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铝电解质高温熔盐输运特性与微观结构研究动态

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第9章熔盐电解电解制铝(36页)

第9章熔盐电解电解制铝(36页)

炼铝工业发展历史
铝在过去，曾经用金属钠还原氯化铝来制造， 1845年， 德国的韦勒将氧化铝蒸汽通过熔融钾表面，得到了金 属铝珠。 电解法首先由德国的本生于 1854年提出，他以蓄电池 作电源，电解NaCl-AlCl 3熔盐制得金属铝。 1867年发 电机的问世为电解工业创造条件。美国的霍尔和法国 的赫罗尔特于1886年各自独立地完成了以冰晶石氧化 铝混合的熔盐电解炼铝的研究，并取得专利权，称为 “霍尔-赫罗尔特”法，成为工业炼铝的主要方法。
装置选择
? 电解槽的选择：由于高温熔盐的腐蚀性很强，所以选 定装置的制造材料是困难的。通常 ,电解槽用钢板制做， 内衬以碳质材料及耐火砖，但这些内衬材料也能被腐 蚀。由于散热而冷却，靠近槽壁处有一定厚度的熔盐 凝结成“冻结层”（ frozen crust），此冻结层可保护 槽壁，所以，能否顺利形成冻结层是熔盐电解技术的 另一个重点。
? 熔盐对非碳质材料(如金属、氧化物 等)的润湿边界角比对碳质材料的润湿 边界角要小得多，因此，临界电流密 度在用非碳质材料进行熔盐电解时比 用碳质阳极时要高。
? 温度升高时熔盐的流动性增大，从 而熔盐对固体表面的润湿性得到改善。 因此，升高电解质的温度将导致临界 电流密度增大。
因此，电解质与阳极的润湿性对阳 极效应的发生起着决定性作用。
厘米左右，离子的扩散系数为10-5厘米2/秒左右，粘度为cp左右，
这些值与水溶液（数量级上）无大的差别。我们可以认为在熔
盐中离子行为与水溶液中的行为类似。
熔盐电解的特点
? 电化学极化很小 。熔盐中的电极过程由于在高温下 进行，电子转移步骤的速度比水溶液中的电极过程高 得多，如：对于大多数金属，其交换电流密度 (i0)都 很高，约在5～33kA／m2之间，而在水溶液中的一般仅 为10-2～10-6kA／m2，所以熔盐中电极过程的电化学极 化通常很小。

铝及铝合金与熔融钠反应的研究

铝及铝合金与熔融钠反应的研究

铝及铝合金与熔融钠反应的研究
李细江;饶雄;张荻;司鹏程
【期刊名称】《材料工程》
【年(卷),期】2000(000)003
【摘要】研究了纯铝和铝硅合金在350～450℃与熔融钠的反应.采用光镜(OM)和X射线衍射分析(XRD)观察和分析腐蚀产物组织形貌、分布和腐蚀产物的动力学生长机制.实验结果表明,试样受熔融钠腐蚀的程度与铝中硅含量多少有关,铝硅合金在熔融钠中的腐蚀是受扩散控制的固相反应.
【总页数】3页(P14-16)
【作者】李细江;饶雄;张荻;司鹏程
【作者单位】上海交通大学教育部高温材料及高温测试开放实验室,上海,200030;上海交通大学教育部高温材料及高温测试开放实验室,上海,200030;上海交通大学教育部高温材料及高温测试开放实验室,上海,200030;上海交通大学教育部高温材料及高温测试开放实验室,上海,200030
【正文语种】中文
【中图分类】TG178
【相关文献】
1.氯铝酸熔融盐中电沉积铝及铝合金研究的进展 [J], 梁成浩;曹彩红;黄乃宝
2.合金元素对铝与熔融钠反应的影响 [J], 李细江;司鹏程
3.高碱煤含钠矿物沉积层的高温熔融及多相反应过程分析 [J], JIN Hu;WANG Ze-
an;YANG Wei;NING Jian;XIE Yi-hao;LIU Hao
4.粘钠试件熔融铅除钠效果研究 [J], 李凌霄
5.铝及铝合金在熔融纳中的腐蚀行为 [J], 司鹏程;张荻;王健;李细江;饶雄
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一种铝电解用低温熔盐体系及其使用方法[发明专利]

