王景坤，国辉，张红亮，3，李劼，3

（1.中南大学冶金与环境学院，湖南长沙，410083；2.中国宏桥集团有限公司，山东邹平，256200；3.中南大学难冶有色金属资源高效利用国家工程实验室，湖南长沙，410083）

电解铝工艺是一种能耗较高的工艺，生产1 t Al 电解铝消耗电12 000~14 000 kW·h（电力成本占电解铝总成本的35%~40%）。100 多年来，电解铝所用的电解质几乎没有变化，一直以NaF-AlF3体系为主[1]。NaF-AlF3体系的初晶温度较高，一般为910~960 ℃（NaF 的物质的量与AlF3的物质的量之比为2.0~2.7），这极大地增加了电解铝的生产成本[2]。降低电解质体系的初晶温度可以有效降低能耗，因此，寻找一种具有较低初晶温度和稳定物理化学性质的新型电解质是一种较好的解决办法。KF-AlF3基电解质体系具有比NaF-AlF3体系更低的初晶温度（低于800 ℃），且对氧化铝的溶解能力较强，得到了研究者们的广泛关注[3-5]。但由于电解过程中钠的积累（电解过程中原料氧化铝带来的钠），KF-AlF3电解质体系会逐渐转变为KF-NaFAlF3电解质体系，因此，KF-NaF-AlF3熔盐体系是较适宜的低温铝电解质体系。目前，人们对KFNaF-AlF3体系的实验研究较少，现有研究主要集中在一些基本的物理化学性质如熔体的密度和液相线温度等[1-3]，对于KF-NaF-AlF3体系的离子结构研究较少。开展铝电解熔盐实验有以下难点：1）铝电解质体系的高温强腐蚀性对实验设备的损耗较大；2）熔融氟化物易挥发，难以准确测定其结构和性质；3）熔融氟化物的结构较复杂，实验研究困难。随着拉曼光谱[6]、核磁共振[7]以及计算机模拟技术的发展[8-12]，铝电解质高温熔体的研究取得了许多成果。……