Процессы, протекающие на аноде из оксида никеля при электролизе расплава CaCl2-CaO тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.05 ВАК РФ
Дубовцев, Александр Борисович
АВТОР
|
||||
кандидата химических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
Екатеринбург
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
1992
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
02.00.05
КОД ВАК РФ
|
||
|
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УРАЛЬСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ ВЬГСОКОТШШРАТУРНОЙ ЭЛЕКТРОХИМИИ
УДК Б41.135.3.:541.136.5:546.13'21-143
ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКШИЕ НА АНОДЕ ИЗ ОКСИДА НИКЕЛЯ ПРИ ЭЛЕКТРОЛИЗЕ РАСПЛАВА СаИ,- СаО
02.00.05 - Электрохимия
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук
На правах рукописи
. ДУБОВИЕВ АЛЕКСАНДР БОРИСОВИЧ
Екатеринбург - 1992
Работа выполнена в институте высокотемпературной электрохимии УрО РАН
Научный рукводитвль: доктор технических наук, профессор Л.Е. Ивановский
Официальные оппоненты: доктор химических наук
К.А.Калшз
кандидат химических.наук, ст.н.с. А.В.Красноперов
Ведущее предприятие! Уральский ордене Трудового Красного Знамени шлитехыичэский институт им. С.М.Кирова
Защита диссертации состоится и ¿¿¿¿-и^-_1992 г. па
заседании Специализированного Совета Д 002.02.01 по присуждению ученых степеней в Институте высокотемпературной- электрохимии УрО РАН
Отзывы в двух экземплярах с заверенной подписью просим присылать по адресу: 620219,. Екатеринбург.,. ГСП-146, ул. С.Ковалевской, 20, Институт высокотемпературной: электрохимии УрО РАН, ученому секретарю совета Анфиногонову А.И. -
С! диссертацией .можно ознакомиться- в библиотеке УрО РАН Автореферат разослан ". 1992 г.
Ученый секретарь -Специализированного __
Совета .кандидат химических наук л$и^»^з«~^Анфиногенов А.И.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА.РАБОТЫ
Актуальность темы. Создание экологически тастих электрохимических технологий в настоящее время имеет большое значение. С этой точ1си зрения представляет практический интерес получение • легких металлов путем разложения га оксЦцой, растворенных, в га-логенидннх расплавах. Электролиз таких электролитов ведут с использованием графитовых анодов. Углерод непосредственно участвует в электрохимическом процессе и постепенно расходуется. При- • чем, расход углерода достаточно велик. Так, например, при полу-' чении I т алюминия затрачивается более 400 кг анодов. Поэтому создание нерасходуемых анодов для электролиза расплавленных солей является вашой задачей, решение которой позволило бы справиться с целым комплексом проблем, связанных о расходом углеродных материалов л.повышением технологичности процесса электролиза. Имеющаяся литература по этому вопросу в основном носит па- • тентный характер и описывает различные состава анодов, .'Пригодные для электролиза криолит-глиноземного расплава. Дайннз о механизме электродных процессов, протекающих на таких айодвх йра электролизе , практически отсутствуют;
Использование расплава СаС1а- СаО в качества рабочего определялось хорошей растворимостью оксида кальция в его хлориде, ■ что позволяет вести исследования в широком диапазоне концентраций СаО. Подготовка соли велась традиционными методами.
Цель работы. Изучить принципиальную возможность использования оксидных анодов для электролиза оксидно-хлорйдаш. расплавов: Исследовать закономерности анодного процесса на окейдном электроде в расплаве СаС1г- СаО.
Научная новизна и практическая ценность. Получены данные о растворимости индивидуальных оксидов ТК^, Со304, БпОг, гпо, Рв,0,. N10 и оксидных анодов, изготовленных на основе Ре209 и N10, в расплаве СаС14- СаО.
Изучены керамические и механические свойства электрода N10 - Ы?0 в зависимости от условий ого изготовления й-содержания оксида лития.
- Измерены равновесные потенциалы электрода N10 - МО в рас-
плаве СаС1г- СаО в зависимости от концентрации оксида кальци" парциального давления кислорода над расплавом.