一种铝电解用低温熔盐体系及其使用方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610868647.5(22)申请日 2016.09.30(71)申请人 河南科技大学地址 471000 河南省洛阳市涧西区西苑路48号(72)发明人 王维　李玉芝　刘海涛　李海涛　曲长兴　(74)专利代理机构 洛阳公信知识产权事务所(普通合伙) 41120代理人 炊万庭(51)Int.Cl.C25C 3/18(2006.01)C25C 7/06(2006.01)(54)发明名称一种铝电解用低温熔盐体系及其使用方法(57)摘要本发明涉及一种铝电解用低温熔盐体系及其使用方法，熔盐体系由以下重量百分比的成分组成：Na 3AlF 6 45-50%，AlF 3 15-20%，KAlF 4 25-30%，NaAlO 2 4-6%，Al 2O 3 6-9%，该熔盐体系的初晶温度为885-905℃，电解条件：过热度为6-10℃，碳素阳极电流密度为0.8-0.9A/cm 2，电解槽槽电压在3.9-3.95V之间，在该电解条件下，电解质电导率2.5-2.7S ·cm -1。

本发明以NaAlO 2做为Al 2O 3的补充原料进行铝电解，电解质中溶有Al 2O 3、NaAlO 2电离出的铝氧络合离子，NaAlO 2在电解条件下具有很高的铝氧络合离子浓度，在铝电解阴极反应过程中超电压很低，减少了铝电解过程中阳极效应。

权利要求书1页 说明书3页CN 106191927 A 2016.12.07C N 106191927A1.一种铝电解用低温熔盐体系，其特征在于：熔盐体系由以下重量百分比的成分组成：Na 3AlF 6 45-50%，AlF 3 15-20%，KAlF 4 25-30%，NaAlO 2 4-6%，Al 2O 3 6-9%，该熔盐体系的初晶温度为885-905℃，电解条件：过热度为6-10℃，碳素阳极电流密度为0.8-0.9A/cm 2，电解槽槽电压在3.9-3.95V之间，在该电解条件下，电解质电导率2.5-2.7S •cm -1。

铝电解用金属惰性阳极的研究进展

铝电解用金属惰性阳极的研究进展
Ａｎ ｄ ｒｄ ｃ ｉｎ ｏ ｅｐｏ ｕ ｔ ｏ
０５ ０６ ．５～ ．
１１ ．８
Ｃ０２
一
２２ ．１
０２
产， 还存 在许 多问题 。本文对 铝 电解用 惰性 阳极 Ｊ
的研 究进 展进 行 评 述 ，并展 望 未 来 惰 性 阳极 的发 展趋 势 。
１ １ 惰 性阳极材 料的性 能要求 ．
第３ ３卷
第 ３期
稀 有 金
ＣＨＩ Ｓ ＯＵ ＮＥ Ｅ Ｊ ＲＮＡＬ ＯＦ ＲＡＲＥ ＭＥ疆 Ｓ
２０ ０９年 ６月
Ｊｎ２ｏ ｕ．０ ９
Ｖ Ｉ３ Ｎｏ ３ ． ３ ．
铝 电解 用 金 属 惰 性 阳 极 的 研 究 进 展
丁海洋 ， 卢世 刚 ，阚素荣 ，张 向军 ， 杨娟玉
Ｃ 采用惰性 阳极 的新型铝 电解 ， Ｏ。 是指 阳极在应 用 过程 中不 消耗或 消耗相 当缓 慢 。应用惰 性 阳极 ，阳 极 区域不再生成 Ｃ Ｏ 而是 ０ ， 电解过程 的反应 为 铝
解铝 、 、 的氟化物熔盐 中 ， 抵抗 高温 下 的空 钠 钾 能
气 氧 化 及 气 、液 、固 三 相 界 面 上 的 氧 化 和腐 蚀 ； （ ）良好 的电化 学稳定 性 ， 发生 阳极 溶解 ， 耐 ２ 不 能
Ａ２３ ÷ｃ ｌ ÷ｃ ２ Ｉ ＋ — Ａ＋ ｏ ０
Ａ２ ３÷Ａ ＋ ２ １ ＿２ ｌ ÷０ Ｏ
收稿 日期 ： ０９—０ ２０ ２—１ ； 订 １ ： ０ ９— ３—０ ０修 ３期 ２ ０ ０ ５
（） １
（） ２
电催化 作 用 ，可 加 速 阳极 反 应 ；（ ）原 材 料 易 获 ５
铝 电解 过程 中 是 在 高温 熔 盐 体 系 中进 行 ，操

