1.79%,开孔率分别降低5.08%和5.78%,电阻率从52.93μΩ·m分别降低到48.86μΩ·m和49.95μΩ·m,抗压强度从24.21 MPa分别增加到28.78 MPa和28.06 MPa,电解膨胀率分别降低0.10%和0.16%。无机改性粒子均匀地分布于粘结剂煤沥青炭中。     

熔盐电解法制取Al-Si合金

按照工业铝电解生产的方式,采用Na3AlF6 Al2O3体系作为支持电解质,加入SiO2,在熔融状态下电解,得到Al Si合金·利用扫描电镜对产物的形貌和化学成分进行了分析,结果表明合金中Si的含量可达到30%以上,为过共晶产物·结晶Si的形貌是典型的针片状·此产品可作为母合金使用·根据实验结果,对熔盐电解法制备Al Si母合金的机理进行了讨论,认为Al Si合金的生成是由于两种机制共同作用的结果:Al还原了SiO2中的Si,构成Al Si合金;Si与Al同时在阴极析出,形成Al Si合金·保持Al2O3及SiO2的浓度,电解可始终进行·此法可以作为一种新的合金生产方式在实际中应用·     

冰晶石-氧化铝熔体对铂电极的湿润

采用无壁电解槽研究了铝电解质对铂电极的湿润性,报道了熔滴沿铂阴极向上蠕动,电解质在碳极上的铺展与收敛、阳极效应时电解质在铂阴极上打“秋千”等现象,推导并依据在极化条件下的杨氏(T.Young)方程,认为上述现象是缘于双电层中同性电荷相斥所致。     

铝电解中氧在石墨电极上放电机理的量子化学研究——Ⅰ 生成CO的情况

给出了铝电解中石墨阳极表面结构模型,用量子化学的EHMO方法和abinitio方法计算了氧在碳晶格不同位置上吸附时的能量,进而给出了氧离子在石墨电极上放电的微观结构。     

电沉积TiB_2复合涂层阴极抗蚀性的研究

本文在实验室中用电沉积法制备了TiB_2—碳素基体复合涂层阴极试样,并进行了电解实验。借助电子显微镜和电子探针对试样电解前后的组织结构进行观察分析。结果表明,涂层为细密的TiB_2多晶体,有较强的抗蚀性,能被铝液良好湿润,可提高电流效率(达95％)。电解时的微量损耗主要是在铝液中溶解—磨蚀。此种材料可作为新型铝电解阴极材料。     

现代铝电解槽的电磁流动 (Ⅰ)基本特点与控制方程

对现代铝电解槽内流体运动进行整体分析,将碳阳极下表面到碳阴极上表面的流体分成几个带区,并对各带区流动及其关联建立了相应的数学模型。在强大电磁力作用下,电解质熔体和铝液作分层水平循环流动,这种流动一般说来是有旋的;阳极下表面气体生成是大量的、随机的,其整体作用将改变液体分层流动的边界条件,其个别作用将引起扰动在液体中特别是其分界面上传播。本文还将电磁力沿三个方向分解,导出了适合于冶金电磁流动分析的YM型运动方程,并据此清楚地剖析了电磁力对运动的影响,建立了电磁流动由层流向湍流转捩的判据以及流动的相似参数。     

铝电解技术研究及发展方向探讨

中国的电解铝产业起步于20世纪50年代,发展至今在生产技术水平上有了长足进步,产品格局也不断改变,但根据其发展现状、制约因素及设计开发、生产实践中,仍存在诸多技术问题,有待研究及解决。该文结合当前突出的技术问题进行分析,并提出今后关于铝电解技术发展方向的建议。     

铝电解过程化数据分析与其在铝液优化配比中的应用

在铝电解生产过程中,运用计算机及网络技术对生产过程中的数据进行自动采集与加工,了解铝液配比过程,确定配比算法,从而使用过程化数据调整配比方案、配比策略,实现个性化生产。     

铝电解过程中锂元素的阴极渗透机理

铝电解生产过程中，由于氧化铝中含有少量的氧化锂导致电解质中氟化锂含量升高，锂元素向阴极内衬中渗透.通过X射线衍射分析与扫描电镜分析，对电解质和阴极炭块中锂元素的存在形式进行了研究，探讨了铝电解过程中锂元素的阴极渗透机理.结果表明:电解质中的锂主要以LiNa₂AlF₆形式存在；电解过程中，电解质中的部分锂离子被铝还原为金属锂并进入铝液中，铝液中锂摩尔分数与电解质中的氟化锂摩尔分数成正比；电解质中的锂主要以氟化物形式通过阴极炭块中的开气孔和裂缝向阴极炭块中渗透，铝液中的锂不会通过铝液向阴极炭块内部扩散.