』 Ｉ
‘
金 属
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ｉ Ｉ
轻 ２０ ０ ０年第 ５ 期
杨 宝刚， — 一 志， 先进， 于佩 ＼Ｊ 邱竹贤 ／
— —
（ 东北大学， 辽宁 沈阳 １ ０ ０ ） １ ０ ６
摘要 ：介绍 了国 内外 鲫 年代 以暑在 电解铝 生产用－ 胜电机材料研究方面的最新进展 重点琦 鲴了惰性 阳极材＃ 中 隋ｌ － 的金属Ｆ极和氧化精 阳极以压惰性 阴 日 极材抖 中的二捌化钍材料， 出了电解铝用的惰性 电机 材料的研 究方向和应用 指
前 景
了
；
美建词：铝
中圈 分 婪号
Ｉ ＮＥＲＴ Ｅ
ＴＲ０ＬＹＳ Ｓ Ｉ
（ ＇ ｔｅｓ ｒ ｎｖｒｉ ， ｈ ｎａ ｇＬａ ｎｎ １ ０ ６ Ｃ ｉａ） ￣ ｒ ａｔ ｎ Ｕ ｉｅｓ ｙ Ｓ ｅ ｙ ｎ ｉｏ ｌｇ １ ０ ０ ， ｈｎ Ｎ ＇ ｈ ｅ ｏ ｌ
Ａｂ ｌａｔＤｅ ｄ０ ｍ ｓｒｃ： ｖ ｐ ｏ ｎ ｒ ｌｃｒ ｄ ｔｒａｓ／ｒａｔｎｌｕ ｅｅＩ￣ｙ ｉ ｉ ￡ｅｎｎ ｒｅ ｆｉｅ ｔｅｅ ｔｏ ｅｍａｅｉｌ ｏ ］ｒ ｎ ｍ ｌｃｒｌｓ ｎ ｈ ｌｅ ａ ｒ ｓ Ｊ ｅｉ ｏ ｕ ｅ ｎ ｃ】 ａ ｅ Ｓ ｅｍａｅ ａｓ ｉｃｕ ｉｇ ｍｒ ｄ ｃ ｄ ｉ ｈｓ ｐ ｐ ｒ 锄 ｔｒ ｌ．ｎ ｌｃｎ ｉ
ｍｅ ａ ｔ ｄ ｓａ ｄ ｏ ｉｅ ａ ｏ ｅ ｎｔ ｅｉ ｅ ｔ ｎ ｄ ｓａ ｄ ｔ ￣ ［ｍ ｌ ｏ ｏ ａｅ ｉｌｉ ｈ ｅ ｔｃ ｔ 。 ｓ ｗｅ ｅｅ ｐｅ ＬＲ ｏ ｕ ｅ ￣ｌａｔ ￣ ｎ ｘｄ ｎ ｄ ｓ ｈ ｒ ｏ ｅ ｎ ｉ ｕ ｄ ｂ ｒ ｎ ｍ ｔ ｒａ ｔ ｅｉ ｒ ａ ｈ ｄｅ ． ｒ ｓ ｃａ ｙ ｃ ５ ｄ ｍ】Ｉ ｗａ ｏ ｎ ｅ Ｕ 凹 ｏ ｉ ｎ ａ ｔ ｎ ｎ ｔ ｓｐ ｉ ： ｄ Ｏ ：ｆ ｔ ｅ ｆ Ｔ Ｔ ｆⅢ ｇ ａ ｄ￣ ｈ ｕｕｅｏ ｎ ａ ｃ ｉ ｇ ｗｉｈ ｉ ｅ ｔｄ ｔ ｄ ｓ ｒ ｈｎ ｔ ｎ ｒ ｒ ｅ 。
Ｋｅ Ｔ ｓ ａｕ ｎ ｍ ｌｅ ｔ ｏｙ ｉ．ｎ ｒ ｌ ｍｄｅ ｉｅ ｔ ａ ｄ ｉ ｅ ｔ￡ ｔ 。 ｅ Ｙ ｗｏ ｄ ｌ ｍｉ ｕ ｅｅ ｃｒ ｌ ｓ￣ ｉ ｅ ｌｅ ￣ｔ ．ｎ ｒ ｎｏ ｅ ｎ ｒ ａ ｈ ｄ
现代电解铝 工业 追 求高 效 率、 能耗 、 成本 、 低 低 无严重 污染 的工 艺， 传 统舶 铝 电解槽 采 用消耗 式 而 碳素 电极， 不仅生产成 本高 ， 占原铝 成本 的 ５ 约 ％～
２％ ， ０ 而且 污 染 严 重。 因 此， 目前 世 界 各 国 都 广
和 中南 工业 大 学 的 刘业 翔 院 士 也 对惰 性 电极 ”等
的研究 进行 了详 细的 阐述 。
本 文着重从 ９ ０年代 惰性 电极材 料的研 究人 手
