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)過程
    1.5 鋁電解理論的進展
    參考文獻
   第2章 鋁的性質(zhì)和用途
    2.1 鋁的物理性質(zhì)
    2.2 鋁的化學性質(zhì)
    2.3 鋁合金
    參考文獻
   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 各種添加劑對冰晶石熔液初晶點的影響比較
    3.6 工業(yè)鋁電解質(zhì)的發(fā)展趨勢
    參考文獻
   第4章 冰晶石—氧化鋁熔液的物理化學性質(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 添加劑對電解質(zhì)密度的影響
    4.2 電導率
    4.2.1 概述
    4.2.2 NaF—AlF 系電導率
    4.2.3 Na3AlF6－Al2O3系電導率
    4.2.4 添加劑對電解質(zhì)熔液電導率的影響
    4.2.5 炭粒和氧化鋁沉淀對電解質(zhì)電導率的影響
    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
   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 強酸性電解質(zhì)
    5.2.5 今后發(fā)展趨勢
    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)整計算
    參考文獻
   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
    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 氧化鋁的溶解動力學
    6.3.1 溫度對氧化鋁溶解速度的影響
    6.3.2 添加劑對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 氧化鋁濃度的檢測方法
    6.6 氧化鋁溶解對電解質(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
   第7章 冰晶石—氧化鋁熔液的離子結(jié)構(gòu)和電解機理
    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
    7.5 冰晶石—氧化鋁熔液的離子結(jié)構(gòu)
    7.5.1 熱力學方法
    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
    總括表
    7.6 鋁電解機理
    7.6.1 陰極反應(yīng)
    7.6.2 陽極反應(yīng)
    7.6.3 炭陽極消耗量
    7.6.4 陽極氣體組成
    7.6.5 陽極過程的步驟
    7.6.6 鋁電解的總反應(yīng)
    7.7 電泳與電滲
    參考文獻
   第8章 鋁電解中的陽極過電壓和陽極效應(yīng)
    8.1 鋁電解中的陽極過電壓
    8.2 鋁電解中的陽極效應(yīng)
    8.2.1 概述
    8.2.2 臨界電流密度
    8.2.3 陽極效應(yīng)時的氣體組成
    8.3 陽極效應(yīng)發(fā)生機理學說
    8.3.1 濕潤性學說
    8.3.2 氟離子放電學說
    8.3.3 靜電引力學說
    8.4對陽極效應(yīng)的新觀測
    8.4.1 在微型電解槽上觀測陽極效應(yīng)
    8.4.2 在透明電解槽上觀測陽極效應(yīng)
    8.4.3 在惰性陽極材料上觀測陽極效應(yīng)
    8.4.4 用慢掃描示波技術(shù)觀測陽極效應(yīng)
    8.5 工業(yè)電解槽上發(fā)生陽極效應(yīng)的三個步驟
    8.6 水溶液電解中的陽極效應(yīng)
    8.7 對陽極效應(yīng)發(fā)生機理的新認識
    8.7.1 提高電流密度而發(fā)生的陽極效應(yīng)
    8.7.2 減小氧化鋁濃度而發(fā)生的陽極效應(yīng)
    8.7.3 “效應(yīng)”綜合評論
    參考文獻
   第9章 炭陰極上析出鈉和生成碳化鋁
    9.1 析出鈉
    9.1.1 化學反應(yīng)置換鈉
    9.1.2 電化學反應(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
    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
   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 鋁的電化學溶解與陰極保護
    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
    附 彩色圖片注解
   第11章 鋁電解的電流效率
    11.1 鋁的電化學當量
    11.2 電流效率降低的原因
    11.2.1 高價—低價離子循環(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電
    11.3 電解參數(shù)對電流效率的影響
    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)的流體力學對電流效率的影響
    11.5 電流效率的數(shù)學關(guān)系式
    11.6 電流效率的測定方法
    11.6.1 盤存法
    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
    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
   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 在惰性陽極上的分解電壓
    12.1.2 在活性陽極上的分解電壓
    12.1.3 考慮活度時的分解電壓
    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
   第13章 冰晶石—氧化鋁熔液對炭電極的濕潤和滲透
    13.1 概述
    13.2 冰晶石—氧化鋁熔液的表面張力
    13.3 冰晶石—氧化鋁熔液對炭電極的濕潤現(xiàn)象
    13.4 影響濕潤性的因素
    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 鋁合金組成對炭陰極濕潤性的影響
    13.5 冰晶石—氧化鋁熔液對炭陰極的滲透
    13.5.1 雙室電解槽的滲透實驗
    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
   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 三層液電解中的陽極電流效率
    14.5 偏析法制取精鋁
    14.6 有機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
   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
    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
    15.6.3 氯化鋁電解的機理
    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 對煉鋁新方法的展望
    參考文獻
   附錄
    附表1 元素的電化學當量
    附表2 金屬在鹵化物融鹽中的標準電位值