' Исследована кинетика разряда ионов кислорода на оксидном аноде в расплаве СаС12- СаО. Предложен механизм анодного процесса. Измерено перенапряжение выделения кислорода на анода МО - Ы20. Даны рекомендации технологических параметров электролиза расплава ОаС32- СаО с использованием оксидного анода.
Проведен электролиз расплава СаС12- СаО.
Апробация работы. Полученные материалы доложены и обсуадены на: VI Кольском семинаре по алектрохимии редких и цветных металлов (г.Апатиты, 1939), Всесоюзной конференции "Теория и практика электрохимических процессов и экологические аспекты их использования" (г.Барнаул, 1390), VI Международной конференции по химии твердого тела (г.Одесса, 1990), Всесоюзной школе по электрохимии (г.Свердловск,1991).
. Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных работ.
• Объем работ. Диссертация состоит из введения, пяти глав и выводов, изложена на 124 страницах машинописного текста, включа-. ет 29 рисунков, 18 таблиц и список литературы из 99 наименований. 1 • ■ - СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении кратко обосновывается актуальности темы диссертации, определяются основные цели и структура проведенных исследований.
. Первая глава посвящена выбору объекта исследований. Методом изотермического насыщения определена растворимость оксидов МОа, , Сса04, Бп02, ЕпО, Га,Ов и N10 в расплаве СаС12- СаО при температуре 1073 К. Меньшей растворимостью обладают оксиды железа и ни, келя - 7,2х1СГви 5,2хЮ"амас.% соответственно. Для практических целей было необходимо изучить стойкость оксидных материалов под током. Эксперименты проводили в тигле из оксида бериллия в атмо-■ сфере воздуха. Катодное и анодное пространство .были разделены диафрагмой. Оксидные электроды готовили методом холодного прессования с последующим обжигом. В качестве основной электродной массы были выбраны Го2оэ и N10, к которым для повышения электро-
проворности добавляли оксида цинка, олова, марганца, кобальта, натрия и лития. Плотность тока-электролиза на'аноде изменяли от 0,1 до 1,0 А/см2. Показано, что минимальной скоростью коррозии . при плотностях тока меньше 0,5 А/см2 обладает электрод состава N10 - Ы^О (2,5. мае.Ж). Скорость коррозии составила 5,29x10"* Г/СМ2Ч.ПО ОКСИДУ НИКвЛЯ И 6,'47хЮ~4Г/СМ*Ч ПО ОКСИДУ ЛИТИЯ 1фИ плотности тока 0,25 А/см7. ,
Способ электрохимического получения металлов с использованием нерасходуемых анодов предъявляет к ним определенные требования. Помимо устойчивости к воздействию со стороны расплава, . электрод должен обладать достаточной механической прочностью и хорошими керзмическими свойствами. Во второй главе стандартными . методиками определено влияние состава и условий синтеза электрода Ш.0 - ыг0 на его макроструктуру (табл.1)
Таблица I
Керамические и механические свойства электродов N10 - М30
мвс.% р прес* мПа т обж* К ^обж' Ч иоткр' % ркаж' г/см Рист* г/см Н/см* В,* 41,¡8
0,1 375 1623 6 7,77 ' 5,15 6,47 16,90 1,29 8,3
0,5 375 1623 6 5,41 6,40 6,70 17,18 0,95 8,8
1,0 375 1623 6 5,38 5,51 6,85 19,76 0,92 9,4
2,5 375 1623 6 4,86 5,69 6,95 21,12 0,83 10,0
2,5 375 1623 12 3,11 6,23 7,12 25,69 0,54 —
2,5 375 1623 23 1,72 6,40 7,19 26,31 0,26 -—
2,5 375 1623 2 . 12,77 5,50 6,44 19,86 2,42 —
2,5 375 1423 2 14,11 5,43 6,40 19,78 2,56 -
2,5 375 1423 6 9,37 5,38 6,71 20,42 1,68 -
2,5 250 1423 2 29,15 4,19 5,90 15,76 6,97 -
2,5 250 ' 1423 6 26,70 4,57 6,20 19,35 5,91 -
2,5 250 1623 о 28,93 4,49 6,17 16,31 6,33 -
2,5 250 1623 6 18,45 4,89 6,27 19,55 4,04 ■-
Важной характеристикой керамики, используемой при высоких температурах, является коэффициент температурного линейного расширения (КТЛР). Эта величина была определена при помощи дилато-
з
метрического анализа. Измерение удлинения образцов проводили через 50° в интервале те;.лератур от 323 до 1173 К. Значение КТЛР составило (14,70 - 14,68)х10"л К'* в зависимости от содержания 1а20 в образце.
