Оптимизация процесса электролиза при получении оксида алюминия высокой чистоты с использованием электрохимического метода окисления алюминия

摘要

Изучен ключевой процесс технологии получения оксида алюминия высокой чистоты. При этом использован электрохимический метод окисления. Исследование процесса электролиза проводили на лабораторной установке для проведения поляризационных измерений с использованием потенциостата PARSTAT 4000, а также на укрупненном электролизере, входящем в состав экспериментального образца установки получения а-оксида алюминия высокой чистоты. В качестве исходного сырья был использован алюминий с содержанием основного компонента не менее 99,99 % (маc). Для определения оптимальной плотности тока провели ряд электрохимических экспериментов, в ходе которых были построены поляризационные кривые. На полученных поляризационных кривых анодного растворения алюминия были выявлены три участка с выраженными электрохимическими процессами: образование одно- и трехвалентных ионов алюминия; пассивация анода с образованием труднопроницаемых оксидов; разряд гидроксид-анионов воды. С целью определения режима подачи тока был проведен ряд экспериментов, основной целью которых являлся подбор минимального интервала смены полярности электродов для обеспечения постоянного напряжения на ванне. Построена зависимость напряжения от продолжительности периода смены полярности электродов. Согласно полученной зависимости, при использовании интервала смены полярности электродов длительностью более 1 мин напряжение на ванне постепенно увеличивается за счет увеличения толщины пленки гидроксида алюминия на аноде. Определены оптимальные параметры режима подачи тока и плотности тока. На основании проведенных исследований можно сделать вывод, что полученные оптимальные параметры процесса электролиза могут быть использованы при масштабировании технологии получения оксида алюминия высокой чистоты с использованием электрохимического метода окисления алюминия.