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NaCl-KCl-CeCl3熔盐体系电解精炼铈的研究

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中国稀土学报 2020年第1期38卷 76-82页

作者：吴延科李鸿亚陈义武冯彦斌有研资源环境技术研究院(北京)有限公司北京101407 中核四0四有限公司甘肃兰州732850

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:Ce... 详细信息

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。

关键词：乏燃料熔盐电解精炼金属Ce

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熔盐电解精炼金属镧的研究

稀有金属 2013年第5期37卷 770-777页

作者：汪玮李宗安王志强陈德宏周林北京有色金属研究总院稀土材料国家工程研究中心有研稀土新材料股份有限公司北京100088

研究了LiF—LaF，体系下，以La—Nj合金和La金属作可溶性阳极，以Ta为阴极，熔盐电解精炼镧过程中不同工艺条件对槽电压、沉积物形貌、产物杂质含量的影响。采用扫描电镜（SEM）对电解精炼所得La沉积物形貌进行观察，采用电感耦合等离... 详细信息

研究了LiF—LaF，体系下，以La—Nj合金和La金属作可溶性阳极，以Ta为阴极，熔盐电解精炼镧过程中不同工艺条件对槽电压、沉积物形貌、产物杂质含量的影响。采用扫描电镜（SEM）对电解精炼所得La沉积物形貌进行观察，采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS），辉光放电质谱法（GD—MS），高频燃烧-红外法与惰气脉冲-红外热导法进行最终产品金属La的成分分析。结果表明：槽压与电流之间的线性关系受到接触压降、熔盐性质等因素的影响，控制较高电解温度、使用La-Ni合金代替金属La作阳极时槽压较低；沉积物均为枝晶形貌，电流密度增大导致沉积物的形貌由三维多面体转变为二维片状，电解温度升高导致颗粒几何规则性减弱，低电流密度下沉积物生长机制应为阶梯状生长；金属杂质中W，Ta可由50—100μg·g^-1降至2—3μg·g^-1，使用La阳极的实验所得精炼产物金属镧纯度为99．867％（分析77个杂质元素）。

关键词：熔盐电解精炼镧电流密度

CaCl_2-NaCl-CaO熔盐中电解精炼Si的研究

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金属学报 2012年第2期48卷 183-186页

作者：王淑兰陈晓云东北大学理学院沈阳110089

以冶金级Si和电解Cu为原料,制备了Cu-31Si(摩尔分数,%)合金.以Cu 31Si合金为阳极、Mo为阴极和参比电极,采用循环伏安和计时电位方法研究了1173 K下熔盐81CaCl_2 8.0NaCl 8.5CaO-2.5Si(摩尔分数,%)的阴极行为,讨论了熔盐中Si电解精炼过... 详细信息

以冶金级Si和电解Cu为原料,制备了Cu-31Si(摩尔分数,%)合金.以Cu 31Si合金为阳极、Mo为阴极和参比电极,采用循环伏安和计时电位方法研究了1173 K下熔盐81CaCl_2 8.0NaCl 8.5CaO-2.5Si(摩尔分数,%)的阴极行为,讨论了熔盐中Si电解精炼过程的还原步骤.用SEM,EDS和电感耦合等离子原子发射光谱仪(ICPAES)分析和表征了Si晶体的形貌和组成.电解精炼后得到了多晶Si,与冶金Si原料相比,主要杂质含量都显著降低,特别是对太阳能级Si危害较大的杂质B和P去除效果明显,分别从42×10^(-6)和25×10^(-6)降至4.5×10^(-6)和8.2×10^(-6).电解精炼过程的电流效率为84.4%.

关键词：熔盐电解精炼 Si

Na_3AlF_6-LiF体系下Al的水平电解精炼

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金属学报 2011年第6期47卷 727-734页

作者：贾明田忠良赖延清刘芳洋李劼刘业翔中南大学冶金科学与工程学院长沙410083

在纯氟化物电解质体系下,以原Al为阳极,利用杂质与Al析出电位的差别,采用水平电解槽进行了Al的电解精炼提纯研究.结果表明:水平电解槽导致的电流密度分布不均没有对精炼过程造成不利影响,电解过程槽电压平稳;预电解对电解质净化效果明显... 详细信息