В результате исследований показано, что оптимальными характеристиками обладает электрод содержащий 2,5 мас.% М20, спрессованный под давлением 376 Ша и обоженный при темпзратуре 1623 К. Увеличение времени обжига приводит к увеличению механической прочности« электрода и улучшению его керамических свойств.
Прежде чем пзрейти к исследованию процессов, протекающих на оксидном аноде при электролизе расплава 0аС32- СаО, было интересно изучить его поведение в условиях равновесия. В третьей главе измерены ЭДС ячеек:
02(г),(И0-И2С)тв| (1-п)Са012-п0а0| |СаС12|Ств, С1г(г) (I)
'■ Х0г(г)(1-Х)нв(г),№10-Ы,0)тв1 :а012-0а0 | |Са01г|Ств,012(г) (2)
в зависимости от концентрации оксида кальция в электролите и . парциального давления кислорода над расплавом. Эксперименты проводили в традиционной двухэлектродной ячейке. Одам полуэлементом служил оксидный электрод НЮ - М20 , погруженный в расплав СаС12- ОаО , в качестве второго использовали классический хлорный электрод. Расплав помещали в тигель из оксида бериллия. Диффузионный потенциал,, возникащий на пористой диафрагме, входил в величину измеряемой ЭДО.
Малые величины коррозии исследуемого электрода показывают, что ой является достаточно индифферентным по отношению к расплаву. Тогда, исходя ив литературных данных, можно.предположить, что электрод На основе оксида никеля будет вести себя как кислородный электрод в условиях нашего эксперимента. Полагая, что потенциал хлорного электрода равен нолю, ЭДО ячеек (I) и (2) можно записать как потенциал кислородного электрода, взятого с обратным • знаком:
с ' = - Е°о /0г- + КГА№ 1п( а20»-/Р0 ) (3)
Зависимость ЭДО ячейки (2) от парциального давления кислорода имеет линейный характер. Использ'уя метод наименьших квадратов с . доверительной вероятностью 0,95, из наклона, прямой определили количество электронов! участвующих в потенцкалопределяющей реакции. Эта вэличина составила 4,0-0,42, что хорошо согласуется с-теоретическим значением. Зависимость ЭДО ячейки (I) о? содержания оксида кальция в расплаве имеет более слотыЯ характер. На графике условно можно Еыделить три участка. Прямолинейный участок, захватывающий область концентраций от 1,88 до 4,6 мол.Ж. Количество электронов, расчитанноа нз наклона прямой, достаточно хорошо согласуется с теоретическим значением и равно 2,2 £ 0,14. При концентрация СаО 4,6 мол.й происходит резкое изменение наклона зависимости С-ЯСб0 в сторону укеньввния ЭДС. По-вйдимо-му, это связано с изменением коэффициента активности иона 0г~ при переходе в область болев концентрированных растворов. После дняй участок соответствует насшценвому по оксиду расплаву прл данной температуре (Т=1073 К).
Принимая за стандартное состояние насыщенный по СаО расплав, были расчиганы коэффициенты активности иена О1"» В области разбавленных растворов коэффициенты активности имейт прзктичесг» постоянную величину. В этом случае мокно перейти от актихзностзй к молыюдолевым концентрациям*.
С = + аГ/^ХпСР®^, [0аО]*/Ро [Са01 ]*) , (4)
где £* = С - РЯ/21Чп7*л0
■и расчитать величину условной стандартней ЗДО ячеек. (I) и (2). Результаты расчетов представлены в табл.2..
Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что оксид никеля, легированный оксидом лития, ведет себя как газо-' вый кислородный электрод в расплаве СаС12- СаО в кеслэДосанном диапазоне концентраций при налагай в атмосфере над расплавом кислорода.
