NaCl-KCl-CeCl3熔盐体系电解精炼铈的研究

用Ce作为模拟金属,开展了NaCl-KCl-CeCl3熔盐体系电解精炼提纯金属Ce的研究,为乏燃料干法后处理提纯U, Pu等金属提供了研究基础。研究了CeCl3浓度、电解温度和阴极电流密度对电解精炼Ce的收率和电流效率的影响,得到优化的工艺条件为:CeCl3浓度为20%~25%,电解精炼温度为900~950℃,阴极电流密度为0.35~0.45 A·cm^-2,得到了成型致密的金属铈锭,产品的收率大于70%。杂质元素Al, Fe, Cu, Cr,Mn的含量均有大幅度的下降,尤其是Fe的去除效果明显从1300×10^-6降低为200×10^-6。     

熔盐电解制取镧铜中间合金的研究

研究了铜电极在NaCl-KCl-LaCl_3熔体中的电化学行为,获知La~(3+)在铜电极上的还原过程是首先生成镧铜合金,然后才析出纯金属镧。对用自耗阴极法制取镧铜合金的工艺条件进行了探讨。电解制取了含镧高达90wt％的镧铜合金,其组成为LaCu_2和镧,电流效率可达85％,镧的回收率接近90％。     

熔盐电解制取钕-铝母合金的研究

在含30%(重量)氯化钕的等摩尔氯化钾-氯化钠熔体中,以下沉液态铝为阴极,首次在700℃下系统地进行了熔盐电解制取钕-铝母合金的研究。采用纯氯化物溶体时,最佳电流效率可达79%。     

熔盐电解制取钕-铝母合金的研究

在含30wt％ NdCl_3 的等摩尔KCl、NaCl熔体中,以下沉液态铝为阴极在700℃下系统地进行了熔盐电解制取钕—铝母合金的研究。采用纯氯化物熔体时,最佳电流效率仅达79％,因为该熔体在电解过程中造渣多,阴极上易生成枝状沉积物。机械搅拌能破坏枝状物的生长使电效提高到91％。针对造渣问题向氯化物熔体添加氟化物,以改善熔体性能提高铝热还原能力,在敞开式电解槽中勿需搅拌便能制得钕—铝母合金。研究了氟化物对熔体相变点和钕离子在铝阴极上析出电位的影响,阐明了氟化物的消渣作用。     

氯化稀土熔盐电解的热力学分析

氯化稀土熔盐电解过程中的二次反应和付反应是降低电流效率、降低稀土收率的重要原因之一。本文从热力学角度对稀土金属与O_2、H_2O、CO_2、C(石墨)的反应,氯优稀土与O_2、H_2O的反应,稀土金属与氯化稀土的氧化还原反应,难熔稀土化合物的氯化反应等六十个化学反应进行了热力学计算和分析,并对如何避免有害反应的发生提出了改进措施与建议。     

氯化钕熔盐电解的阴极过程

本文用循环伏安和计时电位法,在与金属钕处于平衡的KC1-NaCl-NdC1_3熔体中,研究钕离子在铂阴极上的电极过程。结果表明,在该体系中其阴极还原过程为二价钕离子直接放电还原为金属钕,Nd~(2+)+2e→Nd。电极反应为可逆的并受扩散控制,钕的析出电位在本实验条件下约为-3.2V(氯标)。     

氟化物熔盐体系稀土钕电解槽出炉过程数值模拟

以8 kA稀土电解槽的出炉装置为研究对象,根据实际生产中稀土电解出金属情况,建立模型进行数值模拟,分析得出抽吸管内流体的流动特性:金属液能够从两边缝隙以较快流速流过挡块,在挡块上方形成对称的涡流,随着金属液和电解质液不断进入管道,大量金属液集中停留在挡块上方,少量金属液和气体以气泡和絮状掺杂在上方电解质液中,达到稳定后电解质不再进入吸管;对比装置中吸管入口处锥形挡块和圆柱挡块吸取金属液过程流场的变化,得出使用锥形挡块进行稀土金属出炉时,挡块上方形成的涡流更小,金属液分布更集中;分析不同直径的锥形挡块对流场的影响,得出挡块直径与电解槽接收器内径比为19/70时金属液流动更均匀。     

