The electronic component of solid fluoride electrolytes

• Autorzy: Palimąka P. , Pietrzyk S.

Identyfikatory

DOI

10.7494/mafe.2016.42.3.147

Warianty tytułu

PL

Składowa elektronowa stałych elektrolitów fluorkowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Solid electrolytes based on sodium cryolite are present in aluminium electrolysers as frozen crystals formed on the side walls of the carbon lining (side ledge). Their main task is to protect the lining from the effect of liquid electrolyte and ensure temperature stabilization during the process of electrolysis. On the other hand, being electrically conductive, they can reduce current efficiency. In this study, the value of the electronic component of the total conductivity of the solidified electrolytes of different compositions was determined. It was found that the highest electronic conductivity is exhibited by electrolytes containing both aluminium and calcium fluoride. However, the electronic component of the total conductivity is not high, as it only reaches 0.1–2.3 mS/cm. Its share in the total conductivity of the solid multi-component electrolytes varies and, depending on their composition, is within a range of 1–10%.

PL

Stałe elektrolity na bazie kriolitu sodowego są obecne w elektrolizerach do produkcji aluminium jako wykrystalizowane na bocznych ścianach wyłożeniach węglowego garnisaże. Ich głównym zadaniem jest ochrona węglowego wyłożenia przed działaniem ciekłego elektrolitu i stabilizacja temperatury procesu elektrolizy. Z drugiej strony mogą być przyczyną spadku wydajności prądowej, gdyż przewodzą prąd elektryczny. W pracy wyznaczono wielkość składowej elektronowej całkowitego przewodnictwa zakrzepłych elektrolitów o różnym składzie. Stwierdzono, że najwyższe przewodnictwo elektronowe wykazują elektrolity zawierające jednocześnie fluorek glinu i wapnia. Składowa elektronowa całkowitego przewodnictwa nie jest jednak wysoka i osiąga wartości rzędu 0,1–2,3 mS/cm. Jej udział w całkowitym przewodnictwie stałych elektrolitów wieloskładnikowych waha się, w zależności od ich składów, od 1 do 10%.

Słowa kluczowe

EN

aluminium electrolysis; electronic conductivity; electrical conductivity

PL

elektroliza aluminium; przewodnictwo elektronowe; przewodnictwo elektryczne

• Wydawca: AGH University of Science and Technology Press
• Czasopismo: Metallurgy and Foundry Engineering
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 42, no. 3
• Strony: 147--156
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Palimąka P.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Non-Ferrous Metals, Krakow, Poland

autor

Pietrzyk S.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Non-Ferrous Metals, Krakow, Poland

Bibliografia

• [1] Palimąka P., Pietrzyk S.: Research on the Electrical Conductivity of Fluoride Electrolytes NaF-AlF3 in Liquid and Solid State. Archives of Metallurgy and Materials, 55, 2 (2010), 533–538
• [2] Palimąka P., Pietrzyk S.: Research on the Electrical Conductivity of Fluoride Electrolytes NaF-AlF3-CaF2 in Liquid and Solid State. Archives of Metallurgy and Materials, 59, 1 (2014), 71–75
• [3] Grjotheim K., Krohn C., Malinovsky M., Matiasovsky K., Thonstad J.: Aluminium Electrolysis. The Chemistry of the Hall- Hérolut Process. Aluminium Verlag, Düsseldorf 1977
• [4] Obłąkowski R., Pietrzyk S., Thonstad J., Haarberg G.M.: The electrical conductivity of cryolite electrolytes during the liquid-solid phase transition. 1st Conference on Ionic Liquids and Solid Electrolytes, Szklarska Poręba 1997
• [5] Pietrzyk S., Obłąkowski R.: Electrical conductivity of cryolite electrolytes during the liquid-solid phase transition. TMS-AIME, (2002), 1083–1089
• [6] Wei C.C., Chen J.J., Welch B.J.: Modeling of Dynamic Ledge Heat Transfer. Light Metals: Proceedings of Sessions. TMS Annual Meeting, Warrendale, PA, 1997, 309–316
• [7] Haupin W.: The influence of additives on Hall-Héroult bath properties. Journal of the Minerals, Metals and Materials Society, 43, 11 (1991), 28–34
• [8] Grjotheim K., Krohn C., Malinovsky M., Matiasovsky K., Thonstad J.: Aluminium Electrolysis. Fundamentals of the Hall-Hérolut Process. 2nd Edition, Aluminium Verlag, Düsseldorf 1982
• [9] Dewing E.W.: Thermodynamics of the system NaF-AlF3: Activities in liquid mixtures,Metallurgical Transactions 3, (1972), 495–501
• [10] Wagner C.: International Committee of Electrochemical Thermodynamics and Kinetics, Butterworth Scientific Publication 7, 1956

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).