六、在气相室内熔盐的界面处预加金属钛 对提高电流效率的影响 篮筐式电解槽的工艺特点是间歌式周期性作业。在每一周期的开始阶段，低价钛浓度还 没有建立，熔盐界面处析出的钛量很少，这一时期界面处的还原能力非常小的。为了改善这 种初期熔盐界面处还原能力较低的状况，我们采用在气相室内预 先在熔盐界面处加入一些海绵钛【17刀。海绵钛是放在一个小篮筐 中固定在气相室内处于熔盐界面附近。由于采用了这一措施之 后，加强了熔盐界面附近的还原能力，使得四氯化钛加料速度大 大提高，甚至超过理论加料速度也不发生冒烟现象。预先加入的 海绵钛的位置高于阴极篮筐上析出的钛。因此，四氯化钛首先与 预先加入的海绵钛发生溶解反应，从而保护了在篮筐侧壁上沉积 析出的海绵钛不被溶蚀。这样可以使得气相室与篮筐丝网交界处 的海绵钛层沉积得厚一些。等预加的海绵钛溶解反应完后，熔盐 的界面降到气相室与篮筐丝网交界处时，已形成较厚的海绵钛 层。此时，在熔盐界面处有较多的海绵钛量，使得四氯化钛的加 图4预加钛阴极篮筐 1.加料管2。气相笔 料速度可以维持在较高的加料速度上也不易发生冒烟现象。这样 3.海静针4.小篮筐 总的平均加料速度提高了，金属钛的回收率也较高。电流效率也 5.篮筐丝网 就提高了。 对于预加金属钛的电解过程中，虽然钛还原了一部分四氯化钛，但是对于每克分子四氯 化钛电解成金属钛所需的电量仍没变化。 TiCl +Ti=2TiCla (13) 2TiC12+4e=2Ti+2C12 (14) 从反应(13)和(14)可以看出，电解一克分子的四氯化钛仍需四个法拉弟电量。只是在计 算电流效率和金属钛回收率时，要将电解所得的金属钛量减去预加的金属钛量。 1975年末我们采用上述方法，在400安培规模的电解槽上进行了试验。预加的海绵钛量 为电解产品总量的5%。试验结果取得如下的技术指标：电流效率62.5%，金属钛的回收事 92%,电解所得海绵钛的合格率94.3%，合格钛的布氏硬度值为151。上海工业大学在扩大 到1000安培规模的电解槽上也取得类似的结果【1】。从试验的结果可以看出，预加金属钛可 以提高电流效率12%左右。这说明对于气相加料篮筐式电解槽，在加强篮筐内熔盐界面处的 还原能力后，可以提高电流效率的原理是正确的。 预加金属钛虽然可以提高电流效率，但是它也存在不足之处。首先预加钛量总是有限 的，当预加量达到电解产品总量的5%时，几乎已占据了气相室的大部分空间。再增加预加 量就有一定困难，进一步提高电流效率就有困难。其次，预加的金属钛被四氯化钛氧化成低价 钛溶入电解质中。虽然最终还是以金属钛的形式在篮筐侧壁上沉积出来。但是，对于一定体 积的阴极篮筐所允许沉积的金属钛量是一定的。在最终所得电解钛中要减去预先加入的金属 钛才是这一炉的净增的产量。这样预加的金属钛量相当于一部分的返回量，这势必降低了设 备的效率。其三，海绵钛在高温下接触空气很易氧化。因此，预加的金属钛在进炉过程中有 125六 、 在 气相室 内熔盐 的界 面 处 预加金属钦 对提 高 电流 效率的影 响 篮筐 式 电解槽 的工 艺特点是间歇 式周 期性作业 。 在每一周 期 的 开始 阶段 ， 低价钦浓度还 没有建立 ， 熔盐 界面 处析出 的钵撰揖少 ， 这一时 期 界面 处的还原能力非常小的 。 为 了改替这 一 种初 期熔盐 界面 处还原能力 较低 的状况 ， 我们 采 用 在气 相室 内预 先在熔盐 界面 处加 入 一些海绵钦 ‘ 。 