鉀冰晶石低溫電解質物理化學性質的研究三大方面
電解質物理化學性質對鋁電解過程來說是非常重要的,它直接影響并決定電解槽的技術操作,對整個生產過程的控制至關重要。其中,初晶溫度、電導率和氧化鋁溶解度是電解質最重要的物理化學性質,目前對鉀冰晶石低溫電解質物理化學性質的研究也主要集中在這三個方面:
1、電導率
Kryukovsky等用交流阻抗法在毛細管電導池中測定了KF-A1F3(CR=1.3)體系在690攝氏度-795攝氏度溫度范圍內的電導率,對KF-A1F3-Al2O3(CR=1.3)、KF,AlF3-LiF(CR=1.3)、KF-AlF3-AJ203-LiF(CR=1.3)三種體系的電導率隨溫度的變化關系也進行了測量,當溫度從692攝氏度升高到795攝氏度時,電導率從0.94升高到1.21。實驗結果表明鉀冰晶石電解質體系電導率隨溫度升高而增大,電導率與溫度之間的關系滿足阿累尼烏斯方程,相同溫度下KF-A1F3體系的電導率低于相同組成的NaF-AlF3體系,得到了與Kryukovsky等一致的結論。
2、氧化鋁溶解度和溶解速度
從工業化的角度看,氧化鋁在電解質體系中的溶解度至關重要。鉀冰晶石體系最大的優點是Al2〇3溶解度大,但由于前期電解鋁工業對鉀鹽的禁忌,有關Al2〇3在鉀冰晶石熔體中的溶解度和溶解速度數據比較缺乏。
3、初晶溫度
初晶溫度的研究是實現低溫鋁電解的敢變前提,上世紀£六十年代國外有研究者對KF-A1F3體系的相圖進行過研究,此后相關的研究非常少,因此關于KF-A1F3體系的液相線溫度文獻數據并不多見。KF-A1F3體系具有很低的共晶溫度560攝氏度,相圖顯示700攝氏度下KF-A1F3體系有很寬的液相區(從大約60mol%KF-40mol%A1F3到大約40mol%KF-60mol%A1F3)。