杨少华，赖晓晖，王 君，王浩然



LiF-MgF2-BaF2-KCl熔盐Mg2+在钨电极上的电化学还原机理

杨少华，赖晓晖，王 君，王浩然

(江西理工大学冶金与化学工程学院，赣州 341000)

采用循环伏安法、计时电流法、计时电位法研究以MgO为原料、LiF-MgF2-BaF2-KCl为电解质体系、温度为1173 K时镁离子在钨电极上的电化学还原过程。结果表明：镁离子在钨电极上的电化学还原是一步转移两个电子的过程，电极反应为Mg2++2e→Mg；镁在钨电极析出过程中出现成核极化现象，析出过程是受扩散控制的不可逆反应；1173 K时，Mg2+在熔盐中的扩散系数为1.28×10−5 cm2/s。

氧化镁；熔盐；电化学还原；扩散控制

金属镁的生产主要有热还原法和氯化镁电解 法[1]。热还原法能耗大、热效率低、环境污染严重[2−4]；氯化镁电解法生产流程复杂，氯化镁脱水工艺较难控制，无水氯化镁的生产成本几乎占镁电解生产成本的一半[5−6]。多年来，国内外学者试图以廉价的氧化镁为原料，直接用于电解生产金属镁[7−10]，由于氧化镁在熔盐中的溶解度比较小，电解过程中频繁发生阳极效应，电流效率不高等原因，使氧化镁电解法制备金属镁的工艺并没有太大的突破[10−11]。

镁离子在阴极析出的电化学还原过程直接影响到镁熔盐电解过程中的电流效率、生产能耗等主要经济技术指标，因此，对镁电解阴极过程的研究显得尤为重要。刘江宁等[12]研究温度973 K的NaCl-KCl- MgCl2熔盐中镁在铂电极上的阴极行为，认为镁先与Pt电极形成合金，然后才以纯镁的形式析出，镁析出过程是包含两个电子的受扩散过程控制的准可逆反应；……