熔盐电解制备难熔金属的回顾与展望
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科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·82·2020年第04期文章编号:2095-6835(2020)04-0082-02熔盐电化学制备金属及合金研究概况周忠仁(昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南昆明650093)摘要:熔融盐具有电化学窗口宽、离子和电子传导性好的特点,作为电解质广泛应用于电化学提取金属。
熔盐电化学经过上百年的发展,已经从传统的选择性溶解金属离子并电沉积制备金属,发展成为现阶段直接从固态金属氧化物原位电解脱氧获得单质的方式。
分析了熔盐电化学的发展历程,并对近期热门的熔盐电化学改进工艺进行了综述。
关键词:熔盐电化学;金属氧化物;金属单质;碳酸盐中图分类号:TG146.4+14文献标识码:A DOI:10.15913/ki.kjycx.2020.04.032熔融盐是指由碱土金属与卤化物、硅酸盐、碳酸盐、磷酸盐等构成的液态离子型熔体,广泛应用于电解过程中的电解质以及核工业燃料溶剂领域。
熔融盐具有高温特性,具有离子导电性优良、电化学窗口宽、电极反应动力学速度快等特点,是电化学冶金理想的电解质[1]。
本文主要介绍了采用熔融盐作为电解质,在电场力作用下进行冶炼金属及合金的发展历程和应用。
1熔盐电解法的发展历史“传统”熔盐电解以电解生产铝最具代表性,冶炼本质是将氧化铝溶解于熔盐体系,比如在Na3AlF6-Al2O3二元系和Na3AlF6-AlF3-Al2O3三元系中,在通电情况下直接获得金属铝。
研究人员希望通过找到类似冰晶石的溶剂来获得难熔金属,但到目前为止并未找到溶解剂,加之金属熔点普遍较高,导致冶炼温度极高,增加了冶炼成本。
为了解决“传统”熔盐电解面临的难题,近20年来,研究者们在探索熔盐电解新方法方面进行了大量的工作,其中典型的新方法包括FFC剑桥工艺、固体透氧膜SOM工艺、电子媒介反应法(EMR/MSE)等,这些新的方法丰富了熔盐电解法的内涵,使得冶炼难熔金属及复杂矿物得到迅速发展。
熔盐电解铝的生产及其环境影响调查研究铝是一种非常重要的金属,在现代工业和生活中有着广泛的应用。
由于其低密度、高强度、导电导热性能好等特点,铝制品被广泛应用于航空、汽车、电子、建筑等领域。
而熔盐电解铝被广泛应用于铝制品的生产。
熔盐电解铝是将氧化铝还原为金属铝的一种主要方法。
这种方法是利用高温下的电解质来使氧化铝分解成金属铝和氧气,金属铝被沉积在电解池底部,从而实现铝的生产。
熔盐电解铝的原材料是氧化铝,其主要来源是泥土中的矿石、矾土和硅铝矿。
在生产过程中,需要大量的电能和化学品,如氟化物、碳、氧气等。
整个生产过程需要高温和高压的条件,且需要连续不断地加入原材料和化学品。
在熔盐电解铝生产过程中,有很多环境问题需要注意。
其中最主要的问题是废气和废水的排放。
废气主要包括氟化氢、二氧化碳等,这些物质可能对周围环境和人体健康产生不良影响。
废水中含有氧化铝、氟化物、碳酸等化学品,如果不经过处理直接排放到环境中,会对生态环境和水质产生影响。
为了降低熔盐电解铝的环境影响,许多企业采取了各种措施。
其中最常采取的方法是对废气进行处理,在净化后再排放。
常见的废气处理方法有干法法、湿法法、进口制备法等。
而对废水进行处理,可以采用生物处理、化学处理、物理处理等方式,将其中的有害物质去除后再排放。
此外,为了降低熔盐电解铝的环境影响,同时提高资源利用率,许多企业也在积极开展熔盐电解铝的废弃物的回收利用工作。
例如,将废铝料、氧化铝等再利用,可以帮助企业节约更多的成本,同时也有助于保护环境。
总的来看,熔盐电解铝在现代工业生产中扮演着极其重要的角色。
虽然对环境产生的负面影响不可忽略,但只要企业采取了合适的措施,完全有可能在保证生产效益的同时保护环境,实现可持续发展。