氯铝酸熔融盐中电沉积铝及铝合金研究的进展

氯铝酸熔融盐中电沉积铝及铝合金研究的进展

·综述 ·氯铝酸熔融盐中电沉积铝及铝合金研究的进展Progress in Research on Electrodepositing Al and Its Alloy fro mChloroaluminate Molten Salts梁成浩, 曹彩红, 黄乃宝(大连海事大学交通与物流工程学院,辽宁大连116026)L IANG Cheng2hao , CAO Ca i2hong , HUANG Na i2bao( Transportation and Logistics Engineering College , Dalian Maritime U nivers ity , Dalian 116026 , China)摘要: 综述了近年来在无机及有机氯铝酸熔融盐中电沉积铝和铝合金研究的进展,着重介绍了电沉积金属及其合金的熔融盐,电沉积铝及其合金的无机和有机氯铝酸熔融盐,并进行展望。

与其他熔融盐相比,氯铝酸熔融盐具有溶解能力强,易于配制,废液易于处理和价廉等优点,在电镀生产中有着广阔的应用前景。

关键词: 铝;铝合金; 氯铝酸熔融盐; 电沉积Abstract : The progress in research o n electrodeposition of alumin ium an d it s alloy in inorganic an d or ganic chloroaluminate molten salt s in recent years is reviewed , focusin g on a presentation of molten salt s for electrodepositin g metals an d their alloys , especially o n inorganic an d organic chloroaluminate molten salt s used in prep aration of alum inium an d it s alloy coating , an d a forecasting is also made. Compar ed with other molten salt s , chloroaluminate mo lten salt s have many advantages , such as st rong solubility , easy to prepare , easy in waste liquid t reatment and lo wer cost , so have a wide application prospect in electroplatin g pro duction.K ey words : alumin um ; alumin um alloy ; chloroaluminate molten salt s ; electrodeposition中图分类号: TQ 153 文献标识码:A 文章编号:100024742 (2009) 05200012040 前言100 多年来电镀工业领域一直采用水溶液作为电镀液,其优点是金属离子易于溶解,然而由于电化学窗口相对较窄,还原电位很大,导致如: Cr , Zn 等金属电沉积的电流效率下降,基体金属易发生氢脆。

铝液-熔盐-电极间界面现象的研究

铝液-熔盐-电极间界面现象的研究

铝液-熔盐-电极间界面现象的研究
李晶;黄克雄;王造吉;刘军;郭春泰
【期刊名称】《金属学报》
【年(卷),期】1990(26)1
【摘要】用X射线座滴照像法测量了铝液-氟化物熔盐间的界面张力。

