Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Закономерности электродных процессов с участием стронция на жидких металлах в хлоридных и оксидно-хлоридных расплавах Трофимов Игорь Сергеевич

Закономерности электродных процессов с участием стронция на жидких металлах в хлоридных и оксидно-хлоридных расплавах
<
Закономерности электродных процессов с участием стронция на жидких металлах в хлоридных и оксидно-хлоридных расплавах Закономерности электродных процессов с участием стронция на жидких металлах в хлоридных и оксидно-хлоридных расплавах Закономерности электродных процессов с участием стронция на жидких металлах в хлоридных и оксидно-хлоридных расплавах Закономерности электродных процессов с участием стронция на жидких металлах в хлоридных и оксидно-хлоридных расплавах Закономерности электродных процессов с участием стронция на жидких металлах в хлоридных и оксидно-хлоридных расплавах Закономерности электродных процессов с участием стронция на жидких металлах в хлоридных и оксидно-хлоридных расплавах Закономерности электродных процессов с участием стронция на жидких металлах в хлоридных и оксидно-хлоридных расплавах Закономерности электродных процессов с участием стронция на жидких металлах в хлоридных и оксидно-хлоридных расплавах Закономерности электродных процессов с участием стронция на жидких металлах в хлоридных и оксидно-хлоридных расплавах
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Трофимов Игорь Сергеевич. Закономерности электродных процессов с участием стронция на жидких металлах в хлоридных и оксидно-хлоридных расплавах : Дис. ... канд. хим. наук : 02.00.05 Новомосковск, 2006 121 с. РГБ ОД, 61:06-2/506

Содержание к диссертации

Введение

1. Литературный обзор 7

2. Методика экспериментов 22

3. Термодинамические свойства стронция в сплавах с алюминием и кадмием 29

3.1. Термодинамические свойства системы Sr-Al 29

3.2. Термодинамические характеристики жидких сплавов системы Cd-Sr 36

4. Катодная поляризация жидких металлических электродов в стронцийсодержащих хлоридных и оксидно-хлоридных расплавах 42

4.1. Катодная поляризация жидкометаллических электродов в хлоридных стронцийсодержащих расплавах 42

4.2. Катодная поляризация жидкометаллических электродов в оксидно хлоридных стронцийсодержащих расплавах 60

5. Анодная поляризация жидких металлических электродов и их сплавов в стронцийсодержащих хлоридных и оксидно-хлоридных расплавах 69

5.1. Анодная поляризация жидкометаллических электродов и их сплавов в хлоридных стронцийсодержащих расплавах 69

5.2. Анодная поляризация жидкометаллических электродов и их сплавов в оксидно-хлоридных стронцийсодержащих расплавах 79

6. Выход по току стронция при электролизе хлорид ных и оксидно-хлоридных расплавов с жидкими цинковым и кадмиевым катодами 83

6.1. Выход по току стронция при электролизе хлоридных расплавов с цинковым, кадмиевым и алюминиевым катодами 83

6.2. Выход по току стронция при электролизе оксидно-хлоридных расплавов с цинковым, кадмиевым и алюминиевым катодами . 98

Заключение 104

Список использованных источников 107

Введение к работе

Актуальность работы. Металлический стронций применяется для производства сплавов, используемых как раскислители и модификаторы в черной и цветной металлургии в качестве геттера в вакуумной аппаратуре. Одним из основных методов получения металлического стронция, его сплавов является электролиз расплавленных солевых смесей с катодами из легкоплавких металлов. Однако, вопросам кинетики процессов, протекающих на жидкометаллических электродах, в расплавах с высоким содержанием хлорида стронция не уделялось внимания. Наличие в солевой фазе оксидов в значительной мере осложняет процесс электролиза. Электродные процессы в таких расплавах практически не изученьк Отсутствуют сведения о термодинамических свойствах жидких сплавов систем Al-Sr и Cd-Sr. В связи с изложенным, актуальным является исследование процессов, протекающих при катодном выделении стронция на жидких цинке, алюминии, кадмии и при анодном растворении стронциевых сплавов в богатых стронцийсодержащих хлоридных и смешанных хлоридно-оксидных расплавах, а так же изучение термодинамических свойств жидких сплавов стронций-алюминий и стронций-кадмий.

