铝电解用惰性阳极-j9九游会

铝电解用惰性阳极(inert anode used in aluminium electrolysis)

铝电解槽中与电源正极相联并基本上不消耗的电极。为试验铝电解槽中的部件。这种电极可以是金属铂，或者是其他具有导电性并能耐铝电解质熔体和铝液侵蚀的一种或多种氧化物陶瓷体或金属陶瓷体。

电极反应   目前使用的传统铝电解用碳阳极在铝电解过程中因含氧配位离子在其上放电后并与之反应析出co₂气体而不断消耗。al₂o₃在1300k温度下的理论分解电压为1.15v，而氧化铝在工业铝电解槽上的实际分解电压一般为1.60～1.70v，阳极超电位为0.5～0.55v。

在采用惰性阳极电解时，氧化铝的分解反应可以表示为：

氧在1300k温度下的铝惰性阳极电解槽中的理论分解电压为2.18v。氧在惰性阳极上析出的超电位一般较碳阳极低得多。当电流密度为1a／cm²时，超电位约为0.1v。

在铝电解中惰性阳极的电极反应过程一般可描述为：

材料及其制备   铝电解槽对惰性阳极的要求为：(1)导电性好；(2)化学稳定性好，抗氧化、耐电解质侵蚀性能好、不污染阴极铝产品；(3)有足够的机械强度和良好的抗热震性能；(4)价廉易得，容易制造。贵金属铂惰性阳极仅能作为实验室研究之用。有可能应用于工业铝电解的是用氧化物陶瓷体和金属陶瓷体制造的惰性阳极。据统计，已提出的惰性阳极材料不下40种之多，如sno₂、fe₂o₃、cr₂o₃、nio、cuo、zno、co₃o₄、y₂o₃、la₂o₃等，其中有单一氧化物掺杂的，也有复合型氧化物，还有氧化物金属陶瓷材料。目前研究比较多的有sno₂基惰性阳极和fe–ni–o基金属陶瓷复合材料惰性阳极。sno₂基惰性阳极的典型组成是96％sno₂ 2％，sb₂o₃ 2％cuo。金属陶瓷复合材料惰性阳极的典型组成为83％fe–ni–o(51.7％nio 48.3％fe₂o₃) 17％cu。这种氧化物陶瓷型惰性阳极的制造工艺一般采用粉末冶金的方法，即将一定组成的原料粉末混匀后通过轴向压或等静压将其压制成形，然后进行高温烧结，烧结温度一般在1673k温度左右或更高。

优缺点   氧化铝在铝惰性阳极电解槽中的理论分解电压比在碳阳极中高出1.03v，公斤铝的理论电耗高出3kw•h，但惰性阳极上的反应超电位却比碳阳极低约0.4v。此外，与碳阳极相比，惰性阳极还有以下优点：(1)惰性阳极消耗甚少，可大量减少优质碳素材料的消耗；(2)惰性阳极不需要经常更换。不仅减少了阳极的维护操作费用，而且有利于铝电解过程的稳定；(3)阳极气体是有价值的副产品氧气，劳动条件好，不存在污染问题；(4)为设计高效节能新型铝电解槽创造了条件。

现状   铝电解惰性阳极现尚处于试验研究阶段，存在的主要问题是惰性阳极的耐腐蚀性不够好，使用寿命不长，阴极产品铝受到来自惰性阳极组分的污染。此外，还存在一些工艺技术上的问题，以及陶瓷型电极和母线的连接问题等。