介 绍国 内外在 惰性
阳极材料 和惰 性阴极材料 研究方
泛进行能够取代碳素电极的惰性电极材料的研究。
电解 铝生 产采 用惰 性 电极 材 料 的设 想 历 史久 远。早在 １ ９世纪 柬， ｌ曾经试 用过 ｃ Ｈａ ｌ ｕ阳极 做 为 电解铝 生产用 的 电极。此后 一百 多年 来， 于惰 性 关 电极的研究时冷 时热 ， 每 出现能 源 短缺 或铝 市 场 每
面的最新进 展， 明惰 性 电极 发展 的最新 构 想和 发 阐 展前景 ， 望能够 引起 国 内同行的兴 趣和 关注， 希 从而
推 动我 国铝 冶炼 工业 的技术革 新 和科技进 步
１ 惰 性 电极 材 料 的性 要 求及 其优 势
在 惰性 电极 的选 材 方 面， 主要 考虑 的是 电解 质 中各组 分（ 包括铝 电解 质和金 属 、 ） 电极 的物 Ｎａ与
不景气等困难时， 惰性 电极 的研究就会 出现 高湖。 进入 到 ２ ０世纪 ８ ０年代 以后 面对 日益 严重的能 源、 环保等问题， 又掀起 了发展惰性电极的高湖。近年
来， ａ ｌ Ｒ Ｐ Ｐ ｗｅ ｋ 和 Ｈ Ｋ ａｄ ＿等 对 此 有较 为 ｖｎｅ５ 详尽的报 遭， 在 国内， 北大 学 的 邱竹 贤院 士 而 东
理化学及电化学作用， 电极制品本身的物理化学性 质（ 如导 电性、 热震 性 、 抗 可加 工性 等 ） ～ 般认 为，
惰 性电极材料 的性能 应达到 以下 要求 ：
人运行两年半， 综合运行效率达 １０ 综合故障率 ０ ％， 为零， 每年减少 ２０余吨物料的泄漏飞扬损失， ４ 主要
运行费用每 年 可节 约 ８ ０万 元， 电 ５ 节 ０万 ｋ ， Ｗｈ 降
高了设备的可靠性与 自 控装备水平 。同时也方便 了 设备操作， 改善了设备运行环境， 并使之趋于合理．
设备运行 周期有 了较大 提 高 ， 现 了 当年 收 回改造 实
资金。
参考文献 ：
【 预焙槽集中 供风系统改造运行报告（ １ 】 内部资料） １９ ０ 、 ９ ７ １
低ｒ 生产原料消耗 与生产成本， 提高了车间作业环 境质量 ， 同时也提 高 了槽 控机 等相 关 设备 的运 行 寿
命 与可靠性 。
１ ５Ｗ 预焙槽集中供风系统的改造， ３ｋ 有效地提
收稿 日 ：０＇ １ 】 期 ２ ９ ） ４ ３ １
（ 责任编辑
何允平）
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２０ ０ ０年第 ５期
杨 宝刚 ，－ Ｎ， －￣ Ｔ 于先进 ， 竹贤 ： 邱 电解 铝生 用的惰性 电极材 料 障碍是 金属易 氧化和 抗 电解 质腐蚀 的能力 不强。
１９ ９ ３年 ． Ｈｙｎ和 Ｓ ｄ ｗａ 对 ｃ Ａ 、 Ｊ Ｎ． ｒ ａｏ ｙ｜ ｕ ｌ