在纯氟化物电解质体系下,以原Al为阳极,利用杂质与Al析出电位的差别,采用水平电解槽进行了Al的电解精炼提纯研究.结果表明:水平电解槽导致的电流密度分布不均没有对精炼过程造成不利影响,电解过程槽电压平稳;预电解对电解质净化效果明显,预电解后电解质中Cu,Si和P的含量分别降低到3.2×10^(-6),14×10^(-6)和1.5×10^(-6).与三层液精炼Al相比,水平精炼阴极Al是沉底的,受上层电解质保护从而减少了烧损,电流效率最高达98.6%.最后得到的精炼Al与原Al相比,Fe,Si,Zn和Cu等杂质的含量明显降低,特别是Cu含量由14.5×10^(-6)减少到0.9×10^(-6),精Al纯度达到99.99%.

关键词： Al 纯度电解质电解精炼电流效率

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电解精炼制备高纯铟的电化学行为研究

矿产综合利用 2020年第3期41卷 174-179页

作者：陈丽诗伍美珍雷云卢兴伟云南锡业集团(控股)有限责任公司研发中心云南昆明650000

考察了铟电解精炼中铟离子浓度以及氯化钠浓度对铟电解的电化学行为影响,并运用X射线衍射(XRD)、X射线能谱仪(EDS)分析了阳极异常产物。结果表明,当铟离子浓度为70 ~80 g/L、NaCl浓度为100 g/L、电解液pH值为2~2.5、电流密度为55 A/m2时... 详细信息

考察了铟电解精炼中铟离子浓度以及氯化钠浓度对铟电解的电化学行为影响,并运用X射线衍射(XRD)、X射线能谱仪(EDS)分析了阳极异常产物。结果表明,当铟离子浓度为70 ~80 g/L、NaCl浓度为100 g/L、电解液pH值为2~2.5、电流密度为55 A/m2时,经辉光放电质谱(GD-MS)检测分析得铟的主含量达到99.9997%以上,各杂质均达到5N高纯铟YS/T 264-2012的标准。当铟离子浓度大于100 g/L时,阳极铟在溶解时有少量以In+的形式进入溶液,在阳极板上发生歧化反应生成黑色海绵铟;同时阳极板上析出的白色物质主要为InOHSO4 (H2O)2,由于In3+浓度过高水解沉淀析出,使电解液条件恶化阴极产品质量不达标。

关键词：高纯铟电解精炼异常行为电化学行为

LiF对LiCl-KCl熔盐中电解精炼钆的影响

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原子能科学技术 2017年第2期51卷 209-217页

作者：贾艳虹何辉林如山中国原子能科学研究院放射化学研究所北京102413

研究了LiF加入LiCl-KCl熔盐对钆电化学及络合行为的影响,发现LiF加入LiCl-KCl熔盐后,钆、铽的还原电位差由原来的6mV变为67mV。利用电化学方法和光谱方法研究了熔盐中钆离子和铽离子的配位结构,发现LiCl-KCl-GdCl_3(5mol%)/TbCl_3(5mol%... 详细信息

研究了LiF加入LiCl-KCl熔盐对钆电化学及络合行为的影响,发现LiF加入LiCl-KCl熔盐后,钆、铽的还原电位差由原来的6mV变为67mV。利用电化学方法和光谱方法研究了熔盐中钆离子和铽离子的配位结构,发现LiCl-KCl-GdCl_3(5mol%)/TbCl_3(5mol%)熔盐中存在[GdCl_6]^(3-)、[TbCl_6]^(3-)的正八面体结构;考察了LiF加入LiCl-KCl熔盐对钆、铽离子结构的影响,在LiCl-KCl-GdCl_3/TbCl_3中加入LiF后,钆离子和铽离子配位结构均为络合了3个F^-和3个Cl^-的八面体结构[GdF_3Cl_3]^(3-)和[TbF_3Cl_3]^(3-),计算得到两种八面体结构的相对累积稳定常数分别为10.98和6.38。以此为理论基础,进行了LiF对LiCl-KCl熔盐中钆电解精炼的影响研究,发现将LiF加入LiCl-KCl熔盐后进行钆电解精炼时,能以更高的去污系数分离钆。