В четвертой главе изложены результаты исследований электродных процессов, протекающих на аноде в расплаве СаС1я- СаО.
Электрод из оксида никеля, легированного оксидом литея, относится к полупроводникам Р-типз. Протекание электрохимических
Таблица 2
Значения коэффициентов активности и Л2СМ0Ш в зависимости от концентрации СаО в .-расплаве,. Величина условной стандартной ЭДО при 7*001131
Ы/п мСаО* мол.дол. 7 ласмеш , Дж/мал. *
I 0,0188 2,00 6181 0,605
2 0,0243 2,09 6573 0,605
3 0.0355 2,00 . 6181 0,602
4 0,0458 1,93 5869 0,601
5 0,0547 2,4- 7843 —
6 „6,0659 5,23.. 14752 —
7 0,0851 В,47 .19051 —
8 0,0938 8,41 18987 —
реакций на полупроводниковых электродах сопровождается рядом особенностей, обусловленных природой проводимости электродного материала. Поляризационные кривые, полученные на электродах с концентрацией Ма0 от 2,6 до 10 мас.й, в расплаве, содержащем 9,4 мол.Ж СаО, достаточно хорошо совпадают между собой. Можно предполойить,'что реализуются уоловия, когда падение потенциала в теле электрода мало по сравнению о падением потенциала в электролите. В пользу данного предположения говорит достаточно еысо-Кйя электропроводность керамики N10-1,^0. Поэтому, распределение потенциала в полупроводнике в дальнейшем не рассматривается. Во всех последующи экспериментах были использованы электрода, со-деркащие 2,5 мае.» 1,1,0.
Зависимость поляризации такого электрода от концентрации оксида кальция в расплаве при температуре 1073 К представлена
о ,
на рис Л. Эксперимента проводили в атмосфере гелия, а в случай богатых по оксиду расплавов и в атмосфере киолорода. При поляризации током 1-2 мА/см* поляризационные кривые* полученные в атмосфере кислорода и гелия, при прочих равных условиях совпадают в средней части. Этот факт и результаты потенциометряческих . из мерений позволяют сделать вывод, что на этом участке поляризационной кривой происходит выделение кислорода. •
т-1-1-1-1——к-1 в, в
-ojo -0S¥ -q?s '(>32 -qte e¡0 0JS Рис.1 Поляризация электрода N10 - Ы20 в расплава, мол.Ж: I - 9,4 (атм.02)» 2 - 9,4 (атм.Не)} 3 - 3,9 (атм.Не);
4-1,9 (атм.Не); 5 - 0,8 (атм.Не)
Последний участок поляризацонных кривых соотввтветствует предельному току по ионам кислорода.
В ходе снятия поляризационных кривых фиксировались кривые, спада потенциала. Величина поляризующего тока оказывает существенное влияние на ход этих кривых» При плотностях тока больше 0,37 А/см2 на кривой отключения для расплава, содержащего 3,9 мол.Ж СаО, наблюдается две задержки потенциала в области - 200 мВ и - 400 мВ относительно хлорного электрода сравнения. На кривой, относящейся к плотности тока 0»075 А/см*, первая задержка
С, А/см* io~>
потенциала отсутствует. Наличие задержки потенциала в области - 200 иВ связано с взаимодействием хлора с материалом электрода. Электродную реакцию, соответствующую этому процессу мскао записать так:
201"- 2е + Ы40
21.101 + 1/20,
(5)
Вторая площадка на кривой спада потенциала соответствует десорбции молекулярного кислорода с поверхности электрода, который образуется в результате разряда ионов кислорода. Увеличение содержания ОаО в расплаве до 9,4 ыол.& приводит к сдвигу первой за-, дерзки потенциала в более положительную■область потенциалов.
Реакцию разряда оксидных ионов на керамическом электроде можно ошоать уравнением:
°\1б)+ 2Р - 1/2 °а
Эта сушарная реакция может быть разделена на стадии:
(об)" ^(сов)
'пов) + 2р*—■> О
(ад)
20 (ад)*
0.
»(ад)
'г (ад)
°»(адГ
0.
