Электропроводность и спектры комбинационного рассеяния света дисперсных систем α-Al2O3 – расплав Li2CO3-Na2CO3-K2CO3-NaCl

И. Д. Закирьянова, Е. В. Николаева, А. Л. Бове, Б. Д. Антонов.

АННОТАЦИЯ
Получены сведения об удельной электропроводности дисперсной системы α-Al2O3 – расплавленная карбонатно-хлоридная смесь Li2CO3-Na2CO3-K2CO3-NaCl в температурном диапазоне 455–550 °С. С привлечением метода спектроскопии комбинационного рассеяния света (КРС) показано, что в исследуемом температурном интервале α-Al2O3 не вступает в химическое взаимодействие с карбонатно-хлоридным расплавом. Получены данные по силовым и энергетическим характеристикам аниона СО₃^2– в этих системах.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

электропроводность, спектры комбинационного рассеяния света, дисперсные системы, расплавы.

Высоковольтные явления в расплавленных хлоридных электролитах алюминия

Л. А. Казиева, С. И. Сулейманов

АННОТАЦИЯ

Электропроводность расплавленных хлоралюминатов NaAlCl4 и KAlCl4 возрастает с увеличением напряженности электрического поля и достигает предельных значений (эффект Вина), которые превосходят их обычную низковольтную проводимость до 200% и 700% соответственно. Эти результаты были получены на основе анализа микросекундных высоковольтных разрядов в расплавах. Было обнаружено, что после того, как разряды высоковольтных импульсов были завершены в расплавах, их проводимость повысилась до 50%, и их потенциал разложения, как оказалось, уменьшился более чем на 20% (эффект “памяти”). Время релаксации неравновесного состояния достигает 5 минут и более.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

активация, расплавы, хлоралюминаты, эффект Вина, релаксация, структура, алюминий, проводимость.

Растворимость Li2O в расплаве LiCl-KCl

В. А. Ковров, А. Р. Муллабаев, В. Ю. Шишкин, Ю. П. Зайков.

АННОТАЦИЯ

Построены фазовые диаграммы бинарной системы LiCl-Li2O и квазибинарной системы [LiCl-KCl]-Li2O, содержащей 10 и 20 мол.% KCl, с помощью методов термического анализа по кривым охлаждения и изотермического насыщения. Определена растворимость Li2O в расплавах LiCl-KCl в интервале температур 500–800 °C. Растворимость Li2O в расплавах LiCl, LiCl-KCl (10 мол.%) и LiCl-KCl (20 мол.%) уменьшается с ростом содержания KCl и составляет 11.5, 7.7 и 3.9 мол.% при 650 °C, соответственно.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

хлорид лития, хлорид калия, оксид лития, ликвидус, солидус, растворимость, пирохимическая переработка, отработанное ядерное топливо.

Физико-химические основы получения оксида цинка в хлоридных расплавах

Т. А. Роздяловская.

АННОТАЦИЯ

Представлены результаты исследования реакции окисления хлорид-ионов в расплавленных смесях хлоридов цинка и щелочных металлов (Na, K) при барботаже кислорода при температуре 600°С. Установлена зависимость количества образующегося хлора от мольного отношения хлоридов в смеси. Показано, что количество выделившегося хлора прямо пропорционально значениям эффективной поляризующей силы катионов. Определены и рассчитаны кинетические характеристики процесса окисления хлорид-ионов по хлору: порядок реакции, константы скорости реакции, величины “кажущейся” энергии активации. Выделен оксид Zn, найдены дисперсность, химический состав и удельная поверхность для некоторых образцов.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

расплавленные хлориды цинка и щелочных металлов, оксид цинка получение, окисление хлорид ионов.

LaCoO3–d как матерал кислородного электрода топливного элемента с расплавленным карбонатным электролитом. Часть 2. Каталитическая активность LaCoO3–d в реакции электровосстановления кислорода в расплаве (Li0.62K0.38)2CO3

С. И. Вечерский, М. А. Конопелько, Н. Н. Баталов, М. А. Звёздкин, И. В. Звёздкина.

АННОТАЦИЯ

Исследована кинетика реакции электровосстановления О2 в эвтектическом расплаве (Li0.62K0.38)2CO3 на оксидном электроде, приготовленном из литированного “in situ” LaCoO3-d. Показано, что основными электроактивными частицами в исследованных условиях являются супероксидные ионы и молекулярный кислород, что коррелирует с исследованиями, проводившимися на золотом электроде. При этом, механизм протекания реакции на оксидном электроде отличается от механизмов предлагавшихся для золотого электрода. Предложен ряд механизмов, учитывающих специфику оксидного электрода. Найдено, что плотности тока обмена не зависят от парциального давления кислорода и варьируются в диапазоне 220–290 мА/см2, в зависимости от экспериментальных условий и реализующегося механизма.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

карбонатный расплав, топливный элемент, перовскит, кобальтит лантана, восстановление кислорода, электрокаталитическая активность.