关键词：络合剂熔盐钆电解精炼

高浓度Bi^(3+)离子对Cu电解精炼中阴极过程的影响

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金属学报 2000年第9期36卷 966-969页

作者：鲁道荣何建波李学良林建新合肥工业大学化工学院合肥230009

采用线性电位扫描法、循环伏安法、电导测定及ＸＲＤ，ＸＰＳ法等研究了高浓度Ｂｉ３＋离子存在于酸性ＣｕＳＯ４电解液中对Ｃｕ电解精炼阴极过程的影响．研究表明：Ｂｉ３＋离子的存在减小了电解液的电导率，降低了阴极Ｃｕ沉积反应的... 详细信息

采用线性电位扫描法、循环伏安法、电导测定及ＸＲＤ，ＸＰＳ法等研究了高浓度Ｂｉ３＋离子存在于酸性ＣｕＳＯ４电解液中对Ｃｕ电解精炼阴极过程的影响．研究表明：Ｂｉ３＋离子的存在减小了电解液的电导率，降低了阴极Ｃｕ沉积反应的交换电流密度、极限电流密度和峰电流密度，对Ｃｕ沉积反应起极化作用、在通常电流密度２００Ａ·ｍ－２下电解，Ｂｉ不会在阴极沉积，但促使Ｃｕ沉积的晶面２２０择优取向更加突出．在高电流密度１０００Ａ·ｍ－２下电解，Ｂｉ以Ｂｉ２Ｏ３形式存在于沉积层中，Ｃｕ沉积的晶面择优取向为１１１．

关键词：电解精炼阴极过程高浓度铋离子炼铜

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三层液电解精炼提纯冶金级硅研究

太阳能学报 2010年第8期31卷 1068-1072页

作者：李劼闫剑锋赖延清田忠良贾明伊继光中南大学冶金科学与工程学院长沙410083

在氟化物熔盐电解质体系下,把Cu与冶金级多晶硅熔配成合金作为阳极硅源,利用杂质与硅析出电位的差别,通过控制电解工艺条件和参数,对冶金硅进行了电解精炼提纯研究。结果表明:电解过程平稳,且电流效率保持95%以上;阴极电沉积硅呈颗粒状... 详细信息

在氟化物熔盐电解质体系下,把Cu与冶金级多晶硅熔配成合金作为阳极硅源,利用杂质与硅析出电位的差别,通过控制电解工艺条件和参数,对冶金硅进行了电解精炼提纯研究。结果表明:电解过程平稳,且电流效率保持95%以上;阴极电沉积硅呈颗粒状,尺寸约为100μm;随着电解时间的延长,分散的硅的颗粒有聚集成大尺寸硅球的趋势。ICP-AES分析表明,最后得到的产物硅与冶金级硅相比,硼含量由12.7mg/kg降低到2.4mg/kg,磷含量由98.6mg/kg减少到4.3mg/kg。

关键词：多晶硅熔盐电解精炼电流效率定向凝固

杂质Zn,Fe和Cu对BMIC-AlCl_3离子液体电解精炼铝的影响

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过程工程学报 2012年第2期12卷 247-252页

作者：裴启飞华一新李艳龚凯汪瑞饶帅李丕强昆明理工大学冶金与能源工程学院云南昆明650093

研究了摩尔比为1:2的BMIC-AlCl3离子液体中杂质元素Zn,Fe和Cu对电解精炼铝的影响.结果表明,离子液体中Zn(II)/Zn,Fe(II)/Fe和Cu(I)/Cu相对于Al(III)/Al的平衡电极电势分别为0.21,0.63和0.64V,比其标准电极电势相对值小得多;在温度80℃... 详细信息

研究了摩尔比为1:2的BMIC-AlCl3离子液体中杂质元素Zn,Fe和Cu对电解精炼铝的影响.结果表明,离子液体中Zn(II)/Zn,Fe(II)/Fe和Cu(I)/Cu相对于Al(III)/Al的平衡电极电势分别为0.21,0.63和0.64V,比其标准电极电势相对值小得多;在温度80℃和电流密度100A/m2条件下进行电解精炼,铝合金阳极中的绝大部分Zn,Fe和Cu杂质被去除,阴极铝沉积层中杂质含量随阳极杂质含量增加而升高,但杂质的贫化率降低,电流效率均超过94%,能耗为1.59～1.74kW·h/kg;电解精炼铝含量为75.3%(ω)工业铝合金得到了纯度超过99.8%的金属铝,且沉积层致密平整.

关键词：离子液体铝电解精炼杂质