铝电解用铜镍铁基气体阳极的研究

发布时间：2021-05-24 16:46

　　人们对惰性阳极进行了大量的研究,但过高的腐蚀速率一直阻碍着惰性阳极的工业化应用。本文以金属镍、镍钴铜铁合金作为基体,研究了CO气体去极化电极在铝电解中的应用,通过对不同合金成分、电流密度、气体流量电解后阳极腐蚀行为的观察和物相组成分析,以期获得适用于铝电解用合金基气体阳极的合金组成和电解工艺条件。镍阳极在CaCl2-10wt%CaO体系内存在静态腐蚀现象,电解后阳极疏松层明显增加,引入CO气体可以降低阳极的氧化程度,使得电解后的基体更加致密,较高槽电压和电流密度会降低电极活性。掺杂钴可有效提高CO气体催化效果,显著降低槽电压,实验范围内钴含量高时有利于尖晶石相形成和致密化,引入CO气体电解有利于阳极氧化层的形成和致密化；非等比掺杂Co电极电解过程槽电压较低,表现出了较好的电化学活性。Ni/Co为1：3的Ni-Co-Cu-Fe日极电解实验,当Cu含量过低过高时,电极表面有致密氧化层生成,但与基体结合较差；Cu含量为22wt%、35wt%时,电极表面氧化层与基体结合较好；Ni/Co为1：3的阳极在CO气体流量为5ml/min时电解,氧化层和过度层的厚度较未引入CO气体明显减小,且过渡层变的... 

【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 铝电解简介
        1.1.1 现行铝电解技术
        1.1.2 铝电解炭阳极消耗分析
    1.2 惰性阳极研究
        1.2.1 金属及合金惰性阳极
        1.2.2 金属氧化物陶瓷阳极
        1.2.3 金属陶瓷阳极
    1.3 气体扩散阳极
    1.4 电化学催化氧化原理
    1.5 本文研究目的及内容
第2章 镍基气体阳极腐蚀过程
    2.1 阳极制备及及性能表征
    2.2 阳极静态腐蚀
        2.2.1 实验过程及装置
        2.2.2 实验结果和分析
    2.3. 阳极腐蚀过程
        2.3.1 实验装置与过程
        2.3.2 恒压电解实验
        2.3.3 恒流电解实验
    2.4 结论
第3章 Co掺杂对气体阳极腐蚀过程的影响
    3.1 阳极的制备及性能表征
        3.1.1 阳极制备
        3.1.2 阳极性能表征
    3.2 阳极腐蚀过程
        3.2.1 实验装置与过程
        3.2.2 实验条件
        3.2.3 实验结果及分析
    3.3 小结
第4章 Cu含量对Ni/Co为1：3气体阳极腐蚀过程的影响
    4.1 阳极的制备及性能表征
        4.1.1 阳极制备
        4.1.2 阳极性能表征
    4.2 阳极腐蚀过程
        4.2.1 气体流量对阳极腐蚀过程的影响
        4.2.2 电流密度对阳极腐蚀过程的影响
    4.3 小结
第5章 Cu含量对Ni/Co为3：1气体阳极腐蚀过程的影响
    5.1 阳极的制备及性能表征
        5.1.1 阳极的制备
        5.1.2 阳极性能表征
    5.2 阳极腐蚀过程
        5.2.1 合金成分对阳极腐蚀过程的影响
        5.2.2 气体流量对阳极腐蚀过程的影响
        5.2.3 电流密度对阳极腐蚀过程的影响
        5.2.4 电解时间对阳极腐蚀过程的影响
    5.3 讨论
        5.3.1 气体阳极反应机理探讨
        5.3.2 氧化层在电解质熔体中的腐蚀溶解
    5.4 小结
第6章 结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]2012年铝市场回顾及2013年展望[J]. 孔明.  有色金属工程. 2013(01)
[2]高能球磨法制备NiFe2O4基惰性阳极[J]. 罗伟红,宋宁,谢刚,姚云,田林.  金属功能材料. 2012(06)
[3]电解铝炭阳极的消耗分析[J]. 汪航,田应甫.  有色矿冶. 2012(06)
[4]铝用炭阳极行业发展与变迁之路[J]. 蒋乐琴.  中国有色金属. 2012(08)
[5]铝电解节能研究进展[J]. 穆洁尘,张旭东,张丽鹏.  有色冶金节能. 2011(06)
[6]Fe-40Cr-2Ce合金阳极900℃氧化及电解腐蚀行为[J]. 朱宇平,何业东,王德仁.  材料热处理学报. 2011(11)
[7]铝用预焙阳极生产对石油焦变化趋势采取的策略[J]. 张新海,包崇爱,高守磊.  轻金属. 2011(06)
[8]多孔Ti-Nb-Zr合金的孔隙特征与力学性能[J]. 李毓轩,崔振铎,杨贤金,朱胜利.  功能材料. 2011(S1)
[9]Depolarised gas anodes for aluminium electrowinning[J]. G.M.HAARBERG,E.KVALHEIM,A.P.RATVIK,S.J.XIAO,T.MOKKELBOST.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010(11)
[10]氢气扩散阳极电解铝技术研究进展[J]. 张家奇,周乃君,童道辉.  轻金属. 2009(10)

博士论文
[1]铝电解惰性阳极制备及其应用研究[D]. 王宇栋.昆明理工大学 2012

硕士论文
[1]Cu-Ni/（10NiO-NiFe2O4）金属陶瓷的氧化与熔盐腐蚀行为的研究[D]. 熊慧文.中南大学 2012
[2]NiFe2O4基金属陶瓷在Na3AlF6-K3AlF6-AlF3熔体中电解腐蚀及表面耐蚀层研究[D]. 陈端.中南大学 2012



本文编号：3204518