恒定电解电流下,槽电压与温度关系
将电流密度为50A/dm2下的槽电压随电解电流变化的数据绘制曲线如图2,此温度范围内两者近似表现为反比例递减关系。
由于ZnCl2电导率很低,仅为0.0024Ω-1ocm-1,熔盐电解的槽电压大小将主要由ZnCl2电解质的电阻和电极的极化决定。由于实验在比较小的电流密度下进行,可忽略阳极效应[3],熔盐电导率与槽电压可近似表现为下式中的反比关系:
λ=C/U (1)
λ:熔盐电导率,U:槽电压, C:常数
所以将图3改绘成如图4的1/U值与温度的曲线,即可反映ZnCl2熔盐电导率随温度的变化关系,温度越高,熔盐电导率就越高,其中550℃温度下的电导率是405℃时的3倍多。
但是根据Clapeyron方程进行计算ZnCl2在不同温度下的蒸汽压结果,如图5所示。由于ZnCl2的挥发性很强,当温度升高,ZnCl2的蒸气压快速上升。从500℃上升到700℃,ZnCl2蒸气压迅速从1.405Kpa上升到63.204Kpa,挥发损失十分严重,并且会造成尾气排出管堵塞。因此为获得更高的电导率,同时减小挥发损失,避免堵塞,反应温度最高只宜控制在550℃左右。