х (Об)
(6)
(7)
(8) (9) (Ю) (II)
Диффузионный шток в слое, толщиной б, определяется уравнением Фика:'
¿Го»-= - 1)(а4- а$)/б (12)
где б и а4- коэффициент диффузии и активных ионов кислорода ( адг равновесное вначенив).
Плотности тока, отвечапцие уравениям разряда (8) и (10) определяется соотношениями:
С <0,6*4- е2е-Р1Т!) (13)
Здесь 101 и 102 - плотности токов обмана, 04= а1/ч|, 0г= э2/а2- приведешая степень заполнения поверхности адсорбированными ионами и атомами кислорода, т) - перенапряжение в безразмерных единицах ( т)= 25Т/КГ ).
Поток атомов кислорода, участвующих в рекомбин;,-уравнение (9) можно представить в форда:
(15)
где -равновесный поток, отвечавший рекомбинации. Полный ток I и токи разряда З^и 12 связаны условиями:
1= 1/2(1,+ 12) 1Г 12= 41».1р (16)
Используя уравнение (12), поверхностное заполнение представлено в виде 6,= 1-Т./1 др (17)
где гиод/о
Отвод молекулярного кислорода будем считать достаточно быстрым.
Совместное решение уравнений (12-17) позволяет получить вольтамперную характеристику I = 1(т)).
Рассмотрим два предельных случая, отвечающих диффузии ионов ¡сислорода, замедленному первому разряду, замедленной рекомбинации или замедленному разряду ионов при участии адсорбированных атомов. Тогда поляризационная характеристика определяется решением квадратного уравнения:
ах*+вх+с=0 (18)
При замедленной рекомбинации:
а= 4?^1о10-ат»(вОТ1/1пр+ 1/1а4) (19)
ь= - \[^Г1(е~гТ>/ (4?£). + 2е'ат1 (еат'/1пр+ 1 /1о1) (20)
с= 1 - е~*т' (21)
Х= 1/(4Р^1о1)1"'1 (22)
О
при замедленном разряде с участием адсорбированных атомов кислорода:
в- i^íe^/íi^V + e'^/I^ (23)
ь- 2е^>Хр+ e-^/iot] (24)
с= 9<си+ои>1)_ (25)
х= i/^A*)1" • <26>
Численный расчет поляриазционных характеристик по уравнениям (I8-2G) показал, что волътамперные характеристики для рассмотренных случаев'замедленной рекомбинации и электрохимической десорбции имоют качественно одинаковый вид. Используя при расчетах экспериментальное значение плотности тока 1^= lA/см2 получили, что расчетные кривые близки к экспериментальным при значениях 101= 10 А/см2, 4FJp=0,00I А/см2, когда замедленной является реакция рекомбинации, а iol=I0 A/cM*iost=0,0I или 0,001 А/см2 при замедленной электрохимической десорбции. Начальный участок поляризационной кривой, полученной в атмосфере кислорода, является линейным в координатах плотность тока - перенапряжение. Эффективный ток обмена, расчитанный из наклона прямой, равен 10"'А/см2, что хорошо совпадает с расчитанными значениями.
Имеющиеся экспериментальные дзнные и результаты теоретических расчетов позволяют сделать вывод о том, что стадия переноса заряда (8) в реакции выделения кислорода не является замедленной. Лимитирующей стадией при плотностях тока ниже по-видимому, является реакция рекомбинации либо электрохимическая десорбция .
Для уточнения механизма разряда оксидных ионов на керамическом электроде были проведены дополнительные исследования методом хроновольтамперометрии с линейной разверткой потенциала. Разряд оксидных ионов проявляется в появлении пика в интервале потенциалов -0,210 —0,120 В относительно хлорного электрода сравнения. С увеличением скорости развертки потенциала пик фиксируется более четко. Отсутствие катодного пика при обратном направлении развертки потенциала говорит о существошюй необра-
тимости процесса.
Независимость параметра ip/Y*'2(ip- плотность тока пика; Y- скорость развертки потенциала) от скорости развертки потенциала говорят о том, что процесс контролируется диффузией и (или) переносом заряда.