Ｉ对熔融 电解 质呈化学 惰性， ｌ ： 即不溶解 ， 不与熔
盐电解质发生化 学反应 ， 不受 其渗透侵 蚀， 能抵抗 且
空气氧化 ；
Ｎｉ Ｉｃ —Ａ 、 ｒ
、ｅ ｒ Ｆ —ｃ —Ａｌ 合金 作 为 阳极 用于 电
（ 良好 的电化学稳定 性， ２ Ｊ 即作 为阳极， 阳极 极 在 化时不 发生阳极溶 解， 本身能抵抗 电化 学氧化 ， 对电 极上 的新 生态 氧很 稳 定， 不生成 氧化 膜 ； 为阴极 ， 作 不与阴极产物 的生成 化 合物 或 合金 ， 或本 身 不发 生
还原作用 ； Ｉ 良好 的电子导 电性 ； ３ 】 Ｉ 优 良的机械性能 ； ４ １ ㈤原 材料 易于获得 ； （ 易于制 造和加工成 型 ； ６ ｊ （ 成本不 高。 ７ ）
解 铝生产进行 了研 究。 所用 铝 电解 质 分 子 比为 Ｃ Ｒ ：２３时 ， 电解 温 度 为 ９０ Ｃ ７ ＂ Ｒ＝１ １ Ｃ， ．２时， 电解温 度 为 ７０ 和 ８０ ５℃ ４ ℃。 在 低分 子 比时， ｕ Ａ 、 Ｉ ｃ １ｃ — Ａ 合金 的实验 效果较 好。 此后 ， Ｈｙｎ和 Ｍ ｌ Ｊ Ｎ． ｒ Ｊ Ｐ ｌ 【 ｅｎ１ 又对 ｃ Ａ 合金 阳极进行 了深入 研究 。他 ｉ ］ ｕ １ 们 选择 的合适 的阳极组成 为（ ％ ～１ ％） Ｉ Ｃ ５ ５ Ａ ｕ台
金， 电解时 ． 金 阳 极 的表 面 会 形 成 稳定 的 氧化 物 合
层， 从而可抑制冰晶石对阳极 的腐蚀 并可保持 良好
的导电性。这 种 阳极 目前 也 处 于实 验 阶段 ． 多 问 许
题还有待进一步研究。
１９ ９ ４年， ｅｋ１ １ 对 低温 铝 电解 质使 用 Ｔ Ｒ Ｂｃ ［，ｌ ２ａ
能够完全满足以上惰性电极材料要求的极少。
对于电解铝生 产而 言， 件ｌ）（ 、７更具 有 现实 意 条 ５、６ （ ） ）
义。
金属 阳极进 行 了探 索。 所用 电解 质 为 Ｎ Ｙ ＡＦ， ａ Ｉ 共晶组 成 或 Ｎａ Ｆ—ＫＦ—ＬＦ ＡＦ 共 晶 组 成 ， ｉ ｔ ３ 在 ７０ ５℃进行 电解作业 。所 用金属 阳极 为 Ｆ Ｃ Ｎｉ ｅ ｕ 合金， 金 组 成 为 １ ％ Ｆ ７ ％Ｃ ３ ％ Ｎｉ 合 ５ ｅ ０ ｕ ５ 或 １ ％Ｆ 一５ ％Ｃ 一３ ％Ｎｉ ３ ｅ Ｏ ｕ ７ 两种 。在 实验 中， 金阳 合
极 在 电 解 条 件 下 的 腐 蚀 速 度 很 小，与 同 温 度 下 （ ５ Ｖ 、０ ℃ ） 金在 空 气 中 的 氧化 速度 相 当 这 ７ ０ ８０ 合
惰性 电极 材料 的应 用有 两大 优势 ， 一为经济 方 面， 二为环 保方 面。在 经济方 面， 可取代碳 索电极 它 而节省大量优 质碳 素材 料， 节省 更换 电极 的劳 动力
成本 ， 它可 降低 电极 的极 距 特别 是如 同时使 用惰 性