Цель работы. Исследование электрохимического поведения стронция при электролизе стронцийсодержащих хлоридно-оксидных расплавов с жидким цинковым, алюминиевым и кадмиевым электродами.

Научная новизна.

методом э.д.с. впервые определены термодинамические характеристики жидких сплавов системы Cd-Sr и Al-Sr в области температур 963—1013 К и 973-1073 К соответственно.

проведено систематическое изучение процессов, протекающих на жидком цинковом, алюминиевом и кадмиевом катодах в расплавах (K-Na)Cl3M>-26 мол. % SrCl2, (K-Na)Cl31(,-26 мол. % SrCl2+SrO при температуре 973 К и изменении концентрации оксида стронция от 1 мол % до его растворимости.

исследовано анодное растворение сплавов Zn-Sr, Cd-Sr и в стронцийсодержащих хлоридных и хлоридно-оксидных расплавах.

установлено влияние времени электролиза, плотности тока, содержания SrO на выход по току стронция в катодный сплав при электролизе хлоридных и хлоридно-оксидных расплавов.

Практическая значимость. Результаты по термодинамическим свойствам жидких сплавов систем Cd-Sr и Al-Sr, полученные впервые, согласно требованиям ИЮПАК, можно считать ориентировочными. Они могут быть использованы в расчетах для получения предварительных сведений о коэффициентах диффузии и значениях диффузионного слоя в металлических сплавах. Сведения о выходах по току стронция и электродных процессах, протекающих в стронцийсодержащих хлоридных и хлоридно-оксидных расплавах могут быть использованы для организации технологических процессов получения стронция и его сплавов.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены на XIII Российской конференции по физической химии и электрохимии расплавленных и твердых'электролитов (Екатеринбург 2004); Всероссийской конферен-

4 ции «Химия твердого тела функциональные, материалы»; IV семинаре СО РАН-УрО РАН (Екатеринбург 2004); XVI Международной конференции молодых ученых по химической технологии «МКХТ-2004» (Москва 2004); II Международной конференции «Металлургия цветных и редких металлов» (Красноярск, 2003); научно-практической конференции «Теория и практика электрохимической технологии» (Екатеринбург 2003); IV, V, VI, VII научно-технической конференции молодых ученых и аспирантов Новомосковского института РХТУ им. Д.И. Менделеева (Новомосковск, 2002, 2003, 2004, 2005); Научно—технической конференции Новомосковского института РХТУ им. Д.И. Менделеева (Новомосковск 2004);

Публикации. Основные материалы диссертации опубликованы в 3 статьях и 17 тезисах докладов.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованных источников. Изложена на 121 стр., включает 38 рис., 18 табл. Список цитируемой литературы содержит 131 название.

