Электрохимическое поведение скандия в расплаве LiF–CaF2–ScF3
- Авторы: Николаев А.Ю.1, Суздальцев А.В.1, Зайков Ю.П.1
-
Учреждения:
- Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН
- Выпуск: № 1 (2023)
- Страницы: 5-13
- Раздел: Статьи
- URL: https://rjraap.com/0235-0106/article/view/661322
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0235010623010073
- EDN: https://elibrary.ru/HEOLXM
- ID: 661322
Цитировать
Аннотация
Электрохимическое поведение скандия в галогенидных расплавах представляет интерес как с точки зрения разработки новых электрохимических способов получения скандия и материалов на его основе, так и с точки зрения имитации электрохимического поведения продуктов деления при пирохимической переработке отработавшего ядерного топлива в расплавленных солях. Методами циклической вольтамперометрии, квадратно-волновой вольтамперометрии и хронопотенциометрии изучены закономерности электровосстановления ионов скандия в зависимости от параметров электролиза расплава LiF–CaF2–ScF3 при температуре 800°С. Показано, что электровосстановление скандия в исследуемом расплаве происходит при потенциалах отрицательнее –0.45 В относительно потенциала алюминиевого электрода, при этом электроосаждение скандия на электроде способствует электровосстановлению катионов лития с деполяризацией. При анализе полученных поляризационных зависимостей отмечено, что процесс электровосстановления скандия протекает в одну 3-х электродную стадию, при этом не является электрохимически обратимым. Сделано предположение, что причиной необратимости является стадия образования новой фазы. В результате электрохимических измерений сделан вывод, что благодаря широкому “электрохимическому окну” расплав LiF–CaF2 может быть использован для электрохимического синтеза скандия и для изучения закономерностей совместного или селективного электровосстановления минорных актинидов и лантаноидов.
Ключевые слова
Об авторах
А. Ю. Николаев
Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН
Email: suzdaltsev_av@ihte.uran.ru
Россия, Екатеринбург
А. В. Суздальцев
Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: suzdaltsev_av@ihte.uran.ru
Россия, Екатеринбург
Ю. П. Зайков
Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН
Email: suzdaltsev_av@ihte.uran.ru
Россия, Екатеринбург
Список литературы
- Яценко С.П., Пасечник Л.А. Скандий: наука и технология. Екатеринбург: Изд-во Уральского ун-та, 2016.
- Шубин А.Б., Ямщиков Л.Ф., Распопин С.П., Бретцер-Портнов И.В. Равновесные потенциалы скандия в эвтектическом расплаве хлоридов калия и лития // Расплавы. 1991. № 6. С. 102–104.
- Яценко С.П., Скачков В.М., Пасечник Л.А., Овсянников Б.В. Цикл производства алюмоскандиевой лигатуры и сплавов // Цветные металлы. 2020. № 3. Р. 68–73.
- Суздальцев А.В., Филатов А.А., Николаев А.Ю., Панкратов А.А., Молчанова Н.Г., Зайков Ю.П. Извлечение скандия и циркония из их оксидов при электролизе оксидно-фторидных расплавов // Расплавы. 2018. № 1. С. 5–13.
- Яценко С.П., Овсянников Б.В., Ардашев М.А., Сабирзянов А.Н. Цементационное получение “мастер-сплава” из фторидно-хлоридных расплавов // Расплавы. 2006. № 5. С. 29–36.
- Ткачева О.Ю., Бродова И.Г., Архипов П.А., Зайков Ю.П. Влияние условий кристаллизации на структуру и модифицирующую способность Al–Sc-сплавов // Известия вузов. Цвет. Металлургия. 2016. № 6. С. 55–64.
- Руденко А.В., Катаев А.А., Закирьянова И.Д., Ткачева О.Ю. Совместная растворимость оксидов алюминия и скандия в расплаве натриевого криолита // Цветные металлы. 2017. № 11. С. 22–26.
- Коршунов Б.Г., Резник A.M., Семенов С.А. Скандий. М.: Металлургия, 1987.
- Шишкин В.Ю. Давление паров цезия над расплавленными смесями фторидов цезия и циркония // Расплавы. 1994. № 5. С. 56–62.
- Shaltry M.R., Tripathy P.K., Yoo T., Fredrickson G.L. Electrochemical measurement and analysis of YCl3, ScCl3, GdCl3 and MgCl2 in molten eutectic LiCl–KCl // J. Electroanalytical Chemistry. 2021. 899. 115689.
- Castrillejo Y., Hernández P., Rodriguez J.A., Vega M., Barrado E. Electrochemistry of scandium in the eutectic LiCl–KCl // Electrochimica Acta. 2012. 71. P. 166–172.
- Wang Ch., Chen J., Li B., Zhao H., Jin B., Liu K., Han Q. Cathodic behavior of scandium(III) on reactive copper electrodes in LiF–CaF2 eutectic molten salt // J. Rare Earths, 2022 (in press).
- Kononov A., Polyakov E. Cathodic process in halide melts containing scandium // Electrochimica Acta. 1998. 43. P. 2537–2542.
- Николаев А.Ю., Суздальцев А.В., Зайков Ю.П. Новый способ синтеза лигатур Al–Sc в оксидно-фторидных и фторидных расплавах // Расплавы. 2020. № 2. С. 155–165.
- Sun B., Zhai Yu., Tian Ya., Zhao Ya. Reduction mechanism of Sc3+ ion on Ag electrode in fluoride salt melt // The Chinese J. Nonferrous Metals. 1997. 7. P. 35–37.
- Castrillejo Y., Vega A., Vega M., Hernandez P., Rodriguez J.A., Barrado E. Electrochemical formation of Sc–Al intermetallic compounds in the eutectic LiCl–KCl. Determination of thermodynamic properties // Electrochimica Acta. 2014. 118. P. 58–66.
- Ковров В.А., Муллабаев А.Р., Шишкин В.Ю., Зайков Ю.П. Растворимость Li2O в расплаве LiCl–KCl // Расплавы. 2018. № 1. С. 61–68.
- Николаев А.Ю., Ясинский А.С., Суздальцев А.В., Поляков П.В., Зайков Ю.П. Электролиз алюминия в расплавах и суспензиях KF–AlF3–Al2O3 // Расплавы. 2017. № 3. С. 205–213.
- Turkdogan E.T. Physical chemistry of high-temperature technology. Academic Press. N.Y. 1980.
- Bard A.J., Faulkner L.R. Electrochemical methods: fundamentals and applications, 2nd ed. John Wiley & Sons. N.Y. 2001.
- Гевел Т.А., Жук С.И., Устинова Ю.А., Суздальцев А.В., Зайков Ю.П. Электровыделение кремния из расплава KCl–K2SiF6 // Расплавы. 2021. № 2. С. 187–198.
Дополнительные файлы