阳极 和惰性阴极， 可大大减少 电解 铝生 产的能耗． 预
计节能最 高可达 ３ ％［ 同时 ， ５ ５ ３ 氧气 可作 为 电解 铝 生产过程 中阳极 的 副 产品 ， 经济 效益 可达 原铝 生 其 产效 益的 ３ ４ 在环 保方面 ， ％－。 Ｊ 惰性 电极 的使 用． 可 姒根 除产 生温室效应 的 ｃ ２气 体， ｏ 蹦及 电解铝 中其 它有害气 体 如 Ｃ ＣＦ Ｆ 、 ２ 等 的 排放 ， 而 有 利于 电 从 解铝生产 操作 工人 的健康 和 国家 环保 方面 的要求 。 因此 ， 惰性 电极材料 应用于 生产 中去， 必会对 电 将 势
种设想对于 低温 电解铝生 产 而言 前景 十分 诱人 。 １９ ９ ８年， Ｓ ｋ ａ＿ Ｊ Ａ．ｅ ｈｒ１ 使 用 Ｎ —Ａ Ｃ 等 ｉ ｔ ｕ— Ｆ 合金作 为阳极 进行 了研究 。所 用台 金组 成 为 ｅ
一
６ １ ０ ｕ １ｅ Ａ —１ Ｃ 一１ Ｆ 。该 种 合金 的缺 点是 氧化 速 厦
很快， 因而在 电解 时 表 面 很 快 破 损 从 而 腐 蚀 较 快。 在实验 中， 可以 在 Ｎ卜 Ａ Ｃ ｔ ｕ—Ｆ 金 中加 入 少 ｅ合 量添加剂 如 ｓ、ｉｓ 减缓 氧化 速度 ， ｉ 、ｎ来 Ｔ 如何 减缓 合 金 的氧 化速度是 此类惰 性 电极应用 的一大 障碍 ２２ 氧化 物阳极
解铝生产技术的进步和提高其经济效益具有重大意
义
２ 电解铝生产用惰性 阳极材料
１８ 年， ｉｅａｇ和 Ｈ． 西 ｅ 将 ８ ９ １ Ｋ Ｂｌｈｎ ｌ Ａ ｙ Ｏ年 代以前的惰性 阳极 材 料研 究 成果 按所 选 材 料 分 为 四类 、 ： 即 耐火硬质 合金 阳极 （ ｆ ｃ ｒ ａｄＭｅＮ Ｒｅａｔ ｙＨ ｒ ｔ ｒ ｏ
Ａ ｏ ｅ． Ｈ ） 气 体 燃 料 阳 极 （ ａｅｕ ｕｌ — ｎ ｄｓＲ Ｍ ； Ｇ ｓ ｓＦ ｅ Ａｎ ｏ
２ ２ １ Ｎ Ｆ ４ 阳 极 ． ｉ￣Ｏ 基
氧 化物 陶 瓷阳极一直 被视 为最有 希望 制 作 隋性 阳极 的材料。 氧化物 与金属 结合而产 生 的陶瓷相结 合 了陶瓷 材料 的优 点 （ 腐蚀 ， 抗 抗氧 化 ） 金属 材 料 和
的优 点 （ 良好 的 导 电 性 和抗 热震 性 ） 。 前 曾 有 过
ｏｉ）金属阳极（ ｔｌ ｎｄｓ； 化物 阳极 （ ｘｄ ｄ ； ｎ Ｍｅａ Ａ ｏｅ）氧 Ｏｉ ｅ Ａ ｏｅ） ｎｄｓ。而 ８ Ｏ年代特别是 ９ Ｏ年代 以后， 性阳极 惰 材料 的研究 则主要 集 中在 金属 阳极 和氧 化物 阳极 ， 本 文则 以这 两种材 料 为主 ， 介绍 近年来惰 性 阳极材
料 的最新进展 。
ＮＭ￣ ４Ｃ Ｆ２ ４Ｚ Ｆ Ｏ ｉ Ｏ 、 ｏｅＯ 、 ｎ ￣ ４等惰性 阳极材料 的研 究， 但近年来研究最多 的则是以铁镍氧化物为主的 惰性 阳极材 料研究 ， 而且 有许 多 已经 进入 了半 工 业 ，