采用曲线拟合液滴轮廓坐标的计算机程序处理座滴图像。

用逐步回归分析方法获得了计算熔盐密度值的回归方程。

讨论了熔盐中NaF/AlF_3分子比,Li_2CO_3和稀土氧化物含量对熔盐-铝液间界面张力的影响。

测量了铝液在熔盐中对石墨、工业碳块以及TiB_2涂层的润湿角。

【总页数】5页(PB006-B010)
【关键词】铝;溶盐;界面张力;润湿角;铝液
【作者】李晶;黄克雄;王造吉;刘军;郭春泰
【作者单位】中南工业大学化学系冶金物化教研室;中南工业大学;中国科学院长春应用化学研究所
【正文语种】中文
【中图分类】O646
【相关文献】
1.铝液还原熔盐中ZrO2制备纯铝锆母合金 [J], 包莫日根高娃;王兆文;丁晨亮;高炳亮;石忠宁;胡宪伟;于江玉;
2.铝液还原熔盐中ZrO2制备纯铝锆母合金 [J], 包莫日根高娃;王兆文;丁晨亮;高炳
亮;石忠宁;胡宪伟;于江玉
3.有机熔盐LiTFSI/NaTf中锂在铝电极上的电极过程 [J], 屠晓华;褚有群;马淳安;吴建一;缪程平
4.CeCl_3-KCl熔盐电解过程中熔盐和金属铈与电极材料之间润湿性的研究 [J], 王容华;黎茂梁;李洪桂
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熔盐炉及熔盐加热系统

熔盐炉及熔盐加热系统
向锡炎;周孑民;陈晓玲;张忠霞
【期刊名称】《工业加热》
【年(卷),期】2008(037)002
【摘要】在氧化铝生产过程中,由于我国一水硬铝石型铝土矿存在高铝、高硅、可磨性差和难溶出的特点,管道化溶出方式逐渐成为一种发展趋势,而熔盐炉是管道化溶出系统中最关键的加热设备.结合某氧化铝厂管道化溶出系统熔盐炉及熔盐加热系统,介绍了熔盐的组成及特性,熔盐炉的类型与结构,熔盐加热系统的运行和特点.【总页数】4页(P30-33)
【作者】向锡炎;周孑民;陈晓玲;张忠霞
【作者单位】中南大学,能源科学与工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学,能源科学与工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学,能源科学与工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学,能源科学与工程学院,湖南,长沙,410083
【正文语种】中文
【中图分类】TK175
【相关文献】
1.熔盐加热炉和熔盐加热系统的开发 [J], 汪琦
2.熔盐加热炉的结构设计和熔盐过热的研究 [J], 汪琦;俞红啸
3.熔盐加热炉和熔盐加热系统的开发 [J], 汪琦
4.熔盐加热炉和熔盐加热系统的开发 [J], 汪琦
5.高钙镁钛渣熔盐氯化技术的研究与熔盐氯化炉大型化的探讨 [J], 黄树杰
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熔盐电解质体系及在制备铝合金中的研究进展

熔盐电解质体系及在制备铝合金中的研究进展
袁亚;俞小花;谢刚;赵群;李永刚;张钊洋
【期刊名称】《中国有色冶金》
【年(卷),期】2024(53)1
【摘要】铝合金具有抗腐蚀、易于加工、强度高、密度小等优点,在各行各业中都有着大量的应用。

采用熔盐电解法制备铝合金具有生产工艺简单、效率高、生产成本低、生产周期短等特点,近些年来得到广泛关注,其中熔盐体系的选择成为主要的研究热点。

本文以温度划分熔盐体系为高温熔盐和离子液体,综述了这2种熔盐体系的优点、分类以及一些反应机理,并从这2类熔盐体系出发,分别介绍了一些铝合金的制备工艺以及相关的技术创新。

最后,分别阐述了高温熔盐和离子液体所存在的优缺点,并对其未来发展趋势进行了展望。

【总页数】10页(P24-33)
【作者】袁亚;俞小花;谢刚;赵群;李永刚;张钊洋
【作者单位】昆明理工大学冶金与能源工程学院;昆明冶金研究院有限公司;共伴生有色金属资源加压湿法冶金技术国家重点实验室;云南铜业股份有限公司;云南铜业科技发展股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TF821
【相关文献】
1.硫酸高铁铵滴定法测定制备金属钛的电解质熔盐中Ti2+和Ti3+
2.利用固体电解质在CaCl2熔盐中电解固态SiO2制备Si
3.熔盐电解制备Al-Cu-Y合金电解质体系黏度的研究
4.熔盐电解法制备铝-钪合金电解质体系电化学性质研究
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在Na_3AlF_6-AlF_3-CaF_2-LiF-Al_2O_3体系中低温铝电解

