刘 丹,李冬生,张旭贵,张亚楠,梁贵生,王慧瑶

(中国铝业郑州有色金属研究院有限公司,河南 郑州 450041)

铝电解工业中采用惰性阳极取代炭阳极,可以减少二氧化碳及碳氟化合物等温室气体的排放,节约优质碳,带来巨大的经济效益[1-2]。因此,很多国家对惰性阳极的研究都投入了大量的人力和财力。金属陶瓷兼具陶瓷和金属的优点(抗腐蚀、耐氧化、优良的导电性和抗热震性),被认为是最具潜力的惰性阳极材料之一[3-4]。

近年来,NiFe2O4基金属陶瓷惰性阳极受到国内外铝冶金研究领域的青睐,对其研究主要集中在抗热震性及导电性等问题上,对其抗腐蚀性能及机理研究较少[5-7]。本文在NiFe2O4基金属陶瓷惰性阳极电解的基础上研究了NiO的加入对NiFe2O4基金属陶瓷阳极电解时电化学反应过程的影响。

1 实 验

按一定配比,计算称量一定质量的NaF、KF、AlF3和工业Al2O3,配制成CR=1.4,30 mol%NaF-KF-AlF3-6 wt.%Al2O3的电解质,盛放在高纯石墨坩埚内(配制电解质时,每种试剂都要隔绝空气)。实验前,盛放在石墨坩埚内的电解质需预先在1100 K下预熔45 min,然后取出盛有预熔过电解质的石墨坩埚,放入高温井式炉中。设置一定的升温程序加热升温至1100 K后保温。试验时通入高纯氩气做保护气氛。

实验过程中使用IM6电化学工作站进行电化学测试。工作电极为金属陶瓷阳极(成分为10Cu-19Ni-11Fe-10NiO-50NiFe2O4),电极引线为铜棒,用刚玉管保护。对电极采用高纯石墨坩埚,电极引线为不锈钢棒,用刚玉管保护。参比电极为高温铝液,盛放在底部有一个1 mm左右小孔的刚玉盲管内,高温下参比电极通过此孔与高温熔盐相通,由于毛细管作用,铝液不会从小孔内留出,电极引线为钨丝,用刚玉管保护。……