鋁電解原理與應(yīng)用

     目錄
   前言
   第1章 鋁冶金的歷史與發(fā)展
    1.1 鋁冶金的歷史
    1.2 現(xiàn)代鋁工業(yè)
    1.3 鋁電解槽的發(fā)展
    1.4 鋁電解的生產(chǎn)過(guò)程
    1.5 鋁電解理論的進(jìn)展
    參考文獻(xiàn)
   第2章 鋁的性質(zhì)和用途
    2.1 鋁的物理性質(zhì)
    2.2 鋁的化學(xué)性質(zhì)
    2.3 鋁合金
    參考文獻(xiàn)
   第3章 鋁電解質(zhì)體系
    3.1 NaF－AlF3二元系
    3.2 Na3AlF6－Al2O3二元系
    3.3 Na3AlF6－AlF3－Al2O3三元系
    3.4 相律的應(yīng)用
    3.5 工業(yè)電解質(zhì)中添加劑的應(yīng)用
    3.5.1 氟化鈣（CaF2）
    3.5.2 氟化鎂（MgF2）
    3.5.3 氟化鋰（LiF）
    3.5.4 氯化鈉（NaCl）
    3.5.5 添加劑的綜合作用
    3.5.6 各種添加劑對(duì)冰晶石熔液初晶點(diǎn)的影響比較
    3.6 工業(yè)鋁電解質(zhì)的發(fā)展趨勢(shì)
    參考文獻(xiàn)
   第4章 冰晶石—氧化鋁熔液的物理化學(xué)性質(zhì)
    4.1 密度
    4.1.1 NaF—AlF 系密度
    4.1.2 Na3AlF6—Al2O）3系密度
    4.1.3 添加劑對(duì)電解質(zhì)密度的影響
    4.2 電導(dǎo)率
    4.2.1 概述
    4.2.2 NaF—AlF 系電導(dǎo)率
    4.2.3 Na3AlF6－Al2O3系電導(dǎo)率
    4.2.4 添加劑對(duì)電解質(zhì)熔液電導(dǎo)率的影響
    4.2.5 炭粒和氧化鋁沉淀對(duì)電解質(zhì)電導(dǎo)率的影響
    4.3 遷移數(shù)
    4.3.1 概述
    4.3.2 NaF熔液中的離子遷移數(shù)
    4.3.3 Na3AlF6—Al2O3熔液中的離子遷移數(shù)
    4.4 蒸氣壓
    4.4.1 NaF一AlF 系蒸氣壓
    4.4.2 Na3AlF6—八l2O3系蒸氣壓
    4.4.3 NaF—AlF；—Al系蒸氣壓
    4.4.4 添加劑對(duì)電解質(zhì)蒸氣壓的影響
    4.5 粘度
    4.6 鋁電解質(zhì)的水解反應(yīng)
    4.7 工業(yè)鋁電解質(zhì)
    參考文獻(xiàn)
   第5章 鋁電解質(zhì)的酸堿度
    5.1 鋁電解質(zhì)酸堿度的表示方式及其相互關(guān)系
    5.2 工業(yè)鋁電解質(zhì)酸堿度的演變史
    5.2.1 原始的低摩爾比電解質(zhì)
    5.2.2 弱堿性至中性電解質(zhì)
    5.2.3 弱酸性至酸性電解質(zhì)
    5.2.4 強(qiáng)酸性電解質(zhì)
    5.2.5 今后發(fā)展趨勢(shì)
    5.3 工業(yè)鋁電解質(zhì)中的物相
    5.4 工業(yè)鋁電解質(zhì)酸堿度的測(cè)定方法
    5.4.1 概述
    5.4.2 熱滴定法
    5.4.3 氟離子選擇電極法
    5.4.4 電導(dǎo)法
    5.4.5 X射線分析法（XRF法）
    5.4.6 觀察法
    5.5 鋁電解質(zhì)摩爾比的調(diào)整計(jì)算
    參考文獻(xiàn)
   第6章 冰晶石熔液中氧化鋁的溶解
    6.1 氧化鋁的溶解熱力學(xué)
    6.1.1 a－Al2O3的熱焓
    6.1.2 a－Al2O在冰晶石熔液中的溶解熱烙
    6.1.3 添加劑對(duì)a－Al2O3溶解熱焓的影響
    6.1.4 熔液中Al的影響
    6.1.5 γ－Al，O轉(zhuǎn)變?yōu)閍－Al，O 的相變熱
    6.2 氧化鋁的溶解反應(yīng)
    6.3 氧化鋁的溶解動(dòng)力學(xué)
    6.3.1 溫度對(duì)氧化鋁溶解速度的影響
    6.3.2 添加劑對(duì)氧化鋁溶解速度的影響
    6.4 工業(yè)電解槽中氧化鋁的溶解
    6.5 氧化鋁濃度的檢測(cè)方法
    6.6 氧化鋁溶解對(duì)電解質(zhì)溫度的影響
    6.7 氧化鋁在冰晶石熔液中的溶解行為
    6.7.1 氧化鋁的溶解行為
    6.7.2 氧化鋁在冰晶石熔液中的膠體狀態(tài)
    參考文獻(xiàn)
   第7章 冰晶石—氧化鋁熔液的離子結(jié)構(gòu)和電解機(jī)理