在Na_3AlF_6-AlF_3-CaF_2-LiF-Al_2O_3体系中低温铝电
解
卢惠民;邱竹贤;方克明;洪彦若
【期刊名称】《北京科技大学学报》
【年(卷),期】1999(21)4
【摘要】研究了Na3AlF6－AlF3－CaF2－LiF－Al2O3熔盐体系的物化性质，包括液相线温度、电导率和密度，并选择该体系中的低分子比电解质在100A垂直排铝式电解槽上进行了电解制铝．结果表明，用TiB2材料做阴极，当所使用的电解质分子数比为1．5～2．0，电解温度为800～930℃时，电流效率达到84．6％～88．3％，每kgAl的直流电耗为11．5～11．83kw·h．
【总页数】3页(P324-326)
【关键词】熔盐体系;低温;铝电解
【作者】卢惠民;邱竹贤;方克明;洪彦若
【作者单位】北京科技大学冶金学院;东北大学有色冶金系
【正文语种】中文
【中图分类】TF821.032
【相关文献】
1.新型低温铝电解质体系的研究：氧化铝的溶解度与溶解速度 [J], 周传华
2.铝电解低温电解质体系的研究现状 [J], 黄立强;刘战伟;颜恒维;秦博;刘瑛鑫
3.铝电解低温电解质体系的研究现状 [J], 黄立强;刘战伟;颜恒维;秦博;刘瑛鑫
4.低温铝电解、铝电解工艺与控制技术的研究 [J], 周亮
5.低温铝电解质体系对炭块的电解膨胀性研究 [J], 罗跃辉;项阳;雷波;吴燕;李素梅因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

熔盐电解法制取铝铒合金的研究

熔盐电解法制取铝铒合金的研究
付静;吴文远;涂赣峰;王兆文;杨红晓
【期刊名称】《稀有金属》
【年(卷),期】2003(27)6
【摘要】研究了在铝电解质体系中添加Er2 O3制备Al Er中间合金的工艺条件。

