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1、第14卷第2期中国有色金属学报2004年2月Vol.14No.2TheChineseJournalofNonferrousMetalsFeb.2004文章编号:10040609(2004)02029804¹铝电解金属阳极上的气泡析出行为徐君莉,石忠宁,高炳亮,邱竹贤(东北大学材料与冶金学院,沈阳110004)摘要:利用双室透明石英电解槽研究了铝电解金属阳极上气泡的析出行为。实验发现,在低电流密度下,电解开始的一段时间内,新生的氧用于氧化金属阳极表面以形成氧化物膜,此时阳极室没有氧气析出,而阴极室有铝雾扩散;当形成足够厚的氧化膜后,阳极的氧化速度
2、减慢,阳极表面才析出氧气。在高电流密度下,由于单位时间内在阳极上产生的氧量高于用于氧化金属阳极表面所需的氧量,电解一开始阳极上就有氧气析出。对低电流密度下气泡的生长过程观察发现,气泡先在阳极表面长大,再汇聚成一个或几个大气泡从阳极底部析出,析出前的气泡平均直径随电流密度的增加而减小。关键词:金属阳极;气泡;电流密度;透明电解槽中图分类号:TF821文献标识码:ABubblebehavioronmetalanodeofaluminumelectrolysisXUJun-li,SHIZhong-ning,GAOBing-liang,QIUZhu-x
3、ian(SchoolofMaterials&Metallurgy,NortheasternUniversity,Shenyang110004,China)Abstract:Thebehaviourofbubbleevolvedfrommetalanodewasresearchedduringaluminumelectrolysisinatwo-com-partmentsee-throughquartzcell.Withinsometimeofthebeginningofelectrolysis,itisdiscoveredthattherear
4、enooxy-genbubblesproducedintheanodicroomatlowercurrentdensity,whilealuminumfogdispersesinthecathodicroom.Allrenascentoxygenisconsumedforoxidizingmetalanodetoformmetaloxidefilm.Whentheoxidefilmisthickenough,theoxidationvelocityofmetalanodebecomeslower,thenoxygenbubblesrelease
5、fromtheanodicsurface.Athighercur-rentdensity,sincetheproducedoxygenismorethanthatconsumed,oxygenisreleased.Bubblesreleasedatlowcurrentdensitygrow,coalescetoabigoneandthensetfreeattheanodicsurface.Thediameterofreleasedbubbledecreaseswiththeincreasingofcurrentdensity.Keywords:
6、metalanode;bubble;currentdensity;see-throughelectrolysiscell低能耗、低单位产能投资和减少温室气体排放过电压、改善阳极导电性得到补偿。自有铝工业以的要求促使了铝电解工业惰性电极材料研究的开来的100多年间,人们进行了大量的研究和尝试,[15]展。采用惰性电极和低温铝电解技术,再加上绝缘以寻找适合铝电解工业应用的惰性阳极材料。侧壁电解槽,是铝电解工业的发展趋势和目标。使东北大学在惰性阳极的研制上取得很大的进展,研用惰性阳极,阳极不参与电极反应,其电极反应为制出了一种金属阳极,该阳极的腐蚀速
7、度很小,而Al2O3=2Al+3/2O2且电解产品中金属铝的质量百分含量达到了98%。采用惰性阳极时在阳极上会放出氧气,而且能阳极材料的改变使得铝电解过程的一些物理化提高电能效率。使用惰性阳极的理论分解电压虽然学过程及参数如槽电阻、电压等都发生了改变。阳比采用炭素阳极的高,但可以通过缩小极距来降低极上的气体析出行为也当然随之变化。国外一些学¹基金项目:国家重点基础研究发展规划资助项目(G1999064903);国家/八六三0计划资助项目(2001AA335010)收稿日期:20030603;修订日期:20031013作者简介:徐君莉(1973)
8、,女,博士研究生.通讯作者:徐君莉;电话:02483680245;E-mail:jlxu@163.com第14卷第2期徐君莉,等:铝电解金属阳极上的气
