АЛЬТЕРНАТИВНА ВЕРСІЯ ПРО ПРИРОДУ АНОДНОГО ЕФЕКТУ ПРИ ЕЛЕКТРОЛІЗІ КРІОЛІТО-ГЛИНОЗЕМНИХ РОЗПЛАВІВ
DOI:
https://doi.org/10.31319/2519-2884.32.2018.170Ключові слова:
електроліз кріоліто-глиноземного розплаву, анодний ефект, поверхневий натяг, прианодний шар, електропровідністьАнотація
У роботі обґрунтовується нова гіпотеза, що стосується причин появи анодного ефекту, який виявляється при електролітичному одержанні алюмінію. Про природу анодного ефекту є суперечливі думки. Перша версія про причини його походження заснована на уявленнях про визначальний вплив зміни поверхневого натягу на границі розплаву із графітовим електродом. Друга версія пояснює підвищення робочої напруги й іскріння на електролізері утворенням на поверхні електрода малопровідного шару з нефторидних з’єднань із низькою змочуваністю.
Нова гіпотеза ґрунтується на обліку зміни складу прианодного шару електроліту й формування на поверхні електрода шару закристалізованого кріоліто-глиноземного розплаву. Для її обґрунтування в роботі проведені оцінювальні розрахунки з урахуванням щільності анодного струму при електролізі й динаміки наростання напруги на електролізній ванні в період між двома анодними ефектами.
На основі положень теорії масопереносу в приелектродних шарах при проходженні постійного струму, а також співвідношень Максвелла, що описують електропровідність гетерогенних систем, показано можливість формування біля поверхні електрода гетерогенної фази з електропровідністю щонайменше на два порядки нижчою, ніж у вихідного кріоліто-глиноземного розплаву.
Розглянута версія не суперечить явищу утворення навколо анода «газової сорочки», тому що визначальним при цьому є не змочуваність електрода розплавом, а консистенція приелектродного шару електроліту. На відміну від інших версій вона також пояснює поступове зростання напруги на електролізі безпосередньо перед анодним ефектом.
Ключові слова: електроліз кріоліто-глиноземного розплаву, анодний ефект, поверхневий натяг, прианодний шар, електропровідність.Посилання
Thonstad J. On the anode effect in criolyte-alumina melts / Thonstad J., Nordmo F., Vee K. // EIectrochimica Acta, 1973, Vol. 18, pp. 27–32.
Стендер В.В. Прикладная электрохимия / В.В.Стендер. – Харьков: Изд-во Харьковского ун-та, 1961. – 540с.
Кунтий О.І. Електроліз іонних розплавів. Виробництво магнію / О.І.Кунтий, Г.І.Зозуля. – Львів: Вид-во Львівського ун-ту. – 2006. – 208с.
Алаторцев А.В. Повышение эффективности электролиза алюминия с помощью математического моделирования / А.В.Алаторцев, Р.Н.Кузьмин, Н.П.Савенкова // Прикладная физика. –2007. – № 4. – С.34-43.
Альфа-металл: справочные материалы: ГОСТ. Глава XVIII. Основы расчета алюминиевого электролизера. 2010 г. (Металлургия алюминия Троицкий И.А., Железнов В.А. mht).
Томилов А.П. Прикладная электрохимия / Томилов А.П. – 3-е изд. – М.: Химия, 1984. – 480с.
Электропроводность электролитов-суспензий системы NaF-AlF3-CaF2-Al2O3 / К.Б.Бакин, О.Н.Симакова, П.В.Поляков [и др.] // Journal of Siberian Federal University. Engineering and Technologies. – 2011. – 2 (4). – Р.162-169.
Концентрационные изменения в приэлектродных слоях в процессе электролиза / В.С.Кублановский, А.В.Городыский, В.Н.Белинский, Т.С.Глущак. – Киев: Наукова думка, 1978. – 210с.
Шаповал В.И. Диффузия ионов кислорода к платиновому аноду в расплавах KС1–LiСl / В.И.Шаповал, В.А.Василенко // Украинский химический журнал. – 1974. – Т. XL, вып. 8. – C.92-94.