    7.1 冰晶石晶體的結(jié)構(gòu)
    7.2 冰晶石的熱分解反應(yīng)
    7.3 NaF—AlF3二元系的熱分解率
    7.4 冰晶石的真熔點(diǎn)
    7.5 冰晶石—氧化鋁熔液的離子結(jié)構(gòu)
    7.5.1 熱力學(xué)方法
    7.5.2 拉曼光譜法
    7.5.3 冰晶石—氧化鋁熔液中離子質(zhì)點(diǎn)
    總括表
    7.6 鋁電解機(jī)理
    7.6.1 陰極反應(yīng)
    7.6.2 陽(yáng)極反應(yīng)
    7.6.3 炭陽(yáng)極消耗量
    7.6.4 陽(yáng)極氣體組成
    7.6.5 陽(yáng)極過(guò)程的步驟
    7.6.6 鋁電解的總反應(yīng)
    7.7 電泳與電滲
    參考文獻(xiàn)
   第8章 鋁電解中的陽(yáng)極過(guò)電壓和陽(yáng)極效應(yīng)
    8.1 鋁電解中的陽(yáng)極過(guò)電壓
    8.2 鋁電解中的陽(yáng)極效應(yīng)
    8.2.1 概述
    8.2.2 臨界電流密度
    8.2.3 陽(yáng)極效應(yīng)時(shí)的氣體組成
    8.3 陽(yáng)極效應(yīng)發(fā)生機(jī)理學(xué)說(shuō)
    8.3.1 濕潤(rùn)性學(xué)說(shuō)
    8.3.2 氟離子放電學(xué)說(shuō)
    8.3.3 靜電引力學(xué)說(shuō)
    8.4對(duì)陽(yáng)極效應(yīng)的新觀測(cè)
    8.4.1 在微型電解槽上觀測(cè)陽(yáng)極效應(yīng)
    8.4.2 在透明電解槽上觀測(cè)陽(yáng)極效應(yīng)
    8.4.3 在惰性陽(yáng)極材料上觀測(cè)陽(yáng)極效應(yīng)
    8.4.4 用慢掃描示波技術(shù)觀測(cè)陽(yáng)極效應(yīng)
    8.5 工業(yè)電解槽上發(fā)生陽(yáng)極效應(yīng)的三個(gè)步驟
    8.6 水溶液電解中的陽(yáng)極效應(yīng)
    8.7 對(duì)陽(yáng)極效應(yīng)發(fā)生機(jī)理的新認(rèn)識(shí)
    8.7.1 提高電流密度而發(fā)生的陽(yáng)極效應(yīng)
    8.7.2 減小氧化鋁濃度而發(fā)生的陽(yáng)極效應(yīng)
    8.7.3 “效應(yīng)”綜合評(píng)論
    參考文獻(xiàn)
   第9章 炭陰極上析出鈉和生成碳化鋁
    9.1 析出鈉
    9.1.1 化學(xué)反應(yīng)置換鈉
    9.1.2 電化學(xué)反應(yīng)析出鈉
    9.2 生成碳化鋁
    9.2.1 生成碳化鋁的反應(yīng)熱力學(xué)
    9.2.2 電解質(zhì)內(nèi)生成碳化鋁
    9.2.3 鋁液中生成碳化鋁
    9.2.4 炭陰極上生成碳化鋁
    9.3 生成碳鈉化合物
    9.4 生成氰化物
    9.4.1 概述
    9.4.2 怎樣抑制氰化物的生成
    參考文獻(xiàn)
   第10章 鋁在冰晶石熔液中的溶解現(xiàn)象和再氧化反應(yīng)
    10.1 鋁的溶解現(xiàn)象
    10.2 鋁的溶解本性
    10.3 金屬霧的特征
    10.4 金屬霧的結(jié)構(gòu)
    10.5 金屬霧顏色的詮釋
    10.6 鋁的電化學(xué)溶解與陰極保護(hù)
    10.7 鋁在冰晶石熔液中的溶解度
    10.8 工業(yè)鋁電解槽中鋁的溶解損失與律速步驟
    參考文獻(xiàn)
    附 彩色圖片注解
   第11章 鋁電解的電流效率
    11.1 鋁的電化學(xué)當(dāng)量
    11.2 電流效率降低的原因
    11.2.1 高價(jià)—低價(jià)離子循環(huán)轉(zhuǎn)換
    11.2.2 水電解
    11.2.3 電解質(zhì)中雜質(zhì)的影響
    11.2.4 冰晶石—氧化鋁熔液中的電子導(dǎo)電
    11.3 電解參數(shù)對(duì)電流效率的影響
    11.3.1 電流密度
    11.3.2 溫度
    11.3.3 極間距離
    11.3.4 氧化鋁濃度
    11.3.5 添加劑
    11.4 電解質(zhì)的流體力學(xué)對(duì)電流效率的影響
    11.5 電流效率的數(shù)學(xué)關(guān)系式
    11.6 電流效率的測(cè)定方法