化和
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轻 ２０ ０ ０年第 ５ 期
杨 宝刚， — 一 志， 先进， 于佩 ＼Ｊ 邱竹贤 ／
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（ 东北大学， 辽宁 沈阳 １ ０ ０ ） １ ０ ６
摘要 ：介绍 了国 内外 鲫 年代 以暑在 电解铝 生产用－ 胜电机材料研究方面的最新进展 重点琦 鲴了惰性 阳极材＃ 中 隋ｌ － 的金属Ｆ极和氧化精 阳极以压惰性 阴 日 极材抖 中的二捌化钍材料， 出了电解铝用的惰性 电机 材料的研 究方向和应用 指
前 景
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中圈 分 婪号
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（ ＇ ｔｅｓ ｒ ｎｖｒｉ ， ｈ ｎａ ｇＬａ ｎｎ １ ０ ６ Ｃ ｉａ） ￣ ｒ ａｔ ｎ Ｕ ｉｅｓ ｙ Ｓ ｅ ｙ ｎ ｉｏ ｌｇ １ ０ ０ ， ｈｎ Ｎ ＇ ｈ ｅ ｏ ｌ
Ａｂ ｌａｔＤｅ ｄ０ ｍ ｓｒｃ： ｖ ｐ ｏ ｎ ｒ ｌｃｒ ｄ ｔｒａｓ／ｒａｔｎｌｕ ｅｅＩ￣ｙ ｉ ｉ ￡ｅｎｎ ｒｅ ｆｉｅ ｔｅｅ ｔｏ ｅｍａｅｉｌ ｏ ］ｒ ｎ ｍ ｌｃｒｌｓ ｎ ｈ ｌｅ ａ ｒ ｓ Ｊ ｅｉ ｏ ｕ ｅ ｎ ｃ】 ａ ｅ Ｓ ｅｍａｅ ａｓ ｉｃｕ ｉｇ ｍｒ ｄ ｃ ｄ ｉ ｈｓ ｐ ｐ ｒ 锄 ｔｒ ｌ．ｎ ｌｃｎ ｉ
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Ｋｅ Ｔ ｓ ａｕ ｎ ｍ ｌｅ ｔ ｏｙ ｉ．ｎ ｒ ｌ ｍｄｅ ｉｅ ｔ ａ ｄ ｉ ｅ ｔ￡ ｔ 。 ｅ Ｙ ｗｏ ｄ ｌ ｍｉ ｕ ｅｅ ｃｒ ｌ ｓ￣ ｉ ｅ ｌｅ ￣ｔ ．ｎ ｒ ｎｏ ｅ ｎ ｒ ａ ｈ ｄ
现代电解铝 工业 追 求高 效 率、 能耗 、 成本 、 低 低 无严重 污染 的工 艺， 传 统舶 铝 电解槽 采 用消耗 式 而 碳素 电极， 不仅生产成 本高 ， 占原铝 成本 的 ５ 约 ％～
２％ ， ０ 而且 污 染 严 重。 因 此， 目前 世 界 各 国 都 广
和 中南 工业 大 学 的 刘业 翔 院 士 也 对惰 性 电极 ”等
的研究 进行 了详 细的 阐述 。
本 文着重从 ９ ０年代 惰性 电极材 料的研 究人 手
介 绍国 内外在 惰性
阳极材料 和惰 性阴极材料 研究方
泛进行能够取代碳素电极的惰性电极材料的研究。
