Анодный процесс на золоте в расплаве KF–AlF3–Al2O3

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В условиях экономии ресурсов и снижения углеродного следа разработка выделяющих кислород анодов для технологий производства важных металлов и сплавов электролизом расплавленных солей представляется актуальной задачей. Для определения степени инертности того или иного анодного материала требуются данные о кинетике и механизме анодного процесса на материале, не подверженном окислению. В связи с этим в данной работе методами циклической и квадратно-волновой вольтамперометрии исследован анодный процесс на золоте в легкоплавком расплаве KF–AlF3–Al2O3 для электролитического производства алюминия. Определено влияние температуры (715 и 775оС) расплава, содержания в нем Al2O3 (от 0.1 до насыщения), а также скорости поляризации (0.05–1 В/с) на кинетику и некоторые особенности механизма исследуемого процесса. Сделано предположение, что выделение кислорода на золоте без растворения подложки имеет место в области перенапряжений от 0 до 0.8 В. При этом показано, что процесс включает стадии электрохимической адсорбции и десорбции промежуточного продукта, из которых первая лимитируется диффузией электроактивных анионов к аноду.

Об авторах

А. Ю. Николаев

Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН; Уральский федеральный университет

Email: suzdaltsev_av@ihte.ru
Россия, Екатеринбург; Екатеринбург

А. В. Суздальцев

Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН; Уральский федеральный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: suzdaltsev_av@ihte.ru
Россия, Екатеринбург; Екатеринбург

Ю. П. Зайков

Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН; Уральский федеральный университет

Email: suzdaltsev_av@ihte.ru
Россия, Екатеринбург; Екатеринбург

Список литературы

  1. Олимов Н.С., Ганиев И.Н., Ширинов М.Ч. Влияние добавки стронция на кинетику окисления промышленных литейных алюминиевых сплавов АЛ2, АЛ4 и АЛ9 // Расплавы. 2023. № 3. С. 274–286.
  2. Скачков В.М., Пасечник Л.А., Бибанаева С.А. и др. Синтез и свойства сплавов алюминия с переходными металлами V группы // Расплавы. 2022. № 1. С. 82–89.
  3. Гилев И.О., Шубин А.Б., Котенков П.В. Термодинамические свойства расплавов бинарной системы Al–Y // Расплавы. 2021. № 5. С. 469–481.
  4. Суздальцев А.В., Филатов А.А., Николаев А.Ю. и др. Извлечение скандия и циркония из их оксидов при электролизе оксидно-фторидных расплавов // Расплавы. 2018. № 1. С. 5–13.
  5. Ковров В.А., Храмов А.П., Зайков Ю.П. и др. Метод определения скорости окисления металлических анодов при электролизе алюминия в расплавах KF–AlF3–Al2O3 // Расплавы. 2011. № 6. С. 25–39.
  6. Ткачева О.Ю., Катаев А.А., Редькин А.А. и др. Флюсы для получения сплавов алюминий–бор // Расплавы. 2016. № 5. С. 387–396.
  7. Беляев А.И., Студенцов Я.Е. Электролиз глинозема с несгораемыми (металлическими) анодами // Легкие металлы. 1936. № 3. С. 15–24.
  8. Муллабаев А.Р., Ковров В.А., Молчанова Н.Г., Зайков Ю.П. Циклическая вольтамперометрия на платине в расплавах LiCl–KCl и LiCl–KCl–Li2O // Расплавы. 2021. № 6. С. 605–617.
  9. Шишкин А.В., Шишкин В.Ю., Салюлев А.Б. и др. Электрохимическое восстановление диоксида урана в расплаве LiCl–Li2O // Атомная энергия. 2021. 131. № 2. С. 79–84.
  10. Манн В.Х., Гусев А.О., Симаков Д.А. Метод получения алюминиевых сплавов. Патент РФ 2673597, приоритет 24.11.2016, опубликован 28.11.2018.
  11. Руденко А.В., Катаев А.А., Неупокоева М.М., Ткачева О.Ю. Электролитическое получение сплавов алюминия в ячейках с малорасходуемым металлическим анодом и смачиваемым катодом // Расплавы. 2022. № 4. С. 430–440.
  12. Николаев А.Ю., Ясинский А.С., Суздальцев А.В. и др. Вольтамперометрия в расплаве и суспензиях KF–AlF3–Al2O3 // Расплавы. 2017. № 3. С. 214–225.
  13. Rolseth S., Gudbrandsen H., Thonstad J. An inverted aluminum electrolysis cell using a high density electrolyte and an inert anode — a test of the concept // ECS Transactions. 2012. 50. № 11. P. 251–261.
  14. Некрасов В.Н., Лимановская О.В., Суздальцев А.В. и др. Стационарный анодный процесс на платине в расплавах KF–NaF–AlF3–Al2O3 // Расплавы. 2014. № 4. С. 71–79.
  15. Суздальцев А.В., Храмов А.П., Лимановская О.В. и др. Хроновольтамперометрия на платине в расплаве KF–NaF–AlF3–Al2O3 // Расплавы. 2015. № 5. С. 12–21.
  16. Суздальцев А.В., Храмов А.П., Зайков Ю.П. и др. Хронопотенциометрия на платине в расплаве KF–NaF–AlF3–Al2O3 // Chimica Techno Acta. 2015. 3. P. 195–199.
  17. Dewing E.W., Van der Kouwe E. Anodic phenomena in cryolite–alumina melts II. Chronopotentiometry at gold and platinum anodes // J. Electrochem. Soc. 1977. 124. P. 58–64.
  18. Николаев А.Ю., Суздальцев А.В., Зайков Ю.П. Новый способ синтеза лигатур Al–Sc в оксидно-фторидных и фторидных расплавах // Расплавы. 2020. № 2. С. 155–165.
  19. Roine A. HSC Chemistry® [Software], Outotec, Pori 2018. Software available at: http://www.outotec.com/HSC.
  20. Дубовцев А.Б., Зайков Ю.П., Мурыгин И.В., Ивановский Л.Е. Поведение оксидных анодов при электролизе хлоридных расплавов. 2. Исследование анодного процесса на керамическом электроде в расплаве СаСl2–СаО // Расплавы. 1992. № 1. С. 41–48.
  21. Zaikov Yu., Batukhtin V., Shurov N., Suzdaltsev A. High-temperature electrochemistry of calcium // Electrochem. Mat. & Tech. 2022. 1. № 1. 20221007.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024