PDF《液态铝阴极法制备铝钙中间合金》

6 所示. 从图

6 可知, 由于 O? 2?? 的析出电位低于 Cl? ?? 的析出 电位,故在阳极上放出的是 CO2.随着 CaO 被电解逐 渐消耗,O? 2?? 的浓度不断降低,当O? 2?? 减少到一定程度 后,则电位稍正的 Cl? ?? 放电析出 Cl2,反电动势逐渐升 高至加料前的最高值,此时需补充加入 CaO.在本实 验条件下,加料周期约为

30 min. 图6? 加料周期曲线图? Fig.6? Curve?of?feeding?period 中国有色金属学报? 2011?年?9?月? 2268? 2.6? 电解时间对电流效率的影响 电流效率与电解时间的关系如图?7?所示.从图?7? 可以看出,电解初期,随着电解时间的延长,电流效 率有所增加,合金中钙含量越来越高,当合金中钙含 量接近?5.0%~5.4%时,电流效率随时间的延长而逐渐 降低.此时,金属钙的析出速度大于钙向铝阴极扩散 速度,金属钙便积累在铝液表面.由于铝液沉在电解 槽底部,而金属钙密度较小,因此,大量积累在铝液 上表面的钙来不及扩散到铝液便上浮,被氯气氯化或 燃烧损耗,还有一部分又溶进电解质中,这些都会造 成钙的损失导致电流效率降低. 图7? 电流效率与电解时间的关系? Fig.7? Relationship?between?current?efficiency and electrolysis? time? 2.7? 电流密度对电流效率的影响 电流效率与电流密度的关系如图?8?所示.从图?8? 可以看出,在一定电解时间条件下,改变阳极电流密 度也会影响电流效率的变化.最初增加电流密度,反 应速度加快,电流效率不断提高.达到一定程度以后 继续加大电流密度,电流效率逐渐降低.因为此时随 着阳极电流密度持续增加,阳极气体排放量增大,使 电解质的循环搅动增强,由于此结构电解槽的阴阳两 极没有被隔开,阴极电解析出的部分金属钙易被带到 阳极区而氧化,导致二次反应的发生,从而引起电流 效率的降低.? 2.8? 铝钙合金产品的金相组织分析 对铝钙合金试样进行金相组织观察, 如图

9 所示, 制得的合金中钙含量为? 11.6%.图中各处数字的含义 如下: 1(白色块状)表示的是 Al 基体;

2(白色块状之间 图8? 电流效率与电流密度的关系? Fig.8? Relationship?between?current?efficiency and electrolysis? density? 图9? 铝钙合金试样的金相组织? Fig.9? Microstructure?of?Al?Ca?alloy?sample? 的灰色区域)表示的是合金共晶相中的基体 Al;

? 3(黑色 区域)表示的是 α 相铝钙合金. 观察铝钙合金金相组织 可知,该处于?Al?和?α?铝钙合金相的混合区域.从铝 钙合金金相的整体黑色区域分布来看,制得的铝钙合 金浓度分布均匀.? 3? 结论? 1)? 电解 CaCl2?CaF2?熔盐体系, 反电动势和槽电压 均随阳极电流密度增加而增加, 但当电流密度超过 0.3? A/cm? 2? 以后,反电动势和槽电压增长趋势减缓,最终 趋于平稳.经测量,临界电流密度为 2.548?A/cm? 2? .? 2)? 向CaCl2?CaF2?熔盐体系中添加 1%CaO 之后, 反电动势降低?0.5? V?且反电........