Термодинамические характеристики жидких сплавов системы Cd-Sr

Чтобы использовать гальванический элемент (2.3) для изучения термодинамических свойств жидких сплавов системы Sr-Cd необходимо знать равновесный потенциал стронция и коэффициент активности SrCl2 в использованном солевом расплаве КС1-26 мол. % SrC . Для этой цели использовали метод э.д.с. Измерения проводили в интервале температур 963-1013 К. Электродом служил двухфазный сплав L+SrZnn, термодинамические характеристики которого определены в работах /28, 29/ и рекомендованы как справочные. Для температур 963-1073 К получены значения потенциалов двухфазных цинк-стронциевых сплавов (EL+SrZn]j), которые удовлетворительно укладываются на прямую. Эта прямолинейная зависимость описывается эмпирическим уравнением, рассчитанным методом наименьших квадратов с 95 %-ым доверительным интервалом вида Полученные нами величины ySrCj2 отличаются не более 0,05 логарифмической единицы от данных работы /82/, в которой коэффициент активности SrCb в расплаве КС1-26 мол. % SrCb определен методом давления насыщенного пара. Согласно требованиям ИЮПАК, величины ySrCl2, определенные разными неза висимыми методами и отличающиеся менее 0,05 логарифмической единицы можно использовать как справочные. Измерение э.д.с. гальванического элемента (2.3) проводили, изменяя содержание стронция в сплаве от 0,09 до 5 мол. %. Величины потенциалов жидких гомогенных сплавов Sr-Cd представлены на рис. 3.4 Видно, что экспериментальные данные удовлетворительно укладываются на прямые, которые описываются уравнениями вида Е = а + ЫпХ. Коэффициенты уравнений представлены в табл. 3.5 Коэффициенты активности стронция в жидких гомогенных сплавах с кадмием рассчитывали по (3.5) и (3.6), используя данные табл. 3.5 Полученные значения коэффициентов активности стронция, приведены в табл 3.6 Видно, что среднеквадратичное отклонение десятичного логарифма У (lg—У0 0,05, что свидетельствует о постоянстве коэффициента активности Yi стронция в исследованной области концентраций при данной температуре.

Для каждой из температур активность стронция в сплавах подчиняется закону Генри. Наличие области концентраций, в которой раствор ведет себя как идеально разбавленный, дает основание считать, что жидкие сплавы Cd-Sr относятся к металлическим системам с сильным межчастичным взаимодействием /55/. Однако, следует отметить, что при концентрациях выше указанных в табл. 3.6 коэффициент активности стронция в сплавах с кадмием увеличивается. Так при температуре 973 К при изменении концентрации стронция от 0,012 до 0,04 мол. % его коэффициент активности увеличивается в 2,5 раза. По данным табл. 3.6 построена политерма коэффициента активности стронция в жидких гомогенных сплавах Sr-Cd (рис. 3.5). Полученные значения удовлетворительно ложатся на прямую. Прямолинейная зависимость описывается эмпирическим уравнением вида Для области жидких гомогенных сплавов в интервале температур 963 1013 К величина AGобр определяется составом сплава (X), который не зависит от температуры сплавообразования. Ее рассчитывали с использованием выражений (3.8) и (3.16), для концентрации стронция в сплаве Х=0,01 мол. дол. Изменение парциально-молярной энергии Гиббса (Дж/моль), образования жидких гомогенных сплавов и из переохлажденного (З-Sr и жидкого кадмия описывается уравнением Изменение избыточной парциально-молярной энергии Гиббса для жидких гомогенных сплавов получено по выражению (3.9) с учетом уравнения (3.15). Оно описывается уравнением вида Из температурных зависимостей AG"36и AGc6p опередили величины АНобр, ДНиз6, ASo6p и AS1"6, как описано для системы стронций-алюминий.

Результаты расчетов приведены в табл. 3.7 Величины AGиз6 свидетельствуют о значительном отклонении активности от закона Рауля. Отрицательные значения AS"36и соответствующая температурная зависимость энтропийной составляющей дает основание считать, что в сплаве Sr-Cd образуются микрогруппировки компонентов сплава постоянного (при Т = const) состава в пределах гомогенности сплава. Одним из доказательством постоянства состава микрогруппировок в жидких сплавах, является выполне ниє закона Генри для исследованного интервала концентраций стронция в жидких сплавах. Сравнивая полученные величины коэффициентов активности для систем Sr-Al и Sr-Cd можно сделать вывод о более энергичном взаимодействии в системе Sr-Cd.

