第３７卷第４期 ２０１ ