Математическая модель кристаллизации катодного осадка  UO2–ZrO2 при одновременном протекании на электроде электрохимической и химической реакций

В. Е. Кротов, Е. С. Филатов. 

АННОТАЦИЯ

Представлена математическая модель электролитического синтеза кристаллического катодного осадка UO₂-ZrO₂ при одновременном и непрерывном протекании на электроде электрохимической и химической реакций. Диоксид урана образуется по электрохимической реакции восстановления ионов уранила UO₂²⁺, цирконий попадает в осадок по химической реакции обмена. При использовании уравнений Фарадея и Фика получено выражение для расчета содержания диоксида циркония в системе UO₂-ZrO₂. Оно адекватно описывает процесс синтеза в расплаве NaCl-KCl-UO₂Cl₂-ZrCl₄. Установлено качественное совпадение геометрической формы зависимостей, и, в ряде случаев, количественное соответствие расчетных и экспериментальных значений концентрации диоксида циркония от условий процесса (концентрации ZrCl₄, плотности тока, длительности электролиза и температуры). Расхождение величин объяснено улетучиванием части ZrCl₄ из электролита при электролизе, что не учитывалось при выводе аналитического уравнения.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: солевой расплав, электрохимическая и химическая реакции, математическая модель, катодный осадок, UO₂ – ZrO₂, аналитическое уравнение, диоксид циркония.

DOI: 10.31857/S0235010623050067

EDN: ZQZOKN