Катодная поляризация жидкометаллических электродов в оксидно хлоридных стронцийсодержащих расплавах

Из табл. 4.2 видно, что величины коэффициентов активности стронция в предельно разбавленных сплавах, определенные по поляризационным измерениям удовлетворительно согласуются с величинами, полученными методом э.д.с. Различие достигает в 1,6-1,7 раза для сплавов Sr-Zn(Al, Sn). В сплавах с кадмием значения ySr отличаются в 3 раза. Коэффициенты активности стронция в разбавленных сплавах рассчитаны по уравнениям, предложенным в работе /107/ (гт-приведенный радиус компонентов сплава, м-1; v - число атомов металла -растворителя, в наиболее богатом по нему конгруэнтно плавящемся соедине ний, приходящихся на один атом стронция; ДК-разность электроотрицательно стей, рассчитанная по данным Полинга /112/, компонентов сплава; ASk"36=5,2 Дж/моль К - изменение избыточной парциальной молярной энтропии стронция в сплаве. Полученные значения коэффициента активности стронция в сплавах в значительной степени отличаются от величин, рассчитанных по уравнению (4.13) как следует из сравнения данных табл. 4.2. Необходимо отметить, что и сам автор работы /107/ не претендует на высокую точность приведенных уравнений. Результаты измерения катодной поляризации цинка и кадмия в расплаве (K-Na)Cl3KB-26 мол. % SrCl2-SrO представлены нарис. 4.9, 4.10 и табл. 4.3. Концентрацию оксида в расплаве изменяли от 1,2 мол. % до его растворимости, которая в расплаве (K-Na)Cl3KB-26 мол. % SrCb равна 3,62 мол. % /57/. С ростом содержания оксида стронция в расплаве стационарные потенциалы для всех исследованных электродов смещаются в область более электроотрицательных значений на 0,04-0,1 В, по сравнению с хлоридными расплавами (табл. 4.1).

Такое смещение стационарных потенциалов катодов можно объяснить понижением коэффициентов активности ионов кадмия, цинка и алюминия при переходе от хлоридных к более прочным оксидно—хлоридным комплексным соединениям состава [Sr2OCl6]4" /116/. Их равновесная концентрация и скорость образования должны быть пропорциональны содержанию оксида стронция в расплаве. Учитывая невысокую растворимость CdO (0,026 мол. % /117/), ZnO (0,022 мол. % /65/) и А120з (следовые количества /118/) в расплаве (K-Na)Cl3KB-26 мол. % SrCb, можно полагать, что конечными продуктами кор розии кадмия, цинка и алюминия в оксидно-хлоридных расплавах являются их твердые оксиды, образующиеся на поверхности жидких металлов. При катодной поляризации в области малых плотностей тока на поверхности электродов, так же как и в хлоридных расплавах, восстанавливаются катионы металлов катода, но при более отрицательных потенциалах (-1,640, -2,037, -2,285 В соответственно для кадмиевого, цинкового и алюминиевого электродов при содержании в электролите 3,62 мол. % SrCb). Плотность тока коррозии при этом возрастает (табл. 4.3), по сравнению с наблюдаемой в хлоридных расплавах (табл. 4.1). Так, для цинкового электрода в хлоридном рас-плаве при 973 К iKOpp= 0,007 А/см , а в оксидно-хлоридном расплаве - 0,012 А/см .

Это свидетельствует о большей концентрации ионов металла электрода в приэлектродном слое, что связано с более электроотрицательным потенциалом коррозии с тем же деполяризатором /76, 119/. Участки поляризационных кривых на кадмиевом и цинковом катодах, до потенциала начала выделения стронция в сплав отличаются от таковых в хлоридном расплаве. Остаточные плотности тока значительно возрастают с добавлением оксида стронция в расплав, принимая наибольшие значения в насыщенном по оксиду стронция (3,62 мол. %) при 973 К расплаве. Это по всей вероятности связано с тем, что совместно с перезарядом ионов стронция на поверхности катода протекает реакция восстановления поверхностных оксидов восстанавливающимся стронцием с металлотермическим восстановлением оксидов Подтверждением может служить появление на поляризационной кривой цинкового катода второй полуволны при потенциалах -(2,40-2,50 В) (рис. 4.9, а). На кадмиевом электроде в оксидно-хлоридном расплаве (рис.4.9, б) полуволна при потенциалах -(1,90-2,20) В значительно возрастает, по сравнению с наблюдаемой в хлоридном расплаве (рис. 4.1). Это, по-видимому, связано с протеканием металлотермической реакции, аналогичной (4.26), протекающей при

