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1-1 炼铝简史1

第一章 引言1

1-2 新法炼铝远景6

1-2-1 热还原法7

1-2-2 低价卤化物歧解法13

1-2-3 非传统的电解法15

第二章 相平衡20

2-1 引言20

2-1-1 相平衡中的术语20

2-2-1 NaF-AlF3系22

2-2 包含Na3AlF6的二元系和准二元系22

2-2-2 Na3AlF6-Al2O3系24

2-2-3 Na3AlF6-Na20系28

2-2-4 Na3AlF6-β-Al203系29

2-2-5 Na3AlF6—NaAlO2系29

2-2-6 Na3AlF6-LiF系30

2-2-7 Na3AlF6-Li3A1F6系31

2-2-8 Na3AIF6-KF系32

2-2-9 Na3AlF6-K3lF6系33

2-2-10 Na3AlF6—MgF2系33

2-3-1 Na3AlF6-NaF-Al2O3系36

2-2-11 Ns3AlF6-CaF2系36

2-2-12 Na3AlF6-FeF2系37

2-2-13 Na3AlF6-FeF3系37

2-2-14 Na3AlF6-NaCl系37

2-2-15 Na3AlF6-KCl系38

2-2-16 Na3AlF6-MgCl2系39

2-3 包含Na3AlF6的三元系39

2-3-4 Na3AlF6-NaF-Li3AlF6系41

2-3-3 Na3AlF6-NaF-Li系41

2-3-2 Na3AlF6-NaF—CaF2系41

2-3-5 Na3AlF6-NaF-KF系42

2-3-6 Na3AlF6-NaF-K3AlF6系42

2-3-7 Na3AlF6-NaF-MgF2系42

2-3-8 Na3AlF6-NaF-NaCl系42

2-3-9 Na3AlF6-AlF3-Al203系42

2-3-10 Na3AlF6-AlF3-CaF2系45

2-3-11 Na3AlF6-AlF3-LiF系45

2-3-12 Na3AlF6-AlF3—Li3AIF6系46

2-3-14 Na3AlF6-AlF3-K3AlF6系47

2-3-15 Na3AlF6-AlF3-MgF2系47

2-3-13 Na3AlF6-AlF3-KF系47

2-3-16 Na3AlF6-AlF3-NaCl系48

2-3-17 Na3AlF6-AlF3-MgCl2系48

2-3-18 Na3AlF6-Al203-CaF2系48

2-3-19 Na3AlF6-Al203-IiF系49

2-3-20 Na3AlF6-Al203-li3AlF6系49

2-3-22 Na3AlF6-Al2O3-MgF2系50

2-3-21 Na3AlF6-Al2O3-K3AlF6系50

2-3-23 Na3AlF6-Al2O3-NaCl系51

2-3-24 Na3AlF6-Al2O3-CaO系51

2-3-25 Na3AlF6-Al2O3-SiO2系51

2-3-26 Na3AlF6-CaF2-NaCl系52

2-3-27 Na3AlF6-LiF-li3AlF6系52

2-4-3 Na3AlF6-(KF)3-(NaF)3-K3AlF6系53

2-4-2 Na3AlF6-(LiF)3-(NaF)3-Li3AlF6系53

2-4 包含Na3AlF6的三元互换系53

2-3-28 Na3AlF6-LiF-MgF2系53

2-4-1 (Na3AlF6)2-Al2O3-(AlF3)4-(Na2O)3系53

2-4-4 Na3AlF6-(NaAl02)3-(NaF)6-(Al2O3)2系54

2-4-5 (Na3AlF6)2-(Na2O)3-(NaF)12-Al2O3系56

2-5 包含Na3AlF6的四元系56

2-5-1 Na3AlF6-AlF3-Al2O3-CaF2系56

2-5-2 Na3AlF6-AlF3-Al203-Li3AlF6系57

2-5-3 Na3AlF6-AlF3-Al2O3-NaCl系58

2-5-4 Na3AlF6-AlF3-CaF2-MgF2系58

2-5-5 Na3AlF6-AlF3-LiF-MgF2系58

2-5-6 Na3AlF6-AlF3-LiF-NaCl系58

2-6 包含Na3AlF6的四成分以上混合物59

2-6-1 Na3AlF6-AlF3-Al2O3-CaF2-MgF2系59

2-5-8 Na3AlF6-Al2O3-CaF2-NaCl系59

2-5-7 Na3AlF6-AlF3-NaCl-Al4C3系59

2-6-2 Na3AlF6-AlF3-Al2O3-CaF2-NaCl系60

2-6-3 Na3AlF6-AlF6-Al203-LiF-MgF2系60

2-6-4 Na3AlF6-AlF6-Al2O3-MgF2-NaCl系60

2-6-5 Na3AlF6-Al203-CaF2-NaCl-MgF2系61

2-6-6 Na3AlF6-AlF6-Al203-CaF2-LiF-MgF2系61

2-6-7 Na3AlF6-AlF6-Al2O3-CaF2-MgF2-NaCl系61

2-6-8 Na3AlF6-Al203-CaF2-LiF-MeF2-NaCl系62

2-6-9 Na3AlF6-AlF3-Al203-CaF2-LiF*MgF2-NaCl系62

2-7-5 NaF-AlF3-LiF系63

2-7-3 NaF-AlF3-CaO系63

2-7-4 NaF-AlF3-CaF2系63

2-7-1 NaF-AlF3-Al2O3系63

2-7 包括NaF+AlF3的三元系63

2-7-2 NaF-AlF3-Mg0系63

2-7-6 NaF-AlF3-Li3AlF3系64

2-7-7 NaF-AlF3-KF系64

2-7-8 NaF-AlF3-K3AlF6系64

2-7-9 NaF-AlF3-MgF3系64

2-7-10 NaF-AlF3-NaCl系64

2-7-11 (NaF)6-Al2O3-(AlF3)2-(Na20)3系65

2-8 有关铝电解的其他体系65

2-8-1 NaF-Al2O3系65

2-8-2 NaF-NaAlO2系66

2-8-3 AlF3-Al2O3系66

2-8-4 AlF3-CaF2系66

2-8-7 AlF3-KF系68

2-8-5 AlF3-LiF系68

2-8-6 AlF3-Li3A1F6系68

2-8-8 AlF3-MgF2系69

2-8-9 Al203-Li3AlF6系69

2-8-10 Al2O3-K3AlF6系70

2-8-11 Al2O3-NaAlO6系71

2-8-12 Al203-Na20系72

2-8-13 Al203-Al4C3系72

2-9 其他相平衡72

第三章 热力学数据75

3-1 引言75

3-2 单元系的热力学数据76

3-3 一个组分以上的体系的热力学数据85

3-3-1 混合热函85

3-3-2 熔融NaF-AlF3及LiF-AlF3混合物中的平衡反应87

3-3-3 熔融NaF-AlF3-Al2O3混合物中的平衡反应90

3-4 电解质的活度92

3-4-1 熔盐中的活度概念92

3-4-2 活度测定的试验方法93

3-4-3 冰晶石混合物中的活度94

3-5 蒸气压数据106

3-5-1 引言106

3-5-2 NaF-AlF3混合物的蒸气压107

3-5-3 NaF-AlF3-Al2O3混合物的蒸气压112

第四章 冰晶石-氧化铝熔液的结构质点115

4-1 引言115

4-2 电解质结构模型的发展116

4-2-1 冰晶石熔液的结构116

4-2-2 冰晶石-氧化铝混合熔液的结构120

4-2-3 一般添加剂的影响124

第五章 物理化学性质126

5-1 密度126

5-1-1 引言126

5-1-2 冰晶石和含冰晶石的熔液的密度127

