生產原鋁過程鋁電解用鉀冰晶石低溫體系的研究
傳統的Hall-Hoult法生產原鋁過程，電能利用率低且排放大量的溫室氣體C02和全氟碳化物，研究開發鋁電解綠色環保的新工藝成為人們研究的熱點。采用惰性陽極進行鋁電解可以避免傳統工藝的不足，其中合金陽極由于具有良好的導熱導電性、優異的抗熱震性能等特點成為惰性陽極中被寄予很大希望的一類電極。合金陽極大體上可分為Ni基、Cu基和Fe基。由于Cu-Al合金陽極向電解體系引入新雜質相少，被認為是比較有希望的Cu基合金陽極.但目前合金陽極耐腐蝕性能較差，很難滿足工業生產要求，研究合金陽極的腐蝕機理，對提高合金陽極的耐腐蝕性能具有重要意義。
將純度為99.9%的300目Cu、A1粉末按照質量比為91:9的比例混合均勻，在磨具中靜壓成型，壓力為200，然后在氬氣保護氣氛下于1050°燒結4小時得到Cu_Al合金材料。將Cu_Al合金材料進行機械加工及打磨并與導桿進行連接，得到陽極；以石墨為陰極；剛玉坩堝內有裝有分析純KAIF4+K3A1F6(CR=1.3)，其中A1203(工業級）的濃度為4.5wt%，在700度下進行5h的實驗室規模的鋁電解，電流密度控制在0.5A/cm2，電解過程中A1203采用自動逬料系統連續添加鉀冰晶石。循環伏安測試以Cu-Al合金電極作為工作電極；以石墨坩堝底而作為輔助電極，以Ni/NiF2i極作為參比電極，構成三電極體系。
5.0A級的50h的實驗室鋁電解過程中槽電壓的變化情況如圖1所示，從圖中可以看出鉀冰晶石電解過程槽壓有所起伏，但在3.4V處有較長穩定期，通過計算表明槽電壓平均值為3.52V。電解過程中槽電壓升高這可能是與A1203濃度波動及電極表面生成的氧化膜薄厚變化有關v八丨203濃度升高可使電極表面氧化膜增厚，電極表面電壓降增大槽電壓增加，反之槽電壓降低4合金陽極進行鋁電解過程中，合金陽極與新生態的氧發生反應生成單一氧化膜或者復雜氧化物：同時由于冰晶石具有很強的溶解氧化物能力，因此合金陽極表面氧化膜可不斷被溶解。合金陽極表面氧化膜存在動態的生成與溶解的過程，保持表面氧化膜的動態平衡是合金陽極槽電壓穩定的重要因素6進行50h電解后Cu_Al合金陽極尺寸沒有發生明顯的變化，說明Cu-A丨合金有較好的耐腐蝕性能，將鉀冰晶石電解后的合金陽極去除所帶出的電解質，通過失重法測量表明腐蝕速率為22mm/a。將電解得到的原鋁進行ICP檢測A1純度為97.8%，其中雜質Cii含M：為1.2%，其余為Al20.v原料引入的Si，可見采用Cu-A丨合金作為惰性陽極可以得到較純的原鋁，Cii-Al合金是比較有希望的一類合金陽極材料。
