探索熔盐电解法制备铝钙合金的研究

《探索熔盐电解法制备铝钙合金的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、东北大学硕士学位论文熔盐电解法制备铝钙合金的研究姓名：曹文亮申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：翟秀静;张明杰20090601东北大学硕士学位论文摘要熔盐电解法制备铝钙合金的研究摘要本文以CaCl2．CaF2二元系和BaF2一CaF2．CaCl2三元系为电解质，CaO为原料，熔盐电解制备A1．Ca合金，研究了熔盐物理化学性质，并考察了电解工艺参数。采用下沉式与上浮式两种结构的电解槽，成功的制取了铝钙合金，合金中Ca浓度最高可达14％，高于钢铁冶炼脱硫脱氧剂5％的要求，完全满足了生产的需要。测定了CaCl2．CaF2体系和BaF2．CaF2一CaCl2体系密度

2、，熔盐的密度随温度的升高而下降；CaO的加入对熔盐密度的影响不大，CaF2和BaF2的加入会显著增加熔盐密度。采用差热一热重分析法，测定了CaCl2一CaF2体系初晶温度为640。C，BaF2．CaF2一CaCl2体系初晶温度710。C；采用连续变化电导池常数(cvcc)法测定了电解体系的电导率，电解质的电导率随温度的升高而增大，随CaO的加入量增加而减小。对熔盐物理化学性质的研究，为选择电解质的组成和电解温度打下基础。采用循环伏安法研究了CaCl2．CaF2体系的电化学行为，以碳为研究电极时，在阳极上产生氯气，在阴极上产生钙之外，还有中间产物CaC2，当向CaC

3、l2．CaF2体系中添加CaO后，在扫描电位时，负于氯离子析出电位前有一个氧化电流峰，此电流峰是氧离子02。离子放电生成C02的电流峰。论文考查了电解温度、电流密度和电解时间等条件对反电动势和电流效率的影响。研究结果表明，采用铝液下沉式电解槽，在CaCl2．CaF2．CaO电解体系中，反电动势随电流密度的增加而增大、随电解时间的延长而逐渐升高；反电动势随极距的增加有所上升，随温度的升高而下降。电流效率随温度的增加降低，随电流密度先增加后降低，电解时间为1h时，电流效率最高为71％。研究结果表明，采用铝液上浮式电解槽，在BaF2．CaF2一CaCl2．CaO电解体系

4、中，反电动势随电流密度的增加而增大、随电解时间的延长而逐渐升高、随温度的升高而下降。电流效率随温度的增加降低、随电流密度先增加后降低的，电解时间为1．5h时，电流效率最高为80％。铝钙合金产品X射线衍射分析结果表明，其物相主要为Al与AhCa，铝钙合金扫描电镜分析表明产物合金成分均匀。关键词：A1一Ca合金；熔盐电解；反电动势；电流效率东北大学硕士学位论丈AbstractStudyofAl一CaAlloyPreparedbyMoltenSaltElectrolysisMethodAbstractInthispaper,usingCaOasstartingmater

5、ial，thebinarysystemofCaCl2-CaF2aswellastheternarysystemBaF2一CaF2一CaClzternaryaselectrolyte，A1一Caalloywasproducedbymoltensaltelectrolysismethod．PhysicochemicalpropertiesofmoltensaltWasstudiedandelectrolyticparameterswasinvestigated．Usingbothsinkingandfloatingmodealuminumliquidaselectro

6、lyticcells，AI—CaalloyhasbeensuccessfullypreparedandconcentrationofCaisupto14％atmost，whichishigherthanrequirementsofdesulfurizeranddeoxidizerinsteelsmeltingprocesses．Itfullymeetstheneedsofproduction(5％)．ThedensitiesofCaCl2--CaF2andBaF2--CaF2··CaCl2electrolysissystemweredeterminated．The

7、resultsshowthatwithincreasingtemperatureandthedensityofmoltensaltisdecreasing．TheadditionofCaOhaslittleeffectondensityofthemoltensalt．WhilethedensityisincreasedsignificantlyintheconditionofaddingBaF2．ThecrystallizedtemperatureofthebothsystemsweremeasuredbyDTA．Theresultsshowthatthecrys

8、talli