电解 铝生 产采 用惰 性 电极 材 料 的设 想 历 史久 远。早在 １ ９世纪 柬， ｌ曾经试 用过 ｃ Ｈａ ｌ ｕ阳极 做 为 电解铝 生产用 的 电极。此后 一百 多年 来， 于惰 性 关 电极的研究时冷 时热 ， 每 出现能 源 短缺 或铝 市 场 每
面的最新进 展， 明惰 性 电极 发展 的最新 构 想和 发 阐 展前景 ， 望能够 引起 国 内同行的兴 趣和 关注， 希 从而
推 动我 国铝 冶炼 工业 的技术革 新 和科技进 步
１ 惰 性 电极 材 料 的性 要 求及 其优 势
在 惰性 电极 的选 材 方 面， 主要 考虑 的是 电解 质 中各组 分（ 包括铝 电解 质和金 属 、 ） 电极 的物 Ｎａ与
不景气等困难时， 惰性 电极 的研究就会 出现 高湖。 进入 到 ２ ０世纪 ８ ０年代 以后 面对 日益 严重的能 源、 环保等问题， 又掀起 了发展惰性电极的高湖。近年
来， ａ ｌ Ｒ Ｐ Ｐ ｗｅ ｋ 和 Ｈ Ｋ ａｄ ＿等 对 此 有较 为 ｖｎｅ５ 详尽的报 遭， 在 国内， 北大 学 的 邱竹 贤院 士 而 东
理化学及电化学作用， 电极制品本身的物理化学性 质（ 如导 电性、 热震 性 、 抗 可加 工性 等 ） ～ 般认 为，
惰 性电极材料 的性能 应达到 以下 要求 ：
人运行两年半， 综合运行效率达 １０ 综合故障率 ０ ％， 为零， 每年减少 ２０余吨物料的泄漏飞扬损失， ４ 主要
运行费用每 年 可节 约 ８ ０万 元， 电 ５ 节 ０万 ｋ ， Ｗｈ 降
高了设备的可靠性与 自 控装备水平 。同时也方便 了 设备操作， 改善了设备运行环境， 并使之趋于合理．
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参考文献 ：
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低ｒ 生产原料消耗 与生产成本， 提高了车间作业环 境质量 ， 同时也提 高 了槽 控机 等相 关 设备 的运 行 寿
命 与可靠性 。
１ ５Ｗ 预焙槽集中供风系统的改造， ３ｋ 有效地提
收稿 日 ：０＇ １ 】 期 ２ ９ ） ４ ３ １
（ 责任编辑
何允平）
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２０ ０ ０年第 ５期
杨 宝刚 ，－ Ｎ， －￣ Ｔ 于先进 ， 竹贤 ： 邱 电解 铝生 用的惰性 电极材 料 障碍是 金属易 氧化和 抗 电解 质腐蚀 的能力 不强。
１９ ９ ３年 ． Ｈｙｎ和 Ｓ ｄ ｗａ 对 ｃ Ａ 、 Ｊ Ｎ． ｒ ａｏ ｙ｜ ｕ ｌ
Ｉ对熔融 电解 质呈化学 惰性， ｌ ： 即不溶解 ， 不与熔
盐电解质发生化 学反应 ， 不受 其渗透侵 蚀， 能抵抗 且
空气氧化 ；