Анодная поляризация жидкометаллических электродов и их сплавов в оксидно-хлоридных стронцийсодержащих расплавах

Результаты поляризации жидких цинкового и кадмиевого анодов при температуре 973 К приведены на рис. 5.5. В области плотностей тока до 0,03 А/см ход анодных поляризационных кривых в оксидно-хлоридном расплаве отличается от таковых в хлоридных расплавах. Стационарные потенциалы кадмия и цинка принимают более отрицательные значения -1,886 и -2,298 В соответственно. Причина этого рассмот-рена в разделе (4.2). Возрастают плотности токов коррозии с (3-4)-10 до 0,01 А/см для кадмиевого и с (7-8)-10 до 0,015 А/см для цинкового электродов. Такие же величины токов коррозии цинка и кадмия получены в оксидно-хлоридных расплавах при изучении катодных процессов (раздел 4), которые представлены в табл. 4.3. При погружении цинка или кадмия в электролит, содержащий оксид стронция, происходит реакция Образующиеся оксиды цинка (кадмия), вследствие их малой растворимости в расплаве, осаждаются на поверхности металла, пассивируя ее. При плотностях поляризующего тока 0,05 А/см для кадмиевого и 0,07 А/см для цинкового электродов наблюдается участок предельной плотности тока пасси-вации кадмия и цинка. В области плотностей тока 0,08-2 А/см ход анодной поляризационной кривой в оксидно-хлоридном расплаве аналогичен наблюдаемому в хлоридном электролите. Результаты измерения анодной поляризации сплавов стронция с цинком и кадмием в расплаве (K-Na)Cl3KB-26 мол. % SrCl2-SrO, полученные при изменении анодных плотностей тока 10 4—1,5 А/см2, представлены на рис. 5.6.

Видно, что добавление оксида в расплав практически не изменяет хода анодных поляризационных кривых, по сравнению с хлоридным расплавом. Однако, при поляризации гомогенного сплава Sr-Zn (рис. 5.6, кривая 1) участок предельной диффузионной плотности тока проявляется при 0,02 А/см , в отличие от хло-ридного расплава, в котором при этой же концентрации inp = 0,087 А/см (табл. 5.1). Двухфазный сплав Sr-Zn (кривая 2) растворяется до плотности поляри-зующего тока 0,03 А/см без заметной поляризации. Предельная диффузионная плотность тока растворения стронция из этого сплава составляет 0,06 А/см2, что значительно ниже іпр в хлоридном расплаве (0,312 А/см , табл. 5.1). В области плотностей тока, предшествующих предельной диффузионной плотности тока, так же как и в хлоридных расплавах, как для гомогенных сплавов системы Sr-Zn, так и для двухфазных сплавов этой же системы наблюдается уменьшение поляризации анодов. Это так же говорит о движении межфазных слоев жидкого сплава и прилегающего к нему слоя электролита, вызванное изменением поверхностного натяжения металлической фазы, при поляризации сплавов системы Sr-Zn.

