Анодный процесс на золоте в расплаве KF–AlF3–Al2O3

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В условиях экономии ресурсов и снижения углеродного следа разработка выделяющих кислород анодов для технологий производства важных металлов и сплавов электролизом расплавленных солей представляется актуальной задачей. Для определения степени инертности того или иного анодного материала требуются данные о кинетике и механизме анодного процесса на материале, не подверженном окислению. В связи с этим в данной работе методами циклической и квадратно-волновой вольтамперометрии исследован анодный процесс на золоте в легкоплавком расплаве KF–AlF3–Al2O3 для электролитического производства алюминия. Определено влияние температуры (715 и 775оС) расплава, содержания в нем Al2O3 (от 0.1 до насыщения), а также скорости поляризации (0.05–1 В/с) на кинетику и некоторые особенности механизма исследуемого процесса. Сделано предположение, что выделение кислорода на золоте без растворения подложки имеет место в области перенапряжений от 0 до 0.8 В. При этом показано, что процесс включает стадии электрохимической адсорбции и десорбции промежуточного продукта, из которых первая лимитируется диффузией электроактивных анионов к аноду.

Об авторах

А. Ю. Николаев

Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН; Уральский федеральный университет

Email: suzdaltsev_av@ihte.ru
Россия, Екатеринбург; Екатеринбург

А. В. Суздальцев

Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН; Уральский федеральный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: suzdaltsev_av@ihte.ru
Россия, Екатеринбург; Екатеринбург

Ю. П. Зайков

Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН; Уральский федеральный университет

Email: suzdaltsev_av@ihte.ru
Россия, Екатеринбург; Екатеринбург

Список литературы

  1. Олимов Н.С., Ганиев И.Н., Ширинов М.Ч. Влияние добавки стронция на кинетику окисления промышленных литейных алюминиевых сплавов АЛ2, АЛ4 и АЛ9 // Расплавы. 2023. № 3. С. 274–286.
  2. Скачков В.М., Пасечник Л.А., Бибанаева С.А. и др. Синтез и свойства сплавов алюминия с переходными металлами V группы // Расплавы. 2022. № 1. С. 82–89.
  3. Гилев И.О., Шубин А.Б., Котенков П.В. Термодинамические свойства расплавов бинарной системы Al–Y // Расплавы. 2021. № 5. С. 469–481.
  4. Суздальцев А.В., Филатов А.А., Николаев А.Ю. и др. Извлечение скандия и циркония из их оксидов при электролизе оксидно-фторидных расплавов // Расплавы. 2018. № 1. С. 5–13.
  5. Ковров В.А., Храмов А.П., Зайков Ю.П. и др. Метод определения скорости окисления металлических анодов при электролизе алюминия в расплавах KF–AlF3–Al2O3 // Расплавы. 2011. № 6. С. 25–39.
  6. Ткачева О.Ю., Катаев А.А., Редькин А.А. и др. Флюсы для получения сплавов алюминий–бор // Расплавы. 2016. № 5. С. 387–396.
  7. Беляев А.И., Студенцов Я.Е. Электролиз глинозема с несгораемыми (металлическими) анодами // Легкие металлы. 1936. № 3. С. 15–24.
  8. Муллабаев А.Р., Ковров В.А., Молчанова Н.Г., Зайков Ю.П. Циклическая вольтамперометрия на платине в расплавах LiCl–KCl и LiCl–KCl–Li2O // Расплавы. 2021. № 6. С. 605–617.
  9. Шишкин А.В., Шишкин В.Ю., Салюлев А.Б. и др. Электрохимическое восстановление диоксида урана в расплаве LiCl–Li2O // Атомная энергия. 2021. 131. № 2. С. 79–84.
  10. Манн В.Х., Гусев А.О., Симаков Д.А. Метод получения алюминиевых сплавов. Патент РФ 2673597, приоритет 24.11.2016, опубликован 28.11.2018.
  11. Руденко А.В., Катаев А.А., Неупокоева М.М., Ткачева О.Ю. Электролитическое получение сплавов алюминия в ячейках с малорасходуемым металлическим анодом и смачиваемым катодом // Расплавы. 2022. № 4. С. 430–440.
  12. Николаев А.Ю., Ясинский А.С., Суздальцев А.В. и др. Вольтамперометрия в расплаве и суспензиях KF–AlF3–Al2O3 // Расплавы. 2017. № 3. С. 214–225.
  13. Rolseth S., Gudbrandsen H., Thonstad J. An inverted aluminum electrolysis cell using a high density electrolyte and an inert anode — a test of the concept // ECS Transactions. 2012. 50. № 11. P. 251–261.
  14. Некрасов В.Н., Лимановская О.В., Суздальцев А.В. и др. Стационарный анодный процесс на платине в расплавах KF–NaF–AlF3–Al2O3 // Расплавы. 2014. № 4. С. 71–79.
  15. Суздальцев А.В., Храмов А.П., Лимановская О.В. и др. Хроновольтамперометрия на платине в расплаве KF–NaF–AlF3–Al2O3 // Расплавы. 2015. № 5. С. 12–21.
  16. Суздальцев А.В., Храмов А.П., Зайков Ю.П. и др. Хронопотенциометрия на платине в расплаве KF–NaF–AlF3–Al2O3 // Chimica Techno Acta. 2015. 3. P. 195–199.
  17. Dewing E.W., Van der Kouwe E. Anodic phenomena in cryolite–alumina melts II. Chronopotentiometry at gold and platinum anodes // J. Electrochem. Soc. 1977. 124. P. 58–64.
  18. Николаев А.Ю., Суздальцев А.В., Зайков Ю.П. Новый способ синтеза лигатур Al–Sc в оксидно-фторидных и фторидных расплавах // Расплавы. 2020. № 2. С. 155–165.
  19. Roine A. HSC Chemistry® [Software], Outotec, Pori 2018. Software available at: http://www.outotec.com/HSC.
  20. Дубовцев А.Б., Зайков Ю.П., Мурыгин И.В., Ивановский Л.Е. Поведение оксидных анодов при электролизе хлоридных расплавов. 2. Исследование анодного процесса на керамическом электроде в расплаве СаСl2–СаО // Расплавы. 1992. № 1. С. 41–48.
  21. Zaikov Yu., Batukhtin V., Shurov N., Suzdaltsev A. High-temperature electrochemistry of calcium // Electrochem. Mat. & Tech. 2022. 1. № 1. 20221007.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».