    11.6.1 盤(pán)存法
    11.6.2 回歸法
    11.6.3 氣體分析法
    11.7 提高電流效率的預(yù)測(cè)
    11.8 鋁在其他融鹽中的電流效率
    11.8.1 概述
    11.8.2 氯化鈉一氯化鋁電解
    參考文獻(xiàn)
   第12章 鋁電解中的能量平衡
    12.1 氧化鋁的分解電壓
    12.1.1 在惰性陽(yáng)極上的分解電壓
    12.1.2 在活性陽(yáng)極上的分解電壓
    12.1.3 考慮活度時(shí)的分解電壓
    12.2 鋁電解質(zhì)其他組分的分解電壓
    12.3 理論電耗率
    12.4 鋁電解槽的電壓分配
    12.5 鋁電解槽的能量平衡
    12.6 節(jié)省電能的潛力
    12.6.1 提高電流效率
    12.6.2 降低平均電壓
    12.7 節(jié)省電能的展望
    12.7.1 惰性陰極電解槽
    12.7.2 惰性陽(yáng)極電解槽
    12.7.3 多室氧化鋁電解槽
    12.8 低溫鋁電解
    12.8.1 概述
    12.8.2 低溫電解與節(jié)能的關(guān)系
    12.8.3 低溫電解質(zhì)
    12.8.4 低溫鋁電解的電流效率
    12.8.5 鋁液上浮的低溫電解
    參考文獻(xiàn)
   第13章 冰晶石—氧化鋁熔液對(duì)炭電極的濕潤(rùn)和滲透
    13.1 概述
    13.2 冰晶石—氧化鋁熔液的表面張力
    13.3 冰晶石—氧化鋁熔液對(duì)炭電極的濕潤(rùn)現(xiàn)象
    13.4 影響濕潤(rùn)性的因素
    13.4.1 電流密度和鋁的影響
    13.4.2 氧化鋁濃度的影響
    13.4.3 冰晶石摩爾比的影響
    13.4.4 炭素材質(zhì)的影響
    13.4.5 炭陽(yáng)極中添加鋰鹽的影響
    13.4.6 炭陰極上涂覆硼化鈦層的影響
    13.4.7 鋁合金組成對(duì)炭陰極濕潤(rùn)性的影響
    13.5 冰晶石—氧化鋁熔液對(duì)炭陰極的滲透
    13.5.1 雙室電解槽的滲透實(shí)驗(yàn)
    13.5.2 工業(yè)鋁電解槽陰極內(nèi)襯的解剖
    13.5.3 電解質(zhì)向炭陰極滲透的理論
    參考文獻(xiàn)
   第14章 鋁的精煉
    14.1 鋁的純度
    14.2 鋁中雜質(zhì)元素的平衡
    14.3 鋁液凈化
    14.4 三層液電解法制取精鋁
    14.4.1 概述
    14.4.2 三層液精煉電解質(zhì)
    14.4.3 三層液電解精煉中的電化學(xué)反應(yīng)
    14.4.4 鋁及鋁—銅合金在電解質(zhì)中的溶解度
    14.4.5 三層液電解中的陰極電流效率
    14.4.6 三層液電解中的陽(yáng)極電流效率
    14.5 偏析法制取精鋁
    14.6 有機(jī)溶液電解法制取高純鋁
    14.7 區(qū)域熔煉法制取高純鋁
    14.8 高純度鋁的鑒定
    參考文獻(xiàn)
   第15章 煉鋁新方法
    15.1 概述
    15.2 氧化鋁的電熱還原
    15.2.1 反應(yīng)熱化學(xué)
    15.2.2 Al—O—C系相圖
    15.3 鋁礦的電熱還原
    15.3.1 電熱法熔煉鋁合金的發(fā)展
    15.3.2 電熱法流程
    15.3.3 熔煉Al—Si合金的還原反應(yīng)
    15.3.4 原料組成與合金中鋁含量的關(guān)系
    15.4 從電熱法粗合金中提取共晶鋁硅
    15.5 從電熱法鋁硅合金中提取純鋁
    15.5.1 電解法
    15.5.2 低價(jià)氯化鋁歧解法
    15.6 氯化鋁電解法
    15.6.1 概述
    15.6.2 氯化鋁電解法的物理化學(xué)
    15.6.3 氯化鋁電解的機(jī)理
    15.6.4 氯化鋁電解的電流效率
    15.7 融鹽電解法制取鋁基母合金
    15.7.1 概述
    15.7.2 熱力學(xué)原理
    15.7.3 鋁基母合金中合金元素的濃度范圍
    15.7.4 用融鹽電解法制取鋁基母合金的電流效率
    15.7.5 鋁基母合金中合金元素濃度遞增律
    15.7.6 鋁硅母合金中硅濃度的極限
    15.8 對(duì)煉鋁新方法的展望
    參考文獻(xiàn)
   附錄
    附表1 元素的電化學(xué)當(dāng)量
    附表2 金屬在鹵化物融鹽中的標(biāo)準(zhǔn)電位值