Зависимость потенциала пика от lgV линейна в изученном интервале скоростей рапвертки потенциала и имеет наклон 65 - 19 мВ на порядок. Этот факт танка указывает на необратимость изучаемого процессв.Еще одним критерием, по которому можно судить об обратимости процесса, является ширина пика. Ее оценивают по разности потенциалов пика и полугаша. В нашем случав эта величина составляет 105- 110 мВ, что почти в два раза превышает теоретическое значение для обратимого процесса.
Таким образом, учитывая все вышесказанное, можно предположить замедленный характер реакции электрохимической десор- ' бции (10). Если предположить, что адсорбция атомов кислорода подчиняется изотерме Лангмюра, и степень заполнения псзерхяо-ст'Л электрода адсорбированными атомами близка к единице в области потенциалов пика, то реакцию электрохимической десорбции, протекающую в необратимых условиях, можно представить как обычную реакцию необратимого переноса заряда и использовать полученные для этого случая соотношения.
Испс..лзуя формулу:
dEp 2,303 RT (27)
"dig? = ¿(fin Я*
оценим величину рп. Для этого можно также использовать .выражение:
Ер- 1,857 (28)
(Pn)F
Расчиташше по формулам (27) и (28) значения равны 1,63 -0,47 и 1,63 - 0,08 соответственно.
Пятая глава пбовящена электролизу расплава CaCiz- СаО, с использованием анода N10 - Ы20.
Опираясь на результаты поляризационных измерений, были определены оптимальные параметры процесса электролиза. Опыты проводили в атмосфере очищенного гелия и осушенного кислорода, ка-
•годное и анодное пространство было разделено диафрагмой. Показано, что при плотностях тока до 0,1 А/см2 включительно электрод HiO - ыг0 устойчив в СаС12- СаО независимо от атмосферы над расплавом. В атмосфере кислорода можно вести электролиз при плотности тока до 0,3 А/см2 включительно.
Перед проведением ресурсных испытаний были рассмотрены электроды с различным исполнением токоподвода. Наиболее хорошо зарекомендовали себя аноды с внутренним токоподводом, т.к. в этом случае достигается более равномерное распределение тока по поверхности электрода. Следует отметить, что изготовление оксидного анода с внутренним токоподводом возмозио только тогда, когда электрод не имеет сплошной пористости. В противном случае анод пропитывается расплавом и в электрохимическую реакцию вступает материал токоподвода, что приводит к нарушению электрического контакта. Подведение тока к оксидному электроду является достаточно сложной задачей, требующей отдел1 m самостоятельных исследований.
В ресурсных испытаниях, проведенных в открытой ванне, использовали электрод с внутренним токоподводом и жидкометаляшво-ким контактом, с величиной открытой пористости « 5 %. Анодная плотность тока равнялась 0,25 А/см2. Концентрация оксида кальция в расплаве была равна <* 10 кол.й. После 48 часов работы анод остался без изменений.
ВЫВОДЫ
1. На основании литературных данных выбран ряд оксидов металлов, наиболее перспективных для создания нврасходуемых анодов. Изучена их растворимость в расплаве CaCla- Cao. Наименьшей растворимостью в данном расплаве обладают оксида железа (III) и никеля (И).Вэличина ратворймостй составила 7,2хЮ~аи 5,1x10"*
маеЛ соответственно.
2. Измерена скорость коррозии композиционных оксидных анодов на основе Ре40э и Н10 под током, в этом же расплаве. Меньшей скоростью коррозии (10"* г/см*ч) при плотнностях тока до 0,5 A/cW8 обладает оксидный электрод состава NíO - liz0.
3. Изучено влияние условий изготовления композиционного ок-
сидного электрода N10 - li20 на его макроструктуру и механические свойства. Показано, что оптимальными характеристиками обладает элетроц, содержащий 2,5 мас.% Ы20.
4. Измерены равновесные потенциалы оксидного электрода
U10 - М20 в раплаве СаС12- СаО. Определены условный сть -дартний потенциал Eq у 2_ и коэффициенты активности т0г- . Установлено,
что, начиная о концентрации СаО 4,6 мол.Ж, происходит резкое изменение значения коэффициента активности 70z- .
