开题报告_图文

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1、1研究背景11.1镁资源现状与发展11.1.1镁工业及发展11.1.2青海盐湖镁资源11.2电解法炼镁22.1镁电解的工艺21.2.2镁电解用电解槽介绍21.2.3镁电解双极槽双极材料的研究意义32文献综述32.1镁电解生产工艺研究进展32.1.1上插阳极电解槽31.2无隔板电极槽32.1.3道屋型电解槽4[4]1.4双极电解槽42.2阴阳极材料及双极材料研究42.2.1钢阴极材料42.2.2石墨阳极42.2.3双极材料52.3沥青对焦的润湿性能62.2.1沥青与针状焦润湿性能62.2.2测定沥青与针状焦的润湿性能61.2.3表面修饰72.3.1电镀73.2化学镀73技术路线81研究内容81

2、.3.2研究方案83.3技术难点和创新点93.3.1技术难点9[5]3.2创新点94工作安排与进度时间表9参考文献11镁电解双极槽双极材料的制备金属070(10072132)王榕艳摘要：我国青海盐湖镁钾资源丰富，生产钾盐过程屮副产水氯镁石，现在水氯镁石堆积如山，形成镁害，综合利用镁资源成为青海盐湖工业发展的迫切问题。以无水氯化镁为原料通过电解生产金屈镁，为镁资源利用的一个重要方向。双极槽为世界上镁电解最先进的一种槽型，吨镁能耗低，产能大，其中核心部件双极电极的制备是制约该槽型利用的主要因素。本文通过金属粉料和糊料直接热压成型，并经过碳化，制备梯度复合材料，后对制备的试样表面进行修饰，开发镁电

3、解用双极电极材料。主要需要解决的主要问题是，提高改质沥青润湿性能，梯度层应力消除，金属层游离碳的消除三个方面。关键词：镁电解，双极材料，梯度材料，沥青，润湿1研究背景1.1镁资源现状与发展1.1.1镁工业及发展镁是地球上储量最丰富的轻金属元素之一，约占地壳重量的2.35%。镁的密度为1.78g/cm3,仅为铝的2/3,钢的1/4o目前，金属镁在工业中的应用主要有以下几个方面〔气用作铝合金中的合金元素，制取镁合金压铸件；钢铁冶金脱硫；难溶金属的还原剂；电化学防腐工业的阳极牺牲材料；球墨铸铁的球化剂；焰火材料等。金属镁的生产主要有熔盐电解法和金属热还原法两种。熔盐电解法是国际镁生产工艺发展的趋势

4、，也是国际学术界研究的热点。西方国家75%以上的镁都来源于电解工艺。我国目前金属镁主要采用金属热还原法生产，该生产工艺为非连续性的、以煤和硅铁为主要辅料，生产规模难以扩大(还原炉限制)，产品质量不稳定，生产出的镁中Fe>Si含量偏高，而且产生大量的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和废渣，造成严重的环境污染。热还原法以高能源耗费、牺牲环境为代价，换取产品和利润，难以实现可持续发展⑴。1.1.2青海盐湖镁资源我国是一个盐湖资源丰富的国家，尤以青海省的盐湖镁钾资源最甚。以青海省柴达木盆地的盐湖为例，每年，柴达木盆地的钾肥生产副产水氯镁石高达3000万吨，如此巨量的镁资源却被当作废物排放。这不仅造成镁资

5、源的巨大浪费，而且会对盐湖卤水资源原有结构乃至盐湖区生态平衡造成严重的负面影响。目前水氯镁石排放地区已经形成水氯镁石沉积层，采挖成本十分低廉，其综合利用已成为青海盐湖工业发展急需解决的重大问题。利用盐湖镁资源生产金属镁的工艺主要有钾光卤石脱水电解炼镁和水氯镁石脱水电解炼镁⑴。1•2电解法炼镁1镁电解的工艺氯化熔盐屯解法炼镁包括了无水氯化镁的生产以及电解镁两大过程。电解法炼镁的工艺也很多，但是基本原理相同，我国利用光卤石或者水氯镁石为原料的炼镁过程如下图1-1所示：天然光卤石/水氯镁石NaCl第一次结晶第二次结晶溶解过滤加热用丁菱镁矿氯化ACbVB「2泥浆浓缩过滤人造光卤石三级沸腾脱水氯化器中

6、溶解脱水V电解>C12净化精炼商品镁图1-1镁电解过程流程图1.2.2镁电解用电解槽介绍电解镁的工艺为以氯化镁，氯化钾、氯化钠等为原料，在〜700°C电解,阴极产生镁,阳极产生氯气•白从镁电解工业的发展以来，相继出现了上插阳极屯解槽、无隔板电解槽，道屋槽，以及使用双极性电极的镁电解槽⑴役双极性电解槽的特点是电流向位于电解槽两端的单电极（阳极和阴极）供电,并且每一电极都有双极性•用双极电解槽生产时，大大降低母线上的电流,母线是按比较小的电流（5〜10kA）计算的，如果串联20块双极时，就相当于100~200kA电流的电解槽,并且长度也不大。除此外，电解室屮的电压不超过3・5〜4V,这就能够大大

7、地降低电能的单耗。1.2.3镁电解双极槽双极材料的研究意义本文的课题来源即为青海盐湖镁厂对镁电解双极槽的研究，旨在开发双极电极材料,以开发低能耗，低成本镁电解工艺，从而达到高效制取金属镁的冃的。双极电解槽冃前在生产实践屮不稳定。若双极电极采用石墨制成，那么镁在阴极上是以很小的镁珠析出，由于镁珠与氯气相互反应，致使金属镁损失很大。在用石墨和钢制作双极时，又难找到防止石墨与钢接处受到氯气腐蚀的办法。如果采用金属或