铝电解析氧阳极的气泡行为及其对氧化铝溶解与电流效率的影响

基于惰性电极的电解新工艺可大幅度降低能耗并消除温室气体排放，一直是人们关注焦点和研究热点。申请人参与的惰性阳极（即析氧阳极）项目组已进行了4kA电解试验，发现了与碳阳极电解时不同的新现象与新问题：阳极气泡相当细小，无阳极效应发生，高Al2O3浓度下仍无沉淀产生，电流效率低于50％。.本项目拟采用"高温冶金熔体X-射线实时数字成像系统"和计算机仿真技术，研究析氧阳极的气泡行为及其扰动下的多相电解质流体动力学，揭示析氧阳极和碳素阳极电解槽中Al2O3溶解过程的差异；研究气泡行为对铝的溶解、扩散、迁移及其与阳极气泡接触与反应过程的影响，揭示析氧阳极电解条件下的电流效率损失机理；从电解槽结构和电解工艺等方面寻求维持高Al2O3浓度和解决低电流效率问题的方法与手段，为降低惰性阳极腐蚀和电解槽高效稳定运行提供理论与技术支撑，促进基于惰性电极的铝电解新工艺的成功开发，也可为其它冶金熔体的研究提供借鉴。