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《探索熔鹽電解法制備鋁鈣合金的研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、東北大學(xué)碩士學(xué)位論文熔鹽電解法制備鋁鈣合金的研究姓名：曹文亮申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：化學(xué)工藝指導(dǎo)教師：翟秀靜;張明杰20090601東北大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要熔鹽電解法制備鋁鈣合金的研究摘要本文以CaCl2．CaF2二元系和BaF2一CaF2．CaCl2三元系為電解質(zhì)，CaO為原料，熔鹽電解制備A1．Ca合金，研究了熔鹽物理化學(xué)性質(zhì)，并考察了電解工藝參數(shù)。采用下沉式與上浮式兩種結(jié)構(gòu)的電解槽，成功的制取了鋁鈣合金，合金中Ca濃度最高可達(dá)14％，高于鋼鐵冶煉脫硫脫氧劑5％的要求，完全滿足了生產(chǎn)的需要。測(cè)定了CaCl2．CaF2體系和BaF2．CaF2一CaCl2體系密度
2、，熔鹽的密度隨溫度的升高而下降；CaO的加入對(duì)熔鹽密度的影響不大，CaF2和BaF2的加入會(huì)顯著增加熔鹽密度。采用差熱一熱重分析法，測(cè)定了CaCl2一CaF2體系初晶溫度為640。C，BaF2．CaF2一CaCl2體系初晶溫度710。C；采用連續(xù)變化電導(dǎo)池常數(shù)(cvcc)法測(cè)定了電解體系的電導(dǎo)率，電解質(zhì)的電導(dǎo)率隨溫度的升高而增大，隨CaO的加入量增加而減小。對(duì)熔鹽物理化學(xué)性質(zhì)的研究，為選擇電解質(zhì)的組成和電解溫度打下基礎(chǔ)。采用循環(huán)伏安法研究了CaCl2．CaF2體系的電化學(xué)行為，以碳為研究電極時(shí)，在陽(yáng)極上產(chǎn)生氯氣，在陰極上產(chǎn)生鈣之外，還有中間產(chǎn)物CaC2，當(dāng)向CaC
3、l2．CaF2體系中添加CaO后，在掃描電位時(shí)，負(fù)于氯離子析出電位前有一個(gè)氧化電流峰，此電流峰是氧離子02。離子放電生成C02的電流峰。論文考查了電解溫度、電流密度和電解時(shí)間等條件對(duì)反電動(dòng)勢(shì)和電流效率的影響。研究結(jié)果表明，采用鋁液下沉式電解槽，在CaCl2．CaF2．CaO電解體系中，反電動(dòng)勢(shì)隨電流密度的增加而增大、隨電解時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸升高；反電動(dòng)勢(shì)隨極距的增加有所上升，隨溫度的升高而下降。電流效率隨溫度的增加降低，隨電流密度先增加后降低，電解時(shí)間為1h時(shí)，電流效率最高為71％。研究結(jié)果表明，采用鋁液上浮式電解槽，在BaF2．CaF2一CaCl2．CaO電解體系
4、中，反電動(dòng)勢(shì)隨電流密度的增加而增大、隨電解時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸升高、隨溫度的升高而下降。電流效率隨溫度的增加降低、隨電流密度先增加后降低的，電解時(shí)間為1．5h時(shí)，電流效率最高為80％。鋁鈣合金產(chǎn)品X射線衍射分析結(jié)果表明，其物相主要為Al與AhCa，鋁鈣合金掃描電鏡分析表明產(chǎn)物合金成分均勻。關(guān)鍵詞：A1一Ca合金；熔鹽電解；反電動(dòng)勢(shì)；電流效率東北大學(xué)碩士學(xué)位論丈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
