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硫化鋁存在于堿性或堿土金屬、氟化物或氯化物的電解液中。鋁工業A.-G.建議用硫化鋁代替鋁鈉硫化物。在20世紀30年代,德國和俄羅斯的科學家開始重新研究鋁硫化物電解。這些調查人員對Al2S3進行了電解。
在冰晶石與NaCl的混合物中,獲得的最大電流效率約為55%。1976年,日本輕金屬冶煉廠協會對Pr進行了基礎研究。從硫化鋁電解生產鋁。據信,他們的努力后來中斷了,因為他們在電解過程中遇到了一些問題。作者在1023 K的MgCI 2-NaCl-Kcl共晶(50-30-20工具%)中對A12Sa的SIS進行了研究。結果表明,在共晶中溶解的Al2S3可被電解刺激。 鋁在陰極熔化,硫在陽極。雖然可以獲得合理的電流效率,但電解必須在限制陰極電流密度以下進行。 防止鎂的共沉積。這種極限電流密度很低(~300 mA cm-2),可能太低,沒有實際價值。 含有AlCl3的ELT;這樣的熔體增加了Al2S3的溶解度,從而允許更高的電流密度。本文介紹了在MgCl2-NAC中電解Al2S3的結果。 報道了含AlCl3的1-KCl共晶材料。
A12S3的電解是在MgCI 2-NaCl-Kcl共晶熔體在1023 K和以前曾報告過結果。這,這個,那,那個選擇共晶作為兩種電解質。理由:(A)熱力學考慮表明MgCl2可能有助于溶解A12Sa從反應來看,MgCl2(SOH)Al2Sa(S)=2AlSCl(Soln)MGS(S),(B)預計MgCl2將增加鋁沉積效率如鋁所示氯化物電解。電解結果在1023 K時使用以共晶為溶劑,溶解了Al:S3。可以被電解給熔化的鋁和元素硫。當前的效率恒流電解增加電流密度并達到電流密度約為200 mA時約80%共晶中含有2wt%At2S3的共晶中的cm-2。
它發現每一次AI2Sa濃度,電解必須在下面進行極限陰極電流密度在薩蒂爾-Al2S3在熔鹽中的溶解度(1.34wt%S),極限陰極電流密度大約是300 mAcm-2。另外,對于批處理操作,限制電流密度將隨著AI:熔體中的S3含量在電解過程中耗盡-對流層。低極限陰極電流密度將鋁產量限制在低水平。這個級別可能太低,無法實用價值。目前的鋁工藝采用了大量的鋁工藝。較高的電流密度。電流密度范圍從0.7到1.2ACM-2在霍爾-H6細胞內ASP細胞內的面積為0.8至2.3英畝-2英畝。
從電的電壓/電流曲線來看-Al~S3在共晶[13]中的溶解低鋁離子(含種)濃度是最主要的陰極電流密度限制的原因。有兩種可能的方法來修改這個過程。以便能夠操作電解槽在較高的電流密度下(第三種方法是用機械提高傳質速率方法;但是,這很難在因此,在熔鹽電解中很少使用實踐-)。這兩種方法是:(A)使用電子設備-含有常見鋁離子的天然堿,或(B)使用A12S3濃度較高的電解液-賓利。已發現AlCl3可用于這兩種降低電流密度的方法問題。AlCl3在熔體中的存在只提供普通的鋁離子,而且通過反應提高了Al2S3的溶解度。Al2S3在重量%硫中的溶解度在包含熔體的AlCl3中,詳見表1。
從表1可以看出,AlCl3增加了Al2S3在熔鹽混合物中的溶解度。因此,在AlCl3中電解Al2S3的電池-MgCI 2-NaCl-KCl熔體可在較高的溫度下工作。如本文后面所示的電流密度。它也發現AlCl3的存在共晶對陽極氧化沒有影響。含硫化物離子(或含硫化物離子))。圖1顯示了典型的體積圖Al2S3在MgCI 2-NaCl-KCl共晶中的作用沒有AlCl3。
從圖中可以看出,加入1wt%的A1C13,無峰值電流。觀察到的鋁沉積,這是預期是因為大量的A1C13是現在時。機械試驗[18]圖中的伏安圖。移民局確認了奧西-硫化物離子的兩步反應發生在與MgClz-NaC1-Kc1共晶的情況一樣,也就是說,氧化涉及到雙電子的dis-硫化物離子的電荷,然后是二聚體-硫原子的化,這是非常快和向2[19]美元的方向遷移了許多人。
[1]The electrolysis of AI2S 3 in AICI3-MgCle-NaCI-KCI melts N. Q. MINH, R. O. LOUTFY*, N. P. YAOChemical Engineering Division, Argonne National Laboratory, Argonne, Illinois 60439 Received 26 January 198