电解CeO_2氟化物熔盐体系的研究

将不同配比的Ce F3,Li F和Ce O2混合物料放入马弗炉中进行高温熔融,然后急冷、研磨处理。采用X射线衍射(XRD)、TG-DSC对所得样品的组分、初晶温度、挥发损失进行分析和表征。结果表明:Li F的添加使Ce F3的晶格产生畸变,与此同时有少量新的物质生成;在实验中所选的最佳二元体系Ce F3,Li F物料质量配比为1#(85.5∶14.5),该样品可溶解5%的Ce O2,同时初晶温度最低为910℃,为氟化物熔盐体系Ce O2电解提供参考。     

MgCl2-KCl-NaCl-CaCl2熔盐电解镁机理

在725℃温度下,对MgCl2-KCl-NaCl-CaCl2熔盐体系进行电解.研究结果表明,镁电解过程中阴极过电压ηc只有12～51 mV,电解过程的过电压主要是由阳极引起的;阴极还原过程的极限扩散电流密度id为1.56 A/cm2;镁离子阴极放电反应的电子转移数为1.98;2个电子转移步骤之前存在着前置转化步骤MgCl+ Mg2++C1-.应用循环伏安法对4种不同配比下的镁离子行为进行的研究结果表明,CaCl2质量分数从10%增加到40%,维持MgCl2质量分数为10%以及NaCl与KCl的质量比为6: 1不变,随着CaCl2质量分数的增加,镁离子结合成不易移动的络合阴离子,镁离子迁移的电流分数减小,镁离子的析出电位从-1.595 V逐渐负移至与钙、钠共同沉积,阴极峰值电流Ipc值逐渐增大,阳极峰值电位与阴极峰值电位之差的绝对值|φpa-φpc|逐渐增大,阴极放电反应的可逆性逐渐降低.     

熔盐电解制备Ga—Nd合金的研究

Ga-Nd合金对磁性材料及半导体材料的研制是非常有用的。本文详细地研究了采用低熔点的镓作为阴极,从KCl-NdCl_3熔盐中电解制备廉价Ga-Nd合金的工艺条件。 本研究采用KCl-NdCl_3熔盐体系进行电解。KCl为分析纯。NdCl_3由Nd_2O_3(>99.99％)加过量NH_4Cl混合后,在大瓷蒸发皿中于350℃进行搅拌反应,直至产物完全溶于水。用滴定法确定原料中NdCl_3的含量。以金属镓作阴极(纯度为99.99wt％),阴     

ZnCl2熔盐的分子动力学模拟

近年来，若干作者根据几种粒子间函数，对ZnCl2熔盐结构做过分子动力学模拟［1－3］其出的Zn－Cl和Cl－Cl离子间的偏径向分布函数与中子衍射实测值符合较好，但Zn－Zn离子间距以及Zn－Zn间配位数计算值多偏高．鉴于Busing势函数在多价卤化物馆盐的分子动力学计算中应用效果较好[4],我们试用Busing势函数为基础对ZnCl2熔盐结构和能量做分子动力学计算．1研究方法计算所用粒子势为Busing势函数此处，Zi为离子的电行数（ZZn。＋＝2，Zcl－＝1），几；是离子有效半径，人为＊离子的“硬度”参数·据文献问，f二0．005071，尸zn。十二0．…     

操作条件对熔盐萃取槽内两相流动特性的影响研究

本文针对乏燃料干法后处理熔盐萃取槽开展了高温LiCl-KCl熔盐和金属镉的液-液两相搅拌流动数值模拟研究。基于FLUENT中的κ-ωSST模型,采用四叶锚式搅拌桨对比了搅拌桨转速(6种条件)和两相入口速度(各5种条件)对搅拌混合和两相分离的影响,同时考察了其功率消耗。结果表明,在本研究范围内(搅拌转速50rpm～175rpm,两相入口流速0.1m·s^-1～1.5 m·s^-1),搅拌转速越大萃取槽内两相混合越充分,125rpm～150rpm为推荐转速值;熔盐入口流速越大萃取槽内两相混合和分离越差,在0.25 m·s^-1～0.5 m·s^-1之间效果较好;金属镉入口流速在0.5 m·s^-1时两相混合和分离较理想。本文可为熔盐萃取槽的设计和操作条件的改进提供参考。     

