Свойства электролитов

Плотность.

Для практики электролиза во многих случаях важно знать соотношение плотностей электролита и металла при данной температуре, поскольку от этого зависят их взаимное положение в электролизере, скорость всплытия или погружения корольков металла в электролите и т.д. Плотность большинства расплавленных солей падает с повышением температуры по прямой линии.

По отклонению изотерм плотности от прямой можно судить о степени неидеальности системы и, следовательно, обнаружить взаимодействие компонентов данной системы вплоть до образования химического соединения. Если при смешении компонентов образуется устойчивое химическое соединение, то на изотерме плотности обычно появляется максимум.

Плотность расплавов системы NaF — AlF Плотность смеси фторидов натрия и алюминия исследовалась многими авторами, например. Все опубликованные результаты носят общий характер: изотермы имеют максимум в интервале концентраций 20—25 % (мол.) AlF3. Максимум несколько сдвинут от ординаты криолита в сторону NaF . Эта особенность изотерм плотности позволяет считать, что комплексы AlFg" в значительной мере сохраняются и в расплавленном состоянии. Сдвиг максимума от состава, отвечающего криолиту, показывает, что происходит частичный распад комплексов, который усиливается с ростом температуры.

Плотность расплавов системы Na-iAlF6 — Аl203 . Плотность смеси Na3AlF6 — Аl203 монотонно понижается с повышением содержания глинозема. В работе сделано предположение, что такой характер зависимости обусловлен образованием сложных комплексных ионов, содержащих как фтор, так и кислород.

В системе Na3AlF6 — AlF3 — Аl203 в области криолита наблюдается максимум плотности, от которого идет понижение в сторону трех компонентов: фторида натрия, фторида алюминия и глинозема.

Плотность систем Na3AlF6 — МАХ. По влиянию добавок солей на величину плотности можно выделить три группы.

Плотность электролита понижается с добавками NaCl, AlF3, LiF и Li3AlF6. Хлорид натрия оказывает наибольший эффект. Это понижение плотности может быть объяснено увеличением объема с внедрением иона СГ в расплав и относительно высокой температурой по сравнению с температурой первичной кристаллизации соответствующей смеси.
Введение Li3AlF6 и LiF оказывает меньшее влияние на плотность смеси. Это, вероятно, обусловлено тем, что при высоких концентрациях криолита молярный объем определяется комплексными ионами AlFg.
Влияние NaF и MgF2 на плотность очень мало. Влияние фторида натрия рассмотрено выше. Незначительный максимум на кривой плотности системы Na3AlF6 — MgF2 может быть результатом некоторых структурных изменений в расплаве, например образования соединения NaMgF3.
Плотность электролита значительно повышается с введением CaF2.

Плотность алюминия и электролита.

Однако необходимо отметить, что температурный коэффициент плотности алюминия в 3—4 раза меньше, чем электролита. Следовательно, при понижении температуры (остановка электролизера на ремонт, ограничение энергоснабжения), когда происходит частичная кристаллизация электролита, суммарная плотность жидкой и твердой частей расплава становится больше, чем алюминия. Металл при этом всплывает на поверхность электролита, что может привести в замыканию электродов при включении тока.

Свойства электролитов

Разделы