生产原铝过程铝电解用钾冰晶石低温体系的研究
传统的Hall-Hoult法生产原铝过程，电能利用率低且排放大量的温室气体C02和全氟碳化物，研究开发铝电解绿色环保的新工艺成为人们研究的热点。采用惰性阳极进行铝电解可以避免传统工艺的不足，其中合金阳极由于具有良好的导热导电性、优异的抗热震性能等特点成为惰性阳极中被寄予很大希望的一类电极。合金阳极大体上可分为Ni基、Cu基和Fe基。由于Cu-Al合金阳极向电解体系引入新杂质相少，被认为是比较有希望的Cu基合金阳极.但目前合金阳极耐腐蚀性能较差，很难满足工业生产要求，研究合金阳极的腐蚀机理，对提高合金阳极的耐腐蚀性能具有重要意义。
将纯度为99.9%的300目Cu、A1粉末按照质量比为91:9的比例混合均匀，在磨具中静压成型，压力为200，然后在氩气保护气氛下于1050°烧结4小时得到Cu_Al合金材料。将Cu_Al合金材料进行机械加工及打磨并与导杆进行连接，得到阳极；以石墨为阴极；刚玉坩埚内有装有分析纯KAIF4+K3A1F6(CR=1.3)，其中A1203(工业级）的浓度为4.5wt%，在700度下进行5h的实验室规模的铝电解，电流密度控制在0.5A/cm2，电解过程中A1203采用自动逬料系统连续添加钾冰晶石。循环伏安测试以Cu-Al合金电极作为工作电极；以石墨坩埚底而作为辅助电极，以Ni/NiF2i极作为参比电极，构成三电极体系。
5.0A级的50h的实验室铝电解过程中槽电压的变化情况如图1所示，从图中可以看出钾冰晶石电解过程槽压有所起伏，但在3.4V处有较长稳定期，通过计算表明槽电压平均值为3.52V。电解过程中槽电压升高这可能是与A1203浓度波动及电极表面生成的氧化膜薄厚变化有关v八丨203浓度升高可使电极表面氧化膜增厚，电极表面电压降增大槽电压增加，反之槽电压降低4合金阳极进行铝电解过程中，合金阳极与新生态的氧发生反应生成单一氧化膜或者复杂氧化物：同时由于冰晶石具有很强的溶解氧化物能力，因此合金阳极表面氧化膜可不断被溶解。合金阳极表面氧化膜存在动态的生成与溶解的过程，保持表面氧化膜的动态平衡是合金阳极槽电压稳定的重要因素6进行50h电解后Cu_Al合金阳极尺寸没有发生明显的变化，说明Cu-A丨合金有较好的耐腐蚀性能，将钾冰晶石电解后的合金阳极去除所带出的电解质，通过失重法测量表明腐蚀速率为22mm/a。将电解得到的原铝进行ICP检测A1纯度为97.8%，其中杂质Cii含M：为1.2%，其余为Al20.v原料引入的Si，可见采用Cu-A丨合金作为惰性阳极可以得到较纯的原铝，Cii-Al合金是比较有希望的一类合金阳极材料。