LaCoO3-d как материал кислородного электрода топливного элемента с расплавленным карбонатным электролитом. Часть 1. Электрофизические свойства легированного литием LaCoO3-d

С. И. Вечерский, М. А. Конопелько, Б. Д. Антонов, Н. Н. Баталов, М. А. Звёздкин, И. В. Звёздкина.

АННОТАЦИЯ

С целью определения границ изменения электрофизических свойств LaCoO3-d вследствие его литирования “in situ” в эвтектическом расплаве (Li0.62K0.38)2CO3 синтезированы оксиды LaCoO3-d + (z/2) Li2O (0 ≤ z ≤ 0.15). Найдено, что в результате легирования Li образуется перовскитоподобный твердый раствор (La1-хLix)(LiхСо1-х)O3-d, где х = z/(z + 2). Область его существования не превышает 2х = 0.072. При более высокой концентрации Li наряду с перовскитоподобной фазой образуется LiCoO2. При рабочей температуре карбонатного топливного элемента Т = 920 К однофазные образцы имеют проводимость металлического типа и положительную термоэдс. Электропроводность легированных Li образцов понижается, по сравнению с электропроводностью LaCoO3-d, не более чем в 1.5 раза, и варьируется в пределах от 3.2 · 104 до 3.8 · 104 См/м.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

карбонатный расплав, топливный элемент, перовскит, кобальтит лантана, электропроводность.

Извлечение скандия и циркония из их оксидов при электролизе оксидно-фторидных расплавов

А. В. Суздальцев, А. А. Филатов, А. Ю. Николаев, А. А. Панкратов, Н. Г. Молчанова, Ю. П. Зайков.

АННОТАЦИЯ. В работе исследованы основные закономерности извлечения скандия и циркония из их оксидов в алюминий при алюминотермическом и электролитическом получении сплавов и лигатур Al-Sc и Al-Zr в оксидно-фторидных расплавах KF-AlF3, NaF-AlF3 и KF-NaF-AlF3 с добавками Sc2O3 и ZrO2. Определено влияние состава расплава и его температуры, длительности синтеза, содержания оксидов Sc2O3 и ZrO2 в расплавах, механического перемешивания алюминия и катодной плотности тока на содержание скандия и циркония в алюминии, а также их извлечение из оксидов. Показано, что в зависимости от параметров синтеза средние величины извлечения скандия и циркония составляют 20–75 и 40–100%, соответственно. При этом электролитическое разложение оксидов в расплавах KF-AlF3, NaF-AlF3 и KF-NaF-AlF3 приводят к значительному повышению извлечения скандия и циркония в алюминий. По результатам исследований подобраны параметры получения сплавов и лигатур Al-Sc и Al-Zr с содержанием скандия до 10 и циркония до 15 мас.% при электролизе оксидно-фторидных расплавов.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: скандий, цирконий, оксидно-фторидный расплав, алюминотермия, электролиз, извлечение.

Influence of the content of fluorine in alkaline on the indicators of aluminum electrolysers of the Kazakhstan electrolysis factory

Ж. Ж. Камзин, В. А. Лебедев

АННОТАЦИЯ:

По среднемесячным данным ОА “КЭЗ” с января 2010 г. по март 2011 г. для двух серий электролиза выполнен регрессионный анализ зависимостей среднего напряжения, выхода по току, удельного расхода электроэнергии от содержания фтора во фторированном глиноземе (CF), поступившим на электролиз. Увеличение CF на 1% сопровождается незначительным повышением на (5–10 мВ) среднего напряжения, заметным (на 0.5–1.1%) снижением выхода по току и повышением (на 110–170 кВт ⋅ ч/т) удельного расхода электроэнергии. Для улучшения показателей электролиза необходимо понижать содержание фтора во фторированном глиноземе.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

фторированный глинозем, содержание фтора, среднее напряжение, выход по току, удельный расход электроэнергии, регрессионный анализ.

Селективное растворение латуни в расплавленной эвтектической смеси карбонатов лития, натрия, калия

Е. В. Никитина, Н. А. Казаковцева, Н. К. Ткачев,

Э. А. Карфидов, М. А. Майков, В. Б. Малков.

АННОТАЦИЯ:

Показана возможность растворения латуни марки Л63 в расплаве карбонатов щелочных металлов при рабочей температуре 773 К в потенциостатическом и гальваностатическом режимах. Найдено, что размер пор и их количество зависят от электрохимических параметров, от приложенного потенциала или плотности тока.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

латунь, сплавы меди, селективное растворение, деаллоинг, анодная поляризация.

Исследование минимального межатомного расстояния в жидких металлах на основе акустических данных

В. В. Текучев, Д. П. Калинкин, И. В. Иванова, А. В. Аршинов

АННОТАЦИЯ:

В рамках статистической теории, модели жестких сфер впервые на основе данных по скорости ультразвука определено кратчайшее межатомное расстояние 24 металлов от точки плавления до температуры кипения. С ростом температуры диаметр жестких сфер (минимальное межатомное расстояние) линейно убывает. Политермы межатомного расстояния для жидких металлов справедливы и для твердой фазы.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

металлы, скорость ультразвука, диаметр жестких сфер, минимальное межатомное расстояние.