铝镁融盐电解中电泳和电渗机理及其防治对策研究

在铝镁融盐电解中有若干电动力学现象，例如电泳与渗。在外电场影响下，熔液中的胶体粒子定向移动称为电泳。例如冰晶石熔液中未溶解的氧化铝颗粒，它们选择性地吸附某种离子形成双电层，从而不发生凝结；但在外电场作用下往阴极方向移动并在阴极上沉积，生成槽底结壳，使电耗量增多。在镁电解中阴极发生钝化，这是由于MgO粒子在阴极上沉积所致其危害是镁珠分散，电流效率降低，铝电解槽底炭阴极是一种多孔性的材料，熔液在电场的作用下，自发地穿透过去直到底下的耐火砖层，使其腐蚀，这种现象称为电渗。本项目利用电泳的原理在水溶液中把漆涂在铝合金和钢型材上，形成色彩鲜艳的建筑和装饰用村。故研究电泳和电渗具有理论上和实际上的重要意义。

往盛有含MgCl₂的熔盐电解质的电解槽中通以直流电，MgCl₂便发生分解，在阴极析出金属镁，在阳极析出氯气。

通过不同电极、不同粘土的电渗试验，进一步探明了电渗的矿物学机理，研究表明，电渗的效果取决于土体中可运移离子的迁移能力，而非取决于吸力引起的反向水力梯度和电势梯度作用的平衡，因此提高电渗排水固结效果应该从维持土体中离子的运移能力着手。 本项目研究把EKG材料从概念变成现实，是电渗排水固结领域的重大进展。EKG材料同时解决了之前一直困扰电渗法的两大问题——电极腐蚀和电渗能耗过高的问题，激起了国内对电渗研究的极大热情。 电渗能级梯度理论，以土体能级密度代替吸力，构建了全新的排水固结理论框架，并为电渗理论研究提供了新的视角。基于电渗能级梯度理论，提出了电渗排水固结的设计方法，该方法弥补了传统Esrig理论无法给出电学设计参数的不足。 研发的EKG材料、建立的电渗能级梯度理论、提出的电渗排水固结设计方法，通过现场试验得到了验证。现场试验场地面积为19m×15m，淤泥吹填深度为5.8m，经过36 天的电渗排水固结，含水量从62%降低到36%，承载力从0提高到70kPa，取得了良好的效果。 随着本项目研究的推进，目前电渗法面临的新的挑战包括：1）大面积应用时需要很大功率的电源；2）电势沿深度方向损失，5m以上吹填淤泥的排水固结仍然是个挑战；3）EKG材料的成本很高。这些新的挑战是下一步研究的重点。 2100433B

工业生产中，根据不同原料和工艺制得的氯化镁类型，可将熔盐电解法炼镁分为海水炼镁、卤水炼镁、光卤石炼镁、菱镁矿、合成氧化镁炼镁和海绵钛副产氯化镁练镁等六种工艺类型。熔盐电解法炼镁主要由氯化镁制取和氯化镁熔盐电解两大步骤组成。