1302-81-4/硫化鋁的電解

概述^[1]

硫化鋁存在于堿性或堿土金屬、氟化物或氯化物的電解液中。鋁工業(yè)A.-G.建議用硫化鋁代替鋁鈉硫化物。在20世紀(jì)30年代，德國(guó)和俄羅斯的科學(xué)家開(kāi)始重新研究鋁硫化物電解。這些調(diào)查人員對(duì)Al₂S₃進(jìn)行了電解。

在冰晶石與NaCl的混合物中，獲得的最大電流效率約為55%。1976年，日本輕金屬冶煉廠協(xié)會(huì)對(duì)Pr進(jìn)行了基礎(chǔ)研究。從硫化鋁電解生產(chǎn)鋁。據(jù)信，他們的努力后來(lái)中斷了，因?yàn)樗麄冊(cè)陔娊膺^(guò)程中遇到了一些問(wèn)題。作者在1023 K的MgCI ₂-NaCl-Kcl共晶(50-30-20工具%)中對(duì)A12Sa的SIS進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，在共晶中溶解的Al₂S₃可被電解刺激。 鋁在陰極熔化，硫在陽(yáng)極。雖然可以獲得合理的電流效率，但電解必須在限制陰極電流密度以下進(jìn)行。 防止鎂的共沉積。這種極限電流密度很低(~300 mA cm^-2)，可能太低，沒(méi)有實(shí)際價(jià)值。 含有AlCl₃的ELT；這樣的熔體增加了Al₂S₃的溶解度，從而允許更高的電流密度。本文介紹了在MgCl₂-NAC中電解Al₂S₃的結(jié)果。 報(bào)道了含AlCl₃的1-KCl共晶材料。

硫化鋁的電解^[1]

A12S3的電解是在MgCI ₂-NaCl-Kcl共晶熔體在1023 K和以前曾報(bào)告過(guò)結(jié)果。這，這個(gè)，那，那個(gè)選擇共晶作為兩種電解質(zhì)。理由：(A)熱力學(xué)考慮表明MgCl2可能有助于溶解A12Sa從反應(yīng)來(lái)看，MgCl₂(SOH)Al₂Sa(S)=2AlSCl(Soln)MGS(S)，(B)預(yù)計(jì)MgCl₂將增加鋁沉積效率如鋁所示氯化物電解。電解結(jié)果在1023 K時(shí)使用以共晶為溶劑，溶解了Al：S3?？梢员浑娊饨o熔化的鋁和元素硫。當(dāng)前的效率恒流電解增加電流密度并達(dá)到電流密度約為200 mA時(shí)約80%共晶中含有2wt%At₂S₃的共晶中的cm^-2。

它發(fā)現(xiàn)每一次AI₂Sa濃度，電解必須在下面進(jìn)行極限陰極電流密度在薩蒂爾-Al₂S₃在熔鹽中的溶解度(1.34wt%S)，極限陰極電流密度大約是300 mAcm-2。另外，對(duì)于批處理操作，限制電流密度將隨著AI：熔體中的S3含量在電解過(guò)程中耗盡-對(duì)流層。低極限陰極電流密度將鋁產(chǎn)量限制在低水平。這個(gè)級(jí)別可能太低，無(wú)法實(shí)用價(jià)值。目前的鋁工藝采用了大量的鋁工藝。較高的電流密度。電流密度范圍從0.7到1.2ACM-2在霍爾-H6細(xì)胞內(nèi)ASP細(xì)胞內(nèi)的面積為0.8至2.3英畝-2英畝。

從電的電壓/電流曲線來(lái)看-Al~S3在共晶[13]中的溶解低鋁離子(含種)濃度是最主要的陰極電流密度限制的原因。有兩種可能的方法來(lái)修改這個(gè)過(guò)程。以便能夠操作電解槽在較高的電流密度下(第三種方法是用機(jī)械提高傳質(zhì)速率方法；但是，這很難在因此，在熔鹽電解中很少使用實(shí)踐-)。這兩種方法是：(A)使用電子設(shè)備-含有常見(jiàn)鋁離子的天然堿，或(B)使用A12S3濃度較高的電解液-賓利。已發(fā)現(xiàn)AlCl₃可用于這兩種降低電流密度的方法問(wèn)題。AlCl₃在熔體中的存在只提供普通的鋁離子，而且通過(guò)反應(yīng)提高了Al₂S₃的溶解度。Al₂S₃在重量%硫中的溶解度在包含熔體的AlCl₃中，詳見(jiàn)表1。

從表1可以看出，AlCl₃增加了Al₂S₃在熔鹽混合物中的溶解度。因此，在AlCl₃中電解Al₂S₃的電池-MgCI ₂-NaCl-KCl熔體可在較高的溫度下工作。如本文后面所示的電流密度。它也發(fā)現(xiàn)AlCl₃的存在共晶對(duì)陽(yáng)極氧化沒(méi)有影響。含硫化物離子(或含硫化物離子))。圖1顯示了典型的體積圖Al₂S₃在MgCI ₂-NaCl-KCl共晶中的作用沒(méi)有AlCl₃。

從圖中可以看出，加入1wt%的A1C13，無(wú)峰值電流。觀察到的鋁沉積，這是預(yù)期是因?yàn)榇罅康腁1C13是現(xiàn)在時(shí)。機(jī)械試驗(yàn)[18]圖中的伏安圖。移民局確認(rèn)了奧西-硫化物離子的兩步反應(yīng)發(fā)生在與MgClz-NaC1-Kc1共晶的情況一樣，也就是說(shuō)，氧化涉及到雙電子的dis-硫化物離子的電荷，然后是二聚體-硫原子的化，這是非常快和向2[19]美元的方向遷移了許多人。

參考文獻(xiàn)

[1]The electrolysis of AI2S 3 in AICI3-MgCle-NaCI-KCI melts N. Q. MINH, R. O. LOUTFY*, N. P. YAOChemical Engineering Division, Argonne National Laboratory, Argonne, Illinois 60439 Received 26 January 198