铈合金熔盐电解精炼法纯化基础研究
发布时间：2020-07-05 03:49
【摘要】：熔盐电解精炼法回收锕系元素一直是近年来处理乏燃料的重要手段,本文采用铈镓合金为模拟料,开展了在NaCl-KCl-CeC13熔盐体系中的电解精炼法纯化过程及相关基础研究。首先,开展了铈的熔盐氯化实验,实验研究表明,呈液态的金属铈是能够与HC1快速发生反应的,且该反应可定量地进行,说明用HCl氯化法向熔盐中引入CeC13的方法是可行的。研究中发现,在HC1的通入速率超过一定值后,在尾气中会检测到有未反应的HC1排出,说明在该过程中控制HC1的通入速度与通入量十分重要,必须保证HC1气体与金属的充分接触。然后,综合采用循环伏安法、方波伏安法和断电流法研究了 NaCl-KCl熔盐体系中铈离子和镓离子的阴极还原过程。研究结果表明,在NaCl-KCl熔盐体系中,Ce3+在钼电极上发生一步三电子转移的可逆电化学还原过程,反应受扩散控制,1123K时的扩散系数为0.12 ×10-5 cm2·s-1,其表观还原电位随温度的变化关系为Eo'=-2.535 +5.458×10-4T(V);Ga3+在钼电极上发生分步还原过程,即Ga3+ + 2e → Ga+和Ga++ →Ga,两步反应均为受扩散控制的可逆过程,Ga3+在1123K下的扩散系数为0.16×10-5 cm2·s-1,两步反应的表观还原电位随温度的变化关系分别为Eot2c=-0.732 +5.40×10-4T(Ⅴ)和Eo'3c=-2.129+1.21 ×10-3T(V)。最后,熔盐电解精炼法纯化铈的实验研究表明,在NaCl-KCl-CeCl3熔盐体系中,在CeC13含量为30 wt%,电解温度为850-900℃,电流密度为6-9 A/cm2的条件下,对Ce-Ga(10wt%)合金进行熔盐电解精炼,铈的平均直收率为64.3%,平均阴极电流效率约为63.5%。所得金属铈产品的纯度达99.9%,对镓的分离系数达104,主要的金属杂质为铝、钠和钼。
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TL24
【图文】：
作用转变成了氯化物。用多级逆流萃取技术对前面的氯化物蒸汽进行处理，降低蒸汽中逡逑镧系元素的浓度。逡逑日本与美国合作开展了金属乏燃料电解精炼的研究，图１．１Ｗ是日本金属乏燃料电解逡逑精炼示意图。乏燃料被切成小块状投入阳极金属篮中，沉浸到ＬｉＣｌ－ＫＣｌ共晶熔盐电解逡逑５００’Ｃ，Ａｒ气气氛逡逑０邋＠邋０逡逑丨固蝴极阳极ｇ逦甲态ｄ阴极逡逑Ｉ邋｜邋Ｕ逦／邋Ｕ．邋Ｐｕ，：Ａ邋／逡逑ｉｊｊ邋幽邋＼＾＼＿ｉ逡逑q却パ危椋茫桑耍茫保濉瘟驯洳镓义稀鲥澹慑义希殄澹茫溴宄劐义贤迹保饺毡窘鹗羧垩蔚缃庠硗煎义现手校θ剂现屑负跛械娘瓜翟胤⑸艏从Γ然铮Щ钚员冉细叩腻义霞罱鹗簟⒓钔两鹗艉拖⊥两鹗粢脖蛔然锝肴垩沃小Ｍü刂蒲艏缥唬扔隋义瞎笾氐钠渌蝗芙鹗簦ㄈ珙詈皖俚龋┏寥氲缃獬氐撞康囊禾鹗簦茫渲小５缃夤逃玫搅隋义狭礁鲆跫桓鍪翘跫桓鍪且禾茫湟跫捎谟死胱拥某粱缥槐绕渌缦岛惋瑰义希插义
本文编号：2742036
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TL24
【图文】：
作用转变成了氯化物。用多级逆流萃取技术对前面的氯化物蒸汽进行处理，降低蒸汽中逡逑镧系元素的浓度。逡逑日本与美国合作开展了金属乏燃料电解精炼的研究，图１．１Ｗ是日本金属乏燃料电解逡逑精炼示意图。乏燃料被切成小块状投入阳极金属篮中，沉浸到ＬｉＣｌ－ＫＣｌ共晶熔盐电解逡逑５００’Ｃ，Ａｒ气气氛逡逑０邋＠邋０逡逑丨固蝴极阳极ｇ逦甲态ｄ阴极逡逑Ｉ邋｜邋Ｕ逦／邋Ｕ．邋Ｐｕ，：Ａ邋／逡逑ｉｊｊ邋幽邋＼＾＼＿ｉ逡逑q却パ危椋茫桑耍茫保濉瘟驯洳镓义稀鲥澹慑义希殄澹茫溴宄劐义贤迹保饺毡窘鹗羧垩蔚缃庠硗煎义现手校θ剂现屑负跛械娘瓜翟胤⑸艏从Γ然铮Щ钚员冉细叩腻义霞罱鹗簟⒓钔两鹗艉拖⊥两鹗粢脖蛔然锝肴垩沃小Ｍü刂蒲艏缥唬扔隋义瞎笾氐钠渌蝗芙鹗簦ㄈ珙詈皖俚龋┏寥氲缃獬氐撞康囊禾鹗簦茫渲小５缃夤逃玫搅隋义狭礁鲆跫桓鍪翘跫桓鍪且禾茫湟跫捎谟死胱拥某粱缥槐绕渌缦岛惋瑰义希插义
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