熔盐电解精炼是高温冶金干法后处理技术的关键环节,这一过程的关键步骤是在LiCl-KCl共晶盐中对金属乏燃料进行阳极溶解。然后通过控制阴极上的电位将 U 电沉积在阴极上,而稀土元素(RE)留在熔盐中。为了分离镧锕元素(An / Ln)并优化提取工艺,理解镧锕元素在电极表面上的动力学参数和沉积机制极其重要。以前的研究表明Al和Ga电极是较有前途的电极材料来分离An / Ln,但是镧锕元素在电极上的沉积动力学则文献鲜有报道,尤其是在活性电极上。因此,本工作选取La为代表,采用交流阻抗,线性极化,Tafel等经典电化学技术来研究La3+在活性Al,Ga和Al-Ga合金阴极上的沉积动力学参数及还原机制。结果显示La3+在液态Ga电极上的交换电流密度大于Al和Al-Ga合金阴极,并且顺序为Ga>Al>Al-Ga合金。此外,通过恒电位电解获得了较纯的Al2Ga2La三元合金。本工作不仅为理解镧锕系元素在活性阴极上的沉积行为与机理提供参考,也可为高温冶金干法后处理流程中动力学模型的建立提供基础数据。
文章信息:Da-Wei Yang, Shi-Lin Jiang, Ya-Lan Liu*, Tai-Qi Yin, Mei Li*, Lin Wang, Wan Luo, Zhi-Fang Chai, Wei-Qun Shi*. Electrodeposition Mechanism of La3+ on Al, Ga and Al-Ga Alloy Cathodes in LiCl-KCl Eutectic Salt. J. Electrochem. Soc. 2021, accepted.