镁电解质熔盐性质测定及多极电解槽试验研究

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文镁电解质熔盐性质测定及多极电解槽试验研究作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：王龙蛟罗洪杰教授东北大学有色金属研究所硕士学科类别：工学化学工程20l4年6月论文答辩日期：2014年6月2014年7月答辩委员会主席：张廷安评阅人：赵秋月熊天英东北大学2014年6月万方数据AMaster’sThesisinChemistryEnginee“ngStuyonthemultipolarcellofmagnesiumelectr01ysisanditsm01tensalt’scharacteristics

2、ByWangLon百iaoSupervisor：ProfessorLuoHon舀ieNortheasternUniVersityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：日期：护，丫．∥．；p学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国

3、家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年函学位论文作者签名：l也址签字日期：知[哗／．弓口4Ⅳo，～厅．’，y导师签名：、男谬互导师签名：彩侈二≥签字曰期：多一7、／万方数据东北大学硕士学位论文摘要镁电解质熔盐性质测定及多极电解槽试验研究摘要镁的冶炼方法主要分为热还原法和电解法两种。当下热还原法炼镁工艺是我国炼镁行业使用的主要方法，但其生产工艺具有能耗高、排放量大等缺点；而电解法可实现在高自动化控制

4、下的连续生产，生产过程绿色环保，所以对电解法炼镁的研究而言，从长期发展的角度上看仍具有重要的意义。多极电解槽作为镁电解工业生产中的一种新型电解槽，和传统电解槽相比优势明显，但对于多极电解槽的相关研究与应用相对滞后，因此开展多级槽的相关研究将有助于推动我国镁工业的发展。多极电解槽在电解过程中应用了一种新的电解质配比，国内对该配比的电解质物理性质研究较少，本实验以极端顶点设计法选取测量点，对多极电解槽所采用的熔盐体系物理性质进行系统研究，通过拟合曲线分析了电解质体系内各组分变化对电解质物理性质的影响。同时，设计、制作、安装了一台小型多级槽并进行了电解试验，得到的结果如

5、下：l、初晶温度随组分变化的关系曲线为y=2616．21xl+936．52x2+522．18x3．9109．26xlx2．1051．85xlH+1109．2缸2x3。曲线分析表明：镁电解质的初晶温度随NaCl含量增大而增大，随MgCl2或CaCl2含量的增大而减小，其中NaCl对镁电解质初晶温度的影响最为显著，为降低电解质的初晶温度以满足对工业电解过程中对电解温度的要求，氯化钠的含量不应超过56％。2、密度随组分变化的关系曲线为y=2．8hl+2．7呱2+1．65x3．2．91xl娩．1．4缸lx3．O．91x硝3。曲线分析表明：镁电解质的密度随CaCl2含量的增

6、大而增大，随MgCl2或NaCl含量增大而减小，其中CaCl2对镁电解质密度的影响最为显著。现行工业电解质体系的密度范围基本满足镁电解对电解质密度的要求。3、表面张力随组分变化的关系曲线：y=3052．32xl+433．68x2+301．31x3．4986．67xlx2—4606．6缸lx3．225．00x2x3。曲线分析表明：镁电解质的表面张力随CaCl2或NaCl含量增大而增大，随MgCl2含量增大而减小，其中MgCl2对镁电解质表面张力的影响最为显著。为使生成的镁得到更好的保护，应适当增大MgCl2的所占比例。4、电导率随组分变化的关系曲线y=8．8缸1+9

7、．82x2+3．8％3．27．5％lx2．7．41xlx3．14．63x2x3。曲线分析表明：镁电解质的电导率随NaCl含量增大而增大，随MgCl2万方数据东北大学硕士学位论文摘要或CaCl2含量增大而减小，其中氯化钠对镁电解质电导率的影响最为显著，为了降低电解过程中的电压降，应适当增大NaCl所占比例。综合分析认为：实际生产中应在平衡NaCl用量的基础上，尽量增加MgCl2在电解质中的比例，保持生产过程在高浓度MgCl2熔盐体系中运行。5、结合测量的电解质物理性质进行的电解试验表明，所选择的电解槽内部结构、制作材料及加热系统、电解系统能够满足电解要求，电解室有金

8、属镁和氯气