Ｎｉ Ｉｃ —Ａ 、 ｒ
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（ 良好 的电化学稳定 性， ２ Ｊ 即作 为阳极， 阳极 极 在 化时不 发生阳极溶 解， 本身能抵抗 电化 学氧化 ， 对电 极上 的新 生态 氧很 稳 定， 不生成 氧化 膜 ； 为阴极 ， 作 不与阴极产物 的生成 化 合物 或 合金 ， 或本 身 不发 生
还原作用 ； Ｉ 良好 的电子导 电性 ； ３ 】 Ｉ 优 良的机械性能 ； ４ １ ㈤原 材料 易于获得 ； （ 易于制 造和加工成 型 ； ６ ｊ （ 成本不 高。 ７ ）
解 铝生产进行 了研 究。 所用 铝 电解 质 分 子 比为 Ｃ Ｒ ：２３时 ， 电解 温 度 为 ９０ Ｃ ７ ＂ Ｒ＝１ １ Ｃ， ．２时， 电解温 度 为 ７０ 和 ８０ ５℃ ４ ℃。 在 低分 子 比时， ｕ Ａ 、 Ｉ ｃ １ｃ — Ａ 合金 的实验 效果较 好。 此后 ， Ｈｙｎ和 Ｍ ｌ Ｊ Ｎ． ｒ Ｊ Ｐ ｌ 【 ｅｎ１ 又对 ｃ Ａ 合金 阳极进行 了深入 研究 。他 ｉ ］ ｕ １ 们 选择 的合适 的阳极组成 为（ ％ ～１ ％） Ｉ Ｃ ５ ５ Ａ ｕ台
金， 电解时 ． 金 阳 极 的表 面 会 形 成 稳定 的 氧化 物 合
层， 从而可抑制冰晶石对阳极 的腐蚀 并可保持 良好
的导电性。这 种 阳极 目前 也 处 于实 验 阶段 ． 多 问 许
题还有待进一步研究。
１９ ９ ４年， ｅｋ１ １ 对 低温 铝 电解 质使 用 Ｔ Ｒ Ｂｃ ［，ｌ ２ａ
能够完全满足以上惰性电极材料要求的极少。
对于电解铝生 产而 言， 件ｌ）（ 、７更具 有 现实 意 条 ５、６ （ ） ）
义。
金属 阳极进 行 了探 索。 所用 电解 质 为 Ｎ Ｙ ＡＦ， ａ Ｉ 共晶组 成 或 Ｎａ Ｆ—ＫＦ—ＬＦ ＡＦ 共 晶 组 成 ， ｉ ｔ ３ 在 ７０ ５℃进行 电解作业 。所 用金属 阳极 为 Ｆ Ｃ Ｎｉ ｅ ｕ 合金， 金 组 成 为 １ ％ Ｆ ７ ％Ｃ ３ ％ Ｎｉ 合 ５ ｅ ０ ｕ ５ 或 １ ％Ｆ 一５ ％Ｃ 一３ ％Ｎｉ ３ ｅ Ｏ ｕ ７ 两种 。在 实验 中， 金阳 合
极 在 电 解 条 件 下 的 腐 蚀 速 度 很 小，与 同 温 度 下 （ ５ Ｖ 、０ ℃ ） 金在 空 气 中 的 氧化 速度 相 当 这 ７ ０ ８０ 合
惰性 电极 材料 的应 用有 两大 优势 ， 一为经济 方 面， 二为环 保方 面。在 经济方 面， 可取代碳 索电极 它 而节省大量优 质碳 素材 料， 节省 更换 电极 的劳 动力
成本 ， 它可 降低 电极 的极 距 特别 是如 同时使 用惰 性
阳极 和惰性阴极， 可大大减少 电解 铝生 产的能耗． 预
