富Li、K工业铝电解质的物理化学性质研究

论文摘要

铝工业的可持续发展急需开发低能耗、低污染的铝电解新技术。具有良好物理化学性质的电解质是新技术应用的基础。论文在863计划课题（2008AA030503）的资助下,结合现行工业铝电解质中Li、K共同存在的特点,研究Na3AlF6-5%CaF2-2%MgF2-3%Al203-x%AlF3-y%K3AlF6-z%LiF熔体初晶温度、氧化铝溶解度及密度的影响,获得了如下主要结果：（1） K3A1F6和LiF的添加有利于降低工业电解质熔体的初晶温度,钾盐和锂盐对熔体初晶温度的影响具共同作用。对于A1F3含量为11%,LiF含量分别为1%、0%的熔体,KR从3%增加到12%,其初晶温度分别降低26℃,27.4℃。而对于A1F3含量为11%,KR为6%、0%的熔体,LiF从0%增加到4%,初晶温度分别降低25.8℃、31.2℃。（2） K3A1F6有利于提高工业铝电解质中氧化铝溶解度,LiF的添加将降低电解质中氧化铝溶解度。熔体过热度增大能提高电解质中氧化铝的溶解度。925℃温度条件下,当LiF为1%、A1F3为13%时,KR从6%增加到12%,氧化铝溶解度从5.41%增加到5.87%；当KR为9%,A1F3为13%时,LiF含量从1%增加到4%,氧化铝溶解度从5.72%降低到5.02%。当LiF含量3%,KR6%,A1F39%,熔体过热度从10℃提高至22℃,氧化铝溶解度从5.06%提高到5.29%。（3）工业电解质熔体密度随着K3AlF6和LiF含量的增加而降低。940℃时LiF含量为3%的电解质熔体,KR从3%增加到12%,电解质密度从2.173g·cm-3降低到2.079g·cm-3。950℃条件下,KR值为6%时,LiF含量从1%增加至4%,电解质密度从2.159g·cm-3降低到2.114g·cm-3。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 文献综述
• 1.1 铝电解工业概况
• 1.2 含锂盐、钾盐铝电解质物理化学性质的研究现状
• 1.2.1 铝电解质物理化学性质基本要求
• 1.2.2 锂盐对电解质物理化学性质影响
• 1.2.3 钾盐对电解质物理化学性质影响
• 1.2.4 钾、锂盐共存时对电解质物理化学性质影响
• 1.3 论文研究目的与内容
• 第二章 富Li、K工业铝电解质初晶温度研究
• 2.1 前言
• 2.2 实验
• 2.2.1 实验原料与设备
• 2.2.2 实验方法与过程
• 2.2.3 实验装置可靠性验证
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 热分析曲线特征
• 2.3.2 钾盐对含锂工业铝电解质初晶温度的影响
• 2.3.3 锂盐对含钾工业铝电解质体系初晶温度的影响
• 2.3.4 氟化铝对含钾、锂工业铝电解质初晶温度的影响
• 2.4 本章小结
• 2O₃溶解度研究'>第三章 富Li、K工业铝电解质Al₂O₃溶解度研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验
• 3.2.1 实验原料与设备
• 3.2.2 实验方法与测试条件
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 氧化铝溶解度确定方法
• 3.3.2 钾盐对含锂工业铝电解质氧化铝溶解度的影响
• 3.3.3 锂盐对含钾工业铝电解质体系氧化铝溶解度的影响
• 3.3.4 氟化铝对含钾、锂盐工业铝电解质氧化铝溶解度的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 富Li、K工业铝电解质密度研究
• 4.1 前言
• 4.2 实验
• 4.2.1 实验设备与原料
• 4.2.2 实验原理与过程
• 4.2.3 实验可靠性验证
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 钾盐对含锂工业铝电解质密度的影响
• 4.3.2 锂盐对含钾工业铝电解质密度的影响
• 4.3.4 温度对含钾、锂盐工业铝电解质密度影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望与建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要研究成果