庶桌科技大骨 第十章熔盐电解 本章重点 熔盐电解是利用电能加热并转换为化学能,将某些 金属的盐类熔融作为电解质进行电解,以提取和提纯金 属的冶金过程,本章要点主要包含以下几个方面: (1)熔盐结构的模型及其相互关系; (2)熔盐熔度、密度、电导、界面性质及其中质点迁移 的基本概念及其应用; (3)电极过程的基本概念,分解电压、槽电压、电流效 率、电能效率的概念及计算; (4)阳极效应、去极化作用以及熔盐与金属间的相互作 用
1 第十章 熔盐电解 本章重点 熔盐电解是利用电能加热并转换为化学能，将某些 金属的盐类熔融作为电解质进行电解，以提取和提纯金 属的冶金过程，本章要点主要包含以下几个方面： （1）熔盐结构的模型及其相互关系； （2）熔盐熔度、密度、电导、界面性质及其中质点迁移 的基本概念及其应用； （3）电极过程的基本概念，分解电压、槽电压、电流效 率、电能效率的概念及计算； （4）阳极效应、去极化作用以及熔盐与金属间的相互作 用；
10.1引言 熔盐实际上是一种特殊组成的炉渣,由于其由离子 组成,具有电解质特征,电解过程遵循电化学的基本规律 熔盐电解是利用电能加热并转化为化学能,将某些 金属的盐类熔融作为电解质进行电解,以提取和提纯金属 的冶金过程。 熔盐电解对有色金属冶炼来说具有特别重要的意乂, 在制取轻金属冶炼中,熔盐电解不仅是基本的工业生产方 法,也是唯一的方法。如镁、铝、钙、锂、钠等金属的, 都是用熔盐电解法制得的,铝、镁的熔盐电解已形成大规 模工业生
2 10.1 引言 熔盐实际上是一种特殊组成的炉渣，由于其由离子 组成，具有电解质特征，电解过程遵循电化学的基本规律。 熔盐电解是利用电能加热并转化为化学能，将某些 金属的盐类熔融作为电解质进行电解，以提取和提纯金属 的冶金过程。 熔盐电解对有色金属冶炼 来说具有特别重要的意义， 在制取轻金属冶炼中，熔盐电解不仅是基本的工业生产方 法，也是唯一的方法。如镁、铝、钙、锂、钠等金属的， 都是用熔盐电解法制得的，铝、镁的熔盐电解已形成大规 模工业生产
出是礼大膏, 10.2熔盐的结构 口“似晶格”或“空位”模型 口“空穴”模型 口液体自由体积模型 口特姆金( Temkin)模型 口熔盐结构的计算杋模型(“硬核软壳”模型)
3 10.2 熔盐的结构 “似晶格”或“空位”模型 “空穴”模型 液体自由体积模型 特姆金（Temkin）模型 熔盐结构的计算机模型（“硬核软壳”模型）
出是礼大膏, 10.3熔盐电解质的物理化学性质 在用熔盐电解法制取金属时,可以用各种单独的纯盐作为电介质。 但是往往为了力求得到熔点较低、密度适宜、粘度较小、电导高、表 面张力较大及挥发性低和对金属的融解能力较小的电解质,在现代冶 炼中广泛使用成份复杂的由二到四种组分组成的混合熔盐体系。 工业上用熔盐电解法制取碱金属和碱土金属的熔盐电解质多半是 卤化物盐系,如制取铝的电介质是冰晶石(Na3AF6)和氧化铝等组 成的。因此,在讨论熔盐的盐系的物理化学性质时,将主要涉及到由 元素周期表中第二、第三族有关金属的氯化物、氟化物和氧化物组成 的盐系
4 10.3 熔盐电解质的物理化学性质 在用熔盐电解法制取金属时，可以用各种单独的纯盐作为电介质。 但是往往为了力求得到熔点较低、密度适宜、粘度较小、电导高、表 面张力较大及挥发性低和对金属的融解能力较小的电解质，在现代冶 炼中广泛使用成份复杂的由二到四种组分组成的混合熔盐体系。 工业上用熔盐电解法制取碱金属和碱土金属的熔盐电解质多半是 卤化物盐系，如制取铝的电介质是冰晶石（Na3AlF6）和氧化铝等组 成的。因此，在讨论熔盐的盐系的物理化学性质时，将主要涉及到由 元素周期表中第二、第三族有关金属的氯化物、氟化物和氧化物组成 的盐系
是技大营 (1)盐系的熔度图 MsCI, 由不同的盐可以组成不同的熔 盐体系,这些熔盐体系将具有不同 的熔度图。 在碱金属卤化物组成二元盐系 中,可以归类成具有二元共晶的熔 度图,有化合物形成的二元熔度图 液态、固态完全互溶的二元系熔度 图和液态完全互溶、固态部分互溶 的二元系。 除二元体系外,三元体系熔度 图的描述与三元相图一致。右图的 KCμNaCμMgCl2系熔度图(各组分含量 为摩尔百分数) KCl-NaCl-MgCl2体系是镁冶金的重 要相图。 5
5 (1) 盐系的熔度图 由不同的盐可以组成不同的熔 盐体系，这些熔盐体系将具有不同 的熔度图。 在碱金属卤化物组成二元盐系 中，可以归类成具有二元共晶的熔 度图，有化合物形成的二元熔度图， 液态、固态完全互溶的二元系熔度 图和液态完全互溶、固态部分互溶 的二元系。 除二元体系外，三元体系熔度 图的描述与三元相图一致。右图的 KCl-NaCl-MgCl2体系是镁冶金的重 要相图。 KCl-NaCl-MgCl2系熔度图（各组分含量 为摩尔百分数）