熔盐电解合成希土六硼化物的研究——REBO_3、LiBO_2和LiF体系熔盐电解合成RER_6

本文在800℃和空气中电解REBO_3-LiBO_2-LiF(?)盐体系合成了单相的REB_6.石墨川埚兼作容器和阳极.耐火金属棒如Cu和Mo等被悬吊在电解质中作为阴极.根据似二元体系LiBO_2-LiF和LiBO_2-LaBO_3的低熔点组成以La_2O_3、B_2O_3、Li_2CO_3和LiF为原料找到了具有较低熔点的熔盐体系.根据X射线粉末衍射,该熔体是由REBO_3、LiBO_2和LiF三个物相组成.     

下沉阴极熔盐电解法制取富钇稀土-镁合金

本文借助透明石英电解槽研究了液态阴极在电解过程中的运动特征,提出了以富钇氯化稀土为原料和下沉的镁合金为阴极,在KCl-NaCl-RE(Y)Cl_3熔体中,于750℃下电解制取富钇稀土-镁合金的方法,研究了电解工艺条件。     

电场对含铈铝合金的改性作用及其机制

研究了含铈铝合金在外电场作用下的性能及组织特征变化,探讨了电场作用的电子学机制。电场作用提高了合金的塑性,而合金的强度基本不变,并改变了合金的断裂特征,以及促进合金析出相的弥散,电子密度状态的改变使得合金的组织和性能发生变化。     

YCl3熔盐的分子动力学模拟研究

用Ｂｕｓｉｎｇ离子间势对ＹＣｌ３熔盐作分子动力学计算机模拟，得到的偏径向分布函数与中子衍射实验测量结果大致符合。Ｃｌ－Ｙ－Ｃｌ的角度分布表明熔体中存在ＹＣｌ＾３＋５类似正八面体结构或其“碎片”。     

熔盐电解制备CaB6晶体粉末及电极过程分析

研究采用CaCl2-NaCl混合熔盐电解制备CaB6晶体粉末的合成工艺,确定了电解反应的温度、电解电压、电解时间,对电流效率做了初步估算．同时,对电解生成的终产物的相组成、晶粒尺寸与形貌进行了X射线衍射、扫描电镜及能谱分析．实验结果表明,混合熔盐体系制备CaB6粉末的基本工艺条件是：氩气保护,电解槽电压2．8V,温度800℃下电解18h,所合成的CaB6粉末粒径范围为1～10μm,晶粒为规则的长方体．采用循环伏安法对电解阴极过程进行了定性分析．     

较低温度下熔盐电解RE-Al合金的物化性质研究

本文对RE-Al合金体系相图的富铝部分以及混合轻稀土氯化物与等摩尔氯化钾、氯化钠所组成的熔盐混合物的物化性质与电化学性质进行了研究。     

石墨－AlCl_3的熔盐电解合成及电化学性能

石墨－ＡｌＣｌ_３的熔盐电解合成及电化学性能房艳，康永峰，葛芹，余世英（中国科学院青海盐湖研究所，西宁８１０００８）关键词：石墨插入化合物，电解合成，阴极材料自六十年代以来，随着石里扬人化合物（ＧＩＣ）材料在超导体、催化剂、高能量密度电池和有机反应试?..     

钙熔盐电解石墨阳极破损机理及防护研究

通过扫描电镜和电子探针分析钙熔盐电解中破损石墨阳极的结构和杂质,探索了其破损机理,认为主要是由于孔隙存在导致氧化和孔隙吸附电解质,电解质因水解、脱水等过程使其周围的石墨阳极颗粒受应力不平衡而发生破损.通过实验研制出适合于钙熔盐电解过程用的石墨阳极具有抗氧化性能的涂层,并对涂层进行了XRD,SEM分析和氧化失重实验.实验表明该涂层在680～750℃下成硼玻璃态,能渗透到石墨阳极孔隙中,涂层表面致密无裂纹且附着力强,因而具有较好的抗氧化能力.该涂层是一种适合钙熔盐电解的、性能优良的石墨阳极涂层.