5-1-3 添加剂对于基本电解质的密度的影响130

5-2 表面性质138

5-2-1 引言138

5-2-2 冰晶石熔液和含有冰晶石的熔液的表面张力141

5-2-3 电解质-铝液界面上的界面张力144

5-2-4 炭素材料被电解质的湿润147

5-3 电导率154

5-3-1 引言154

5-3-2 冰晶石熔液以及含有冰晶石的混合熔液的电导率155

5-3-3 工业电解质的电导率167

5-4 粘度171

5-4-1 引言171

5-4-2 铝液的粘度171

5-4-3 冰晶石及熔融冰晶石混合物的粘度171

5-4-4 添加剂对于电解质粘度的影响174

5-5 迁移数179

5-6 铝电解质的扩散系数182

5-6-1 引言182

5-6-2 氟化物的扩散系数184

5-6-3 氧化铝在氟化物熔液中的扩散系数186

5-6-4 氧化铝溶解动力学的其他方面188

6-1-1 引言192

6-1 原电池及参比电极192

第六章 电化学性质192

6-1-2 气体电极193

6-1-3 氧化物电极200

6-1-4 金属电极203

6-1-5 利用液体通路的电极206

6-1-6 固体电解质207

6-2 电双层208

第七章 电极过程214

7-1 阴极过程214

7-1-1 引言214

7-1-2 放电电位214

7-1-3 动力学的观点217

7-1-4 电位阶段与过电压219

7-1-5 工业电解槽的阴极过程224

7-2 阳极过程225

7-2-1 引言225

7-2-2 一次阳极产物226

7-2-3 阳极过电压232

7-2-4 冰晶石熔液成分的影响256

7-2-5 阳极的损耗259

7-2-6 阳极过程的机理261

7-2-7 其他阳极材料265

7-3 阳极效应269

7-3-1 阳极效应的发生270

7-3-2 阳极效应的机理283

7-3-3 工业电解槽上的阳极效应287

8-1 引言290

第八章 铝同电解质的相互作用290

8-2 目测法291

8-3 溶解度的测定293

8-3-1 淬冷法294

8-3-2 重量损失法298

8-4 有铝存在时的蒸气相300

8-5 电化学性质305

8-6 已溶金属的本性308

8-6-1 金属胶体分散物311

8-6-2 工业槽内金属分散物及其溶解度313

第九章 电流效率314

9-1 引言314

9-2 冰晶石熔液中铝的重量损失314

9-2-1 各种参数对于重量损失的影响314

9-2-2 铝损失的机理323

9-3 CO2、CO同溶解的铝之间的反应325

9-4 实验室电解槽的电流效率333

9-4-1 影响电流效率的若干参数334

9-5 工业电解槽的电流效率342

9-5-1 工业电解槽电流效率的测定344

9-5-2 影响工业电解槽电流效率的若干参数351

第十章 铝电解生产方面的若干问题358

10-1 电解质里的杂质以及它们的影响358

10-1-1 引言358

10-1-2 杂质在冰晶石和冰晶石—氧化铝熔液中的溶解度358

10-1-3 杂质对电解质的物理化学和电化学性质的影响365

10-1-4 按照杂质在电解过程中的行为对其分类368

10-2-1 工业铝电解槽的氟化物损失数据373

10-2 氟化物污染问题373

10-2-2 氟化物对人体的影响376

10-3 工业铝电解槽里的碳379

10-3-1 引言379

10-3-2 阳极中的杂质380

10-3-3 电解质中的碳381

10-3-4 添加剂和阳极性质384

10-3-5 Al4C3的生成385

10-3-6 炭素内衬的变形与破损387

10-3-7 几种可能的新内衬材料390

10-4 霍尔-埃鲁法的能量需要391

10-4-1 热力学计算391

10-4-2 氧化铝溶解热对电解槽温度场的影响393

10-5 铝电解槽中的对流395

参考文献400