实验结果表明 :Al Er中间合金的Er含量随着阴极电流密度的增加、电解时间的延长而增加。

当Er2 O3加入量为 10 %,阴极电流密度为0 .75A·cm- 2 ,电解时间为2h时 ,Er在Al Er中间合金中的含量达到了2 .3 %。

经SEM研究证实 ,Er在Al 【总页数】3页(P718-720)
【关键词】熔盐电解;Al—Er合金;氧化铒
【作者】付静;吴文远;涂赣峰;王兆文;杨红晓
【作者单位】东北大学材料与冶金学院
【正文语种】中文
【中图分类】TF77;TF803.22
【相关文献】
1.熔盐电解法制取钬铁合金试验研究 [J], 雷杰兵;李安国;孟凡伟
2.熔盐电解法制取镝铁合金的研究 [J], 李炜
3.熔盐电解法制取铝锶合金的扩大试验研究 [J], 杨宏伟;徐建华;等
4.熔盐电解法直接制取铝锶中间合金 [J], 王鸿雁
5.熔盐电解法制取高浓度的铝锂合金 [J], 戴兴福;张明杰;谭亚菊
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Votava、K. Matiasovsky 等人[10]采用旋转法对 Li3AlF6 和 Na3AlF6 分别在温度范围为 900℃~1100℃、 1040℃~1170℃的粘度进行了测量，发现粘度随温度增大而减小，且在相同温度下，Na3AlF6 的粘度大于 Li3AlF6 的粘度。W. Brockner 等人[11]采用振荡圆筒粘度计对 NaF-AlF3 (0~35 mol%)熔盐在温度范围 950℃~1114℃的 粘度进行测量研究，发现熔盐粘度随 AlF3 的加入先增加后降低，在分子比 NaF/AlF3 为 3 时熔盐粘度达到 最大值。Christian Robelin 等人[12]根据前人粘度研究数据，总结出来多元组分(NaF + AlF3 + CaF2 + Al2O3) 的粘度模型。
上世纪 90 年代，Xiangwen Wang 等人[6]使用以热解氮化硼制成的电导池，以铂金属作为移动工作电 极，石墨坩埚作为对电极采用 CVCC 法对冰晶石的熔盐电导率进行了测量，测得 1025℃时冰晶石熔盐电 导率为 2.81 S/cm。后来，王兆文等人[7]也采用该方法测得 1000℃时的冰晶石电导率为 2.80 S/cm，证明 了该方法具有极高的可靠性。Grjotheim 和 Welch 等人[8]研究了 1000℃下各添加剂对铝电解质电导率的 影响，发现 LiF、NaF、NaCl 的加入能提高熔盐电导率，而 AlF3、MaF2 以及 CaF2 的加入会抑制熔盐导电。 A. Dedyukhin [9]通过对 CaF2-KF-NaF-AlF3 熔盐体系电导率的研究，证实了 CaF2 添加剂的加入会降低熔 盐电导率，其原因是 Ca2+的引入导致了熔盐中 NaCaAl2F9 和 KCaAl2F9 等复杂离子化合物生产。
王彪 等
Abstract
As the “blood” in aluminum electrolytic cell, the composition and characteristic of electrolytes directly affect the control of electrolysis process and the operation and management of the tank. Therefore, researchers have carried out a lot of tests and theoretical studies on the ionic structure and macroscopic properties of high temperature molten salt. In this paper, the main testing and research methods are summarized based on the transport characteristics of molten salt. At the same time, the main research methods of melt ion structure are briefly analyzed, the theoretical calculation methods of ion structure and transport characteristics are mainly introduced, and corresponding suggestions are put forward.
Metallurgical Engineering 冶金工程, 2020, 7(3), 137-146 Published Online September 2020 in Hans. /journal/meng https:///10.12677/meng.2020.73020
Open Access
1. 引言
2019 年我国原铝产量达到了 3579.5 万吨，占世界的 56.2%，已连续多年稳居全球第一[1]。自 1886 年发明 Hall-Heroult 电解炼铝工艺以来，尽管铝电解技术取得了长足的发展，但冰晶石–氧化铝熔盐体系 一直是工业铝电解的电解质。铝电解质作为铝电解槽的“血液”，其组分与特性变化直接影响着铝电解 工艺控制与槽操作管理难度等，进而影响着技术经济指标。因而，针对铝电解质熔盐体系，开展了大量 的研究工作，特别是在高温熔盐离子结构以及物理化学等宏观性质等方面进行了大量测试以及理论方法 研究，为深入认识熔盐与提升铝电解工艺技术水平提供了理论支撑。
