[發明專利]一種高鋰鉀鋁電解質分子比的分析方法

在審

• 申請號: 201510813400.9
• 申請日: 2015-11-23
• 公開（公告）號: CN105353001A
• 公開（公告）日: 2016-02-24
• 發明（設計）人: 黃海波;柴登鵬;吳許建;邱仕麟;王俊青;李強
• 申請（專利權）人: 中國鋁業股份有限公司
• 主分類號: G01N27/02
• 分類號: G01N27/02
• 代理公司: 中國有色金屬工業專利中心 11028
• 代理人: 李迎春;李子健

技術領域

一種高鋰鉀鋁電解質分子比的分析方法，涉及一種電解鋁生產過程鋁電解質酸堿度分子比的快速分析方法。

背景技術

目前，冰晶石作是鋁電解工業唯一的電解質溶劑。純凈的冰晶石實際上是NaF與AlF₃的混合物，而NaF與AlF₃的比例即為電解質的酸堿度，教科書中一般用分子比CR(cryoliteratio)來表征。

隨著電解技術的不斷進步與發展以及生產過程的積累，工業電解質中已經不僅僅由NaF與AlF₃兩種化合物組成，還存在有氟化鋰、氟化鉀、氟化鈣、氟化鎂等化合物。這些添加或帶入的氟化物的達到一定量時，對電解質的性質和分析都會產生較大的影響。

由于富鋰鉀氧化鋁的使用，使得電解質的組成更加復雜，采用X-射線衍射分析儀用于高鋰鉀復雜電解質酸堿度分子比,已出現了明顯的鈍化現象，即雖然鋁電解質酸堿度分子比實際有較大變化，而分析結果卻仍然在一定范圍內基本保持不變。采用現有分析方法與裝置已難以反應工業生產鋁電解質酸堿度變化情況，失去了對現實生產的指導意義。因此，針對高鋰鉀鋁電解質體系開發一種快速可用于工業生產分析用的分析方法與裝置十分必要。

為了快速準確測量鋁電解質中酸堿度分子比(或過剩氟化鋁含量)，發明專利申請《氟化鈉燒結法測定鋁電解質分子比》申請號93115818.4，發明公開了一種氟化鈉燒結法用氟離子選擇電極法測定鋁電解質分子比的分析方法。發明專利申請《一種鋁電解質中過剩氟化鋁含量的分析方法》申請號200610104520.2，發明公開了一種鋁電解質中過剩氟化鋁含量的分析方法，其實質仍然是采用氟化鈉燒結后采用氟離子選擇電極測定的分析方法。發明專利申請《一種酸性KF-NaF-AlF₃電解質體系分子比測定方法》申請號201110372100.3，發明公開了一種酸性KF-NaF-AlF₃電解質體系分子比的快速測定方法，其特征在于氟化鈉燒結后用電導率電極測定溶液電導率，然后計算出電解質分子比。

從以上文獻可以看出，以上方法均屬于間接分析方法,以上方法是利用NaF溶于水的性質，向電解質中添加NaF,然后再高溫燒結(或熔化),使加入的NaF與游離的A1F₃反應生成冰晶石,而且略有剩余,然后通過氟離子電極或電導率電極分析其中過量NaF,進而推算原電解質酸堿度分子比。工業生產中電解槽槽臺數多，分析量大，如采用以上分析方法均需要兩次破碎和高溫燒結過程，流程繁瑣復雜，時間長，難以滿足大規模生產的需要。

發明內容

本發明的目的就是針對上述已有技術存在的不足，提供一種有效彌補了X射線衍射法的不足、操作簡單快速的高鋰鉀鋁電解質分子比的分析方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的。

一種高鋰鉀鋁電解質分子比的分析方法，其特征在于其分析過程的步驟依次包括：

(1)從電解槽中取出電解質液體急冷成固體試樣；

(2)將固體試樣進行研磨；

(3)用去離子水溶解得到測試溶液，用電導率儀在定溫下測定水溶液電導率值；

(4)以測定的測試溶液電導率值和溫度值通過特定的公式計算出高鋰鉀鋁電解質分子比。

本發明的一種高鋰鉀鋁電解質分子比的分析方法，其特征在于所述的高鋰鉀鋁電解質中LiF質量百分含量大于3％，KF質量百分含量大于2％。

本發明的一種高鋰鉀鋁電解質分子比的分析方法，其特征在于所述的固體試樣的研磨粒度為95％以上小于100μm。

本發明的一種高鋰鉀鋁電解質分子比的分析方法，其特征在于所述的步驟(3)用去離子水溶解試樣得到測試溶液過程的去離子水要求為25℃溫度恒溫條件下電導率值小于30μs/cm。

本發明的一種高鋰鉀鋁電解質分子比的分析方法，其特征在于所述的步驟(4)以測定的測試溶液電導率值和溫度值計算出高鋰鉀鋁電解質分子比時，采用的計算公式為鋁電解質分子比CR＝A×(1-(t-25)/20)×k+B，其中k和t為電導率值和溫度，A和B為該電解質體系預先確定的特定系數。

本發明的一種高鋰鉀鋁電解質分子比的分析方法，其特征在于所述的電解質體系的特定系數A和B的確定方法：用化學元素法測定標樣分子比后與上述計算公式計算值采用最小二乘方誤差準則解析而得。