При поляризации сплавов Sr-Cd в области плотностей тока, предшествующих предельной диффузионной плотности тока (0,021 А/см ), как и в хлоридном расплаве, участка уменьшения поляризации не наблюдается. На участках поляризационных кривых, предшествующих началу ионизации цинка или кадмия, наблюдается полуволна при потенциалах -2,0-2,2 В. В этой области потенциалов в оксидно-хлоридных расплавах, возможно образование оксида цинка или кадмия. Одной из важнейших характеристик процесса электролиза расплавленных солей с жидкими катодами является величина выхода по току металла в сплав с металлом катода. Известно /26/, что в открытых ваннах при контакте с окружающей атмосферой технологический процесс идет с низким выходом по току. Причины этого полностью не выяснены. Можно полагать, что одной из причин уменьшения выхода по току является образование оксида в расплаве. В данном разделе приведены сравнительные характеристики процессов получения сплавов стронция с кадмием и цинком в хлоридных и оксидно-хлоридных расплавах при 973 К. Изучение выхода по току стронция в сплав проводили при электролизе расплава (K-Na)Cl3KB-26 мол. % SrCl2 с жидкими цинковым, кадмиевым и алюминиевым катодами. Исследовали влияние плотности тока и продолжительности электролиза. Количество пропущенного электричества соответствовало получению сплавов, содержащих 1 и 1,5 мол. % стронция соответственно в кадмиевом и цинковом катодах. Во всех опытах регистрировали изменение потенциалов сплавов. Влияние плотности тока на выход по току стронция в сплав с цинком и кадмием при температуре 973 К приведены в табл. 6.1. и на рис. 6.1. Полученные зависимости выхода по току стронция в сплавах с кадмием и цинком от плотности тока (рис. 6.1) имеют восходящую и нисходящую ветви. При плотностях тока 0,18-0,235 А/см для цинкового катода и 0,15-0,234 А/см для кадмиевого катода выход по току стронция достигает максимума 87 и 93 %

Выход по току стронция при электролизе оксидно-хлоридных расплавов с цинковым, кадмиевым и алюминиевым катодами

Из сопоставления катодных поляризационных кривых в хлоридных и оксидно-хлоридных расплавах, содержащих 26 мол. % SrCl2, на жидких цинковом и кадмиевом катодах (раздел 3) видно, что во всех случаях наличие оксида стронция в расплаве приводит к увеличению остаточной плотности тока. Поэтому осаждение стронция с образованием сплавов с цинком и кадмием происходит при более высоких плотностях тока, чем в хлоридных расплавах.

При электролизе расплавов (K-Na)Cl3KB-26 мол. % SrCl2, содержащих 1,81-3,62 мол. % SrO с плотностью тока в пределах 0,03-1,0 А/см в жидких цинковом и кадмиевом катодах стронций практически не обнаружен. Отмечались лишь его следовые количества. Это, по всей вероятности, связано с тем, что при электролизе расплава, содержащего 1,81 или 3,62 мол. % оксида стронция, общее содержание оксида в расплаве может увеличиваться. При погружении цинкового или кадмиевого электрода в солевой расплав, его ионы, вследствие коррозии, переходят в электролит. Как было показано ранее (раздел 4) при контакте ионов кадмия или цинка с оксидно-хлоридным расплавом образуются их оксиды (CdO). Оксиды кадмия и цинка в расплаве находятся в мелкодисперсной форме, площадь их поверхности значительно превосходит площадь электрода. Это приводит к тому, что реакция металлотермического восстановления как оксида цинка, так и оксида кадмия становится возможной не только на поверхности электрода, но и в солевой фазе по реакции (4.26). Эта реакция приводит к дополнительному расходу субионов стронция, что связано с дополнительным расходом количества электричества. Кроме того, скорость образования оксида на поверхности электрода прямо пропорциональна содержанию оксида в расплаве. Следовательно, в электролите с высоким содержанием оксида стронция цинк или кадмий быстрее оксидируется, чем в расплаве с меньшим содержанием оксида. Однако, как видно из рис. 4.9 на поляризационных кривых имеются участки сплавообразования. Это связано с тем, что время паузы между импульсами поляризующего тока составляет ІО -КГ4 с. Выделившийся стронций не успевает прокорродировать в расплав. В случае длительного электролиза после отключения тока выделившийся на поверхности электрода стронций переходит в солевую фазу за счет коррозии. Поэтому в указанных условиях удается обнаружить в цинке, кадмии лишь следовые количества стронция. При электролизе оксидно-хлоридного расплава не удалось получить алюмостронциевого сплава. Причина заключается, как было показано в разделе 4.2, в том, что на поверхности жидкого алюминия образуется труднорастворимая оксидная пленка, которая пассивирует поверхность электрода. Потенциал его смещается в отрицательную сторону и становится возможным разряд ионов щелочного металла.