海绵钦是 放在一个小篮 筐 中固定在气 相 室 内处于熔盐 界面 附近 。 由于 采 用 了这 一措施之 后 ， 加 强 了熔盐 界面 附近 的还原能力 ， 使得 四 氯化钦加料速度大 大提高 ， 甚 至超过理论加 料速度也不发生 冒烟 现象 。 预先加入 的 海绵 钦 的位 置高于 阴极篮 筐 上析 出 的 钦 。 因此 ， 四氯 化钦首先 与 预先加入 的海 绵钦发生溶解反应 ， 从而保护 了在篮 筐侧 壁 上沉 积 析 出的 海 绵 钦不被 溶蚀 。 这样可 以使得气相室 与篮 筐 丝 网交 界处 的海绵 钦层沉 积得 厚 一些 。 等预加 的海 绵钦溶解反应 完后 ， 熔盐 的界面 降到气相 室 与篮 筐丝 网交 界处时 ， 已形 成 较厚 的海 绵 钦 层 。 此 时 ， 在 熔 盐 界面 处有较 多 的海绵钦里 ， 使得 四 氯化钦 的加 料速度可 以维持在 较高 的加 料速度 上也 不 易发生 冒烟 现 象 。 这样 总的平均加 料速 度提高 了 ， 金属钦 的 回收率 也较高 。 电流效 率 也 就 提高 了 。 对于 预加金 属钦 的 电解过程 中 ， 虽然 钦还 原 了一部分 四 氛化钦 ， 化钦 电解成金属 钦所需的 电量 仍 没变化 。 仪铁管丝加网钦 小气阴相篮极篮窒 料娜筐 图加海篮 但 是 对于每克分子四抓 从反应 和 可 以 看 出 ， 电解一克分 子 的 四 氯 化钦仍需 四 个法拉弟电 。 算电流效 率 和 金 属 钦 回收率 时 ， 要 将 电解所得 的金属 钦量减去预加 的金属 钦量 。 只 是在计 年末我们 采 用 上述 方 法 ， 在 。 安培规模 的 电解槽上进行 了试验 。 预加 的海 绵钦 为电解产 品 总量 的 。 试验 结果取得 如 下 的技 术指标 电流效 率 ， 金 属 钦 的 回收串 ， 电解所得海 绵 钦 的 合 格率 合 格 钦 的布氏硬 度值为 。 上海工业 大学 在扩大 到 安培 规模 的 电解槽 上也取得 类似 的 结 果 「‘ 〕 。 从 试 验 的结果可 以 看 出 ， 预加 金属 钦可 以 提高 电流效 率 左右 。 这说 明对于气相加 料篮 筐式 电解槽 ， 在加强篮 筐 内熔盐 界面 处 的 还原能力后 ， 可 以 提高电流效率 的原 理是正 确的 。 预加金 属 钦 虽 然 可 以 提高 电流效率 ， 但是它 也存在不 足 之处 。 首先 预加 钦 总是有限 的 ， 当预加 量 达 到 电解产 品 总量 的 时 ， 几乎 巳占据 了气相 室 的大 部分 空 间 。 再 增加 预加 量就 有一定 困难 ， 进 一 步提高 电流效率就有 困难 。 其次 ， 预加 的金 属 钦被 四 抓 化钦氧化成低价 钦溶入 电解质 中 。 虽 然最 终还 是 以金属钦的 形式 在篮 筐侧 壁 上沉 积 出来 。 但 是 ， 对于 一定体 积 的阴极篮 筐所 允许沉 积 的金 属钦量 是一定 的 。 在最 终所得 电解钦 中要减去 预 先加入 的金属 钦才是这 一炉 的 净增 的产 量 。 这样预加 的金 属 钦 量相 当于 一部分 的 返回最 ， 这势必 降低 了设 备的效率 。 其三 ， 海绵钦在高温下接触 空气很 易氧 化 。 因此 ， 预加 的金属钦在进炉过程 中有