3国家自然科学基金项目(50374030) 胡小锋:男,1982年生,硕士研究生 许茜:联系人 Tel :024********* E 2mail :qianxu201@熔盐电脱氧法制备金属Ti 的最新研究进展3胡小锋,许 茜,李海滨,马青梅,任东琦(东北大学材料与冶金学院,沈阳110004) 摘要 介绍了熔盐电脱氧法制备金属Ti 的基本原理,分析了熔盐电脱氧法(FFC 法)的优点,并指出了目前该方法遇到的主要问题,评述了FFC 法目前发展的动态,简要介绍了利用FFC 法制备其它金属或合金的情况,并综述了该方法将来的发展前景。
关键词 Ti 熔盐 电脱氧 FFC 法 合金N e w Development of the FFC C ambridge Process for Preparation of TitaniumHU Xiaofeng ,XU Qian ,L I Haibin ,MA Qingmei ,R EN Dongqi(School of Materials and Metallurgy ,Northeastern University ,Shenyang 110004)Abstract The principle of electro 2deoxidation in molten salts is introduced briefly ,which called FFC cam 2bridge process.The advantages and disadvantages of the method are both discussed in detail ,and the new progress on preparation of other metals and alloys by this process is overviewed.At last ,the outlook of the process is presented.K ey w ords Ti ,molten salt ,electro 2deoxidization ,FFC cambridge process ,alloys0 引言自从20世纪40年代Kroll 成功开发熔炼金属Ti 以来,人们一直想尝试用电解法生产金属Ti 。
熔盐电化学的新进展全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:熔盐电化学是一种在高温熔融的盐溶液中进行的电化学反应研究领域。
熔盐电化学在能源转换、环境保护、材料合成等领域有着广泛的应用。
最近几年,随着材料科学的发展和技术的进步,熔盐电化学领域取得了新的突破和进展。
一、熔盐电解技术熔盐电解是熔盐电化学中的一种重要应用。
通过在熔融的盐溶液中施加电压,使盐溶液中的离子发生氧化还原反应,从而实现对金属、非金属等物质的电解和分离。
近年来,熔盐电解技术在金属冶炼、废水处理、能源储存等方面得到了广泛应用。
二、熔盐反应堆技术熔盐反应堆是利用熔融的盐溶液作为工质,进行核反应的新型反应堆。
与传统的水冷堆相比,熔盐反应堆具有更高的安全性和更高的热效率。
熔盐反应堆技术在核能领域的应用前景广阔,为人类提供清洁、高效、可持续的能源解决方案。
熔盐储能技术是利用熔融的盐溶液作为储能介质,将电能转化为热能存储,并在需要时再将热能转化为电能释放。
熔盐储能技术是一种高效能量储存方式,具有循环稳定性好、储能效率高等优点,对于提升大规模能源系统的稳定性和可持续性具有重要意义。
四、熔盐电化学材料熔盐电化学领域在新材料、新技术、新应用等方面都有着重要的进展和突破。
随着科学技术的不断发展和深入研究,熔盐电化学将为人类社会的可持续发展和环境保护作出更加重要的贡献。
希望未来熔盐电化学领域能够不断创新,为人类社会的繁荣和进步贡献更大的力量。
【本文长度1633字】。
第二篇示例:熔盐电化学是一种在高温的熔盐中进行电化学反应的技术,近年来在能源领域取得了一些新的进展。
熔盐电解是利用熔盐作为电解质,将熔盐中的离子进行还原或氧化反应,从而实现电能的转化和储存。
熔盐电池则是将熔融盐用作电解质或携带媒介,实现电化学反应产生电能。
该技术在能源储存、电化学合成和电化学传感等领域具有广泛的应用前景。
在熔盐电化学领域,近年来取得了一些新的进展。
熔盐电解技术在能源储存领域表现出色。