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熔盐电解中的阳极气体发表评论(0)编辑词条

  熔盐电解中的阳极气体    (anoed gas in molten salts electrolysis)

  在不溶阳极熔盐电解过程中阳极上释放的气体。在熔盐电解制取金属和合金过程中,大都采用不溶性阳极,阳极便成为气体发生极。这时,阳极产物都是阴离子放电产生的气体。

  在采用不溶性阳极电解氯化物熔盐体系时,氯离子或配合氯离子在阳极上放电,得到氯气。例如,在用光卤石作原料电解生产镁时,通常采用含MgCl2 5%~15%、KCl 70%~85%、NaCl 5%~15%的电解质。在此电解质中可能存在Cl - 和MgCl 3 - 阴离子,它们在阳极上放电均能形成氯气的阳极气体。

  在电解纯氟化物熔盐时,氟离子可能在不溶性阳极上放电。电解无水KHF2熔体制取元素氟正是基于这一过程。

  当电解质为氟氯化物熔盐时,熔盐中可能存在氯离子、氟离子、含氯配位离子、含氟配位离子和含氟氯配位离子。由于氯离子和含氯配位离子的氧化电位较负,优先在不溶性阳极上放电,所产阳极气体为氯气。

  在工业熔盐电解中,以从冰晶石熔体中电解氧化铝最具实际意义。电解炼铝是采用碳阳极,金斯伯(Ginsberg)和符里格(Wrigge)的试验证明,在适当电流密度下,碳阳极上的气体产物几乎是纯CO2 。这是由于基本上以铝氧氟配合离子存在的氧离子在碳阳极上放电,生成的原子态氧与碳化合的结果,反应为:

  (图)熔盐电解中的阳极气体

  由于阴极上析出的铝部分重新溶解在电解质中,这部分溶解的铝迁移到阳极附近,被阳极气体氧化:                                                                                                                2Al(溶解的)+3CO2(g)   → Al2O3(溶解的)+3CO(g)

  结果造成铝的损失,使阴极电流效率下降,同时在阳极气体中出现CO气体。所以,铝电解在正常情况下,阳极气体由CO2 和CO组成。但当熔体中氧化铝浓度减少至1%左右时,配合铝氧氟离子活度很小,致使氟离子和配合铝氧氟离子一起在碳阳极上放电,生成碳氧氟化合COFx ,而改变阳极气体组成。这种含碳氧氟化合物的阳极气体起排斥电解液作用,令阳极表面覆盖一层浓密的气泡,导致产生阳极效应。

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