Сплавы с заметным содержанием стронция удалось получить при уменьшении концентрации оксида стронция до 0,362 мол. %.расплава (K-Na)Cl3KB-26 мол. % SrCl2-0,362 мол. % SrO при 973 К на жидком цинковом и кадмиевом катодах представлены на рис. 6.10 и приведены в табл. 6.7.

Из рис 6.8 видно, что общий ход кривых 1 и 2 аналогичен таковому при электролизе хлоридных расплавов (рис. 6.1). Кривые так же проходят через максимум. Выход по току стронция в сплав с цинком падает с 87 % в хлоридном рас-плаве до 48 % в оксидно-хлоридном расплаве при плотности тока 0,39 А/см . Для кадмиевого катода при плотности тока 0,52 А/см выход по току стронция уменьшается с 92 до 50 %. Общее снижение выхода по току стронция в сплав с цинком и кадмием связано, как видно из обсуждения катодных поляризационных кривых (раздел 4), с ростом остаточной плотности тока из-за протекания реакции металлотермического восстановления оксида стронция на поверхности катода восстанавливающимися ионами щелочных металлов и ионами стронция, а так же с увеличением плотности тока перезаряда ионов Sr до Sr в присутствии оксида стронция.

В оксидно-хлоридном расплаве потенциал кадмиевого электрода смещается в сторону более электроотрицательных значений на 0,01-0,02 В по сравнению с хлоридным электролитом. В результате возрастает доля тока, идущая на восстановление щелочных металлов, что так же способствует снижению выхода по току стронция в сплав с кадмием.

Для исследования влияния продолжительности электролиза на выход по току стронция в сплав с кадмием и цинком проведен электролиз расплава (К-Na)Cl3KB-26 мол. % SrCl2-0,362 мол % SrO с плотностью тока 0,39 А/см при 973 К. Содержание стронция в сплаве изменяли от 0,5-10-2 до 5-Ю-2 мол. дол. Данные о выходе по току стронция в сплав с жидкими цинковым и кадмиевым катодами представлены на рис. 6.11. и приведены в табл. 6.8.Видно, что ход кривых практически не изменился от хода кривых, полученных электролизом в хлоридном расплаве. Однако, выход по току стронция уменьшился. Так в сплаве с кадмием выход по току снизился с 94 (рис. 6.6) до 51 %, при плотности тока 0,39 А/см , а для цинкового катода с 85 до 50 %, при такой же плотности тока. Это удовлетворительно совпадает с данными о выходе по току стронция в зависимости от изменения плотности поляризующего тока. Выход по току стронция в сплав с цинковым катодом уменьшается менее резко, чем для кадмиевого катода (рис. 6.11).

При электролизе оксидно-хлоридного расплава с цинковым электродом так же как и при электролизе хлоридных расплавов наблюдалась фазовая поляризация (рис. 6.12).Видно, что вид кривой, представленной на рис. 6.12 аналогичен кривым, представленным на рис. 6.2 и 6.8. Однако, все процессы, протекают при потенциалах на 0,02-0,03 В отрицательнее, чем в хлоридных расплавах, что хорошо согласуется с данными, полученными в работе /57/. Как видно из рис. 6.12 фазовая поляризация проявляется неоднократно.

Похожие диссертации на Закономерности электродных процессов с участием стронция на жидких металлах в хлоридных и оксидно-хлоридных расплавах