计节能最 高可达 ３ ％［ 同时 ， ５ ５ ３ 氧气 可作 为 电解 铝 生产过程 中阳极 的 副 产品 ， 经济 效益 可达 原铝 生 其 产效 益的 ３ ４ 在环 保方面 ， ％－。 Ｊ 惰性 电极 的使 用． 可 姒根 除产 生温室效应 的 ｃ ２气 体， ｏ 蹦及 电解铝 中其 它有害气 体 如 Ｃ ＣＦ Ｆ 、 ２ 等 的 排放 ， 而 有 利于 电 从 解铝生产 操作 工人 的健康 和 国家 环保 方面 的要求 。 因此 ， 惰性 电极材料 应用于 生产 中去， 必会对 电 将 势
种设想对于 低温 电解铝生 产 而言 前景 十分 诱人 。 １９ ９ ８年， Ｓ ｋ ａ＿ Ｊ Ａ．ｅ ｈｒ１ 使 用 Ｎ —Ａ Ｃ 等 ｉ ｔ ｕ— Ｆ 合金作 为阳极 进行 了研究 。所 用台 金组 成 为 ｅ
一
６ １ ０ ｕ １ｅ Ａ —１ Ｃ 一１ Ｆ 。该 种 合金 的缺 点是 氧化 速 厦
很快， 因而在 电解 时 表 面 很 快 破 损 从 而 腐 蚀 较 快。 在实验 中， 可以 在 Ｎ卜 Ａ Ｃ ｔ ｕ—Ｆ 金 中加 入 少 ｅ合 量添加剂 如 ｓ、ｉｓ 减缓 氧化 速度 ， ｉ 、ｎ来 Ｔ 如何 减缓 合 金 的氧 化速度是 此类惰 性 电极应用 的一大 障碍 ２２ 氧化 物阳极
解铝生产技术的进步和提高其经济效益具有重大意
义
２ 电解铝生产用惰性 阳极材料
１８ 年， ｉｅａｇ和 Ｈ． 西 ｅ 将 ８ ９ １ Ｋ Ｂｌｈｎ ｌ Ａ ｙ Ｏ年 代以前的惰性 阳极 材 料研 究 成果 按所 选 材 料 分 为 四类 、 ： 即 耐火硬质 合金 阳极 （ ｆ ｃ ｒ ａｄＭｅＮ Ｒｅａｔ ｙＨ ｒ ｔ ｒ ｏ
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２ ２ １ Ｎ Ｆ ４ 阳 极 ． ｉ￣Ｏ 基
氧 化物 陶 瓷阳极一直 被视 为最有 希望 制 作 隋性 阳极 的材料。 氧化物 与金属 结合而产 生 的陶瓷相结 合 了陶瓷 材料 的优 点 （ 腐蚀 ， 抗 抗氧 化 ） 金属 材 料 和
的优 点 （ 良好 的 导 电 性 和抗 热震 性 ） 。 前 曾 有 过
ｏｉ）金属阳极（ ｔｌ ｎｄｓ； 化物 阳极 （ ｘｄ ｄ ； ｎ Ｍｅａ Ａ ｏｅ）氧 Ｏｉ ｅ Ａ ｏｅ） ｎｄｓ。而 ８ Ｏ年代特别是 ９ Ｏ年代 以后， 性阳极 惰 材料 的研究 则主要 集 中在 金属 阳极 和氧 化物 阳极 ， 本 文则 以这 两种材 料 为主 ， 介绍 近年来惰 性 阳极材
料 的最新进展 。
ＮＭ￣ ４Ｃ Ｆ２ ４Ｚ Ｆ Ｏ ｉ Ｏ 、 ｏｅＯ 、 ｎ ￣ ４等惰性 阳极材料 的研 究， 但近年来研究最多 的则是以铁镍氧化物为主的 惰性 阳极材 料研究 ， 而且 有许 多 已经 进入 了半 工 业 ，
化和