5. Установлено, что оксидный электрод N10 - Ы20 в расплаве СаС12- СаО ведет себя как газовый кислородный электрод при наличии гшслорода в атмосфере над расплавом.
6. Стационарными и нестационарными методиками исследован анодный процесс на оксидном электроде N10 - М20 в расплаве СаИ2- СаО. Установлено, что основным электродным процессом является окисление ионов 0Z~ до кислорода. Обнаружена необратимость анодного процесса. Определен механизм электрохимической реакции.
7. Измерено перенапряжение выделения кислорода на оксидном аноде N10 - М О в расплава Са01г- СаО. Величина перенапряжения составила 0,140-0,160 В при плотностях тока меньше 0,8 А/см*. Рекомендованы технологические параметры анодного процесса при электролиз . Анодная плотность тока нэ должна превышать 0,25 А/см2, содержанка СаО в расплаве должна быть максимально возможным.
8. Испытаны различные конструкции токоподвода к оксидному аноду N10 - М20. Лучше зарекомендовали себя анода с внутренним токоггодводом.
Основные результаты диссертации изложены в работах:
1. Дубовцев A.B., Зайков Ю.П., Барбин Н.М., Батухтин В.П., Ивановский Л.Е. Анодная поляризация керамического электрода в расплаве Са012- СаО // VI Кольский семинар по электрохимии редких и цветных металлов: Тез. докл. - Апатиты.-1989.-0.95-
96.
2. Дубовцев A.B., Зайков Ю.П., Барбин Н.М., Батухтин В.П., Ива-
новский Л.Е. Керамические аноды для экологически чистого электролиза оксидно-галогенидных расплавов // Всесоюзная конференция "Теория и практика электрохимических процессов и экологические аспекты их использования"t Тез. докл.- Барнаул. ~ 1990.-С.269.
■ 3, Дубовцев A.B., Зайков Ю.П., Барбин Н.М., Зайнулша Е.Ю. Батухтин В.П., Ивановский Л.Е. Керамические оксидные полупроводники и их использование для электролиза расплавов // VI Мек-дународная конференция по химии твердого тела: Тез. докл. -Одесса. - 1990.-С.ИЗ.
4. Дубовцев А.Б., Зайков Ю.П., Барбин Н.М., Зайнулина Е.Ю. »Батухтин В.II. Ивановский Л.Е. Применение оксидных электродов в качестве инертных анодов для электролиза оксидно-галогенидных расплавов // Расплавы. - 1991. - M 3. - С.269-273.
5. Дубовцев А.Б., Барбин Н.М., Зайков Ю.П., Ивановский Л.Е. Вольтемперомэтрическое изучение анодного троцесса на электроде N10 - Lia0 в расплаве CaOl^- СаО // Тр. всесоюзной школы по электрохимии. - СЕердловск. -.1991. - С.151-152.
6. Дубовцев А.Б..Батухтин В.П.,Чемезов О.В., Зайков Ю.П., Пыхте-ева Н.Б., Ивановский Л.Е. Взаимодействие некоторых оксидов и композиций на их основе о хлоридао-оксидным расплавом. -Свердловск, 1991,- 13 е.- Библиогр.: 8 назв. -Деп. в ВИНИТИ 30.09.91. N 3848-B9I.
7. Зайков Ю.П., Дубовцев А.Б., Зайнулина Е.Ю., Батухтин В.П., Ивановский Л.Е. Получение керамики на основе оксида никеля. -Свердловск, 1991.- 12 е.- Библиогр.: 9 назв. - Деп. в ВИНИТИ 30.09.91? N 3847-691.
8. Дубовцев А.Б., Зайков Ю.П., Батухтин В.П., Ивановский Л.Е. Поведение оксидных анодов при электролизе-хлоридных расплавов. I.Взаимодействие оксидных элетродов с расплавом // Расплавы. - 1992. - N I. - С.35-40.
9. Дубовцев А.Б., Зайков Ю.П., Мурыгин И.В., Ивановский Л.Е. Поведение оксидных анодов при электролизе хлоридных расплавов. 2.Исследование анодного процесса на керамическом электроде, в расплаве СаС1а- СаО // Расплавы. - 1992. - N I. -
С.41-48.