为此，本论文围绕铝电解质熔盐的输运特性，总结归纳当前的主要测试研究方法；同时，简要分析 熔体离子结构的主要研究方法，重点介绍熔体离子结构与输运特性的理论计算方法，并提出相应建议。
2. 熔盐输运性质的测试方法
2.1. 熔盐电导率的测量方法
在铝电解过程中，电解质电压降约占整个槽电压的三分之一，提高熔盐的电导率，降低电解质的欧 姆压降，对铝电解过程的节能降耗有重大的意义。
Received: Aug. 11th, 2020; accepted: Aug. 24th, 2020; published: Aug. 31st, 2020
*通讯作者。
文章引用: 王彪, 陈昌, 吕晓军. 铝电解质高温熔盐输运特性与微观结构研究动态[J]. 冶金工程, 2020, 7(3): 137-146. DOI: 10.12677/meng.2020.73020
Biao Wang1, Chang Chen2, Xiaojun Lv2*
1Ningdong Aluminum Branch of Qingtongxia Aluminum Co. LTD, Qingtongxia Ningxia 2School of Metallurgy and Environment, Central South University, Changsha Hunan
铝电解质高温熔盐输运特性与微观结构 研究动态
王 彪1，陈 昌2，吕晓军2*
1青铜峡铝业股份有限公司宁东铝业分公司，宁夏 青铜峡 2中南大学冶金与环境学院，湖南 长沙
收稿日期：2020年8月11日；录用日期：2020年8月24日；发布日期：2020年8月31日
摘要
电解质作为铝电解槽中的“血液”，其组分与特性变化直接影响着电解工艺的控制以及槽操作管理。 因而，研究者针对铝电解质高温熔盐离子结构以及物理化学等宏观性质等方面进行了大量测试以及理 论方法研究。本论文围绕铝电解质熔盐的输运特性，总结归纳当前的主要测试研究方法；同时，简要 分析了熔体离子结构的主要研究方法，重点介绍了熔体离子结构与输运特性的理论计算方法，并提出 相应建议。
Keywords
Aluminium Electrolyte, Ionic Structure, Transport Properties, First Principles, Molecular Dynamics Simulation
Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). /licenses/by/4.0/
关键词
铝电解质，离子结构，输运性质，第一性原理，分子动力学模拟
Research Trends on the Transport Characteristics and Microstructure of High Temperature Molten Salt in Aluminum Electrolyte
2.2. 粘度测量
熔盐粘度直接影响着电解质的传质传热过程以及铝液的沉降过程，合理地控制熔盐粘度，对提高原 铝质量以及电流效率至关重要。常见的流体粘度测量方法主要有毛细管法、旋转法、落体法、振动法、 粘度杯法等。旋转法是铝电解质熔盐中应用较为广泛的一个方法，当流体与物体(如圆板、圆筒、圆球等) 之间发生相对旋转运动时，物体将受到熔盐的粘性阻力而产生旋转扭矩，通过测量这一扭矩力可以间接 测量熔盐粘度。
另一类则是通过对成分均一的熔盐电解质进行一段时间的电解反应后，将熔盐冷却并切层，分析各 层熔盐的化学组成即可得到电解一段时间后熔盐中的各离子浓度梯度，进而得到各离子的扩散系数，该
DOI: 10.12677/meng.2020.73020
139
冶金工程
王彪 等
方 法 也 常 用 于 研 究 碱 金 属 离 子 在 阴 极 炭 块 中 的 侵 蚀 扩 散 [15] 。 Jan Hives 等 人 [16] 用 类 似 原 理 对 NaF-KF-AlF3-Al2O3 熔盐体系的 Na+、K+和 F−的扩散系数进行了研究，他们将电解槽室分为三个圆柱形槽 室，槽室之间用导孔连接，用该设备对 NaF-KF-AlF3-Al2O3-CaF2 熔盐体系电解一段时间后，对槽室内的 熔盐进行酸溶后采用火焰原子吸收光谱法即可精准的测量各槽室内各离子组分浓度，试验发现随着分子 比的增加，Na+的扩散系数增加。当分子比为 1.3，NaF/LiF 的分子比为 1 时，熔盐中 Na+离子扩散系数大 于 Li+扩散系数，CaF2 的加入会极大的抑制 F−扩散。
电导率的测量方法主要有四电极法以及连续改变电导池常数法(CVCC)，其中，后者是熔盐电导率测试 的常用方法，其是通过作出总电阻随电导池长度 l 的变化关系曲线，通过曲线斜率间接求得熔盐电导率。
DOI: 10.12677/meng.2020.73020
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冶金工程
王彪 等
要获得熔盐的电导率 k，需要先确定电导池常数 C 和熔盐电阻 R。通常我们通过已知电导率的标准 熔盐(如 KCl 熔盐或 CaCl2 熔盐)校准得到电导池常数 C，在对熔盐电阻 R 进行测量即可得到熔盐的电导 率 k，为了得到精准的熔盐电导率，这要求电导池在高温熔盐环境具有很好的稳定性，同时也要求我们 对熔盐的电阻能够精准的测量。电导池从结构上主要分为金属电导池[2] [3]和“毛细管电导池”[4] [5]， 前者多采用贵重金属作为电极，电导池常数小且测得的熔盐电阻低，线路电阻以及极化电阻对测量精度 影响很大。后者最大的特点是增大了测量电阻值，提高了测试精度，这一电导池一般采用具有抗高温热 震性、电绝缘性和抗腐蚀性的氮化硼材料，工作电极一般采用 Pt、Wu 等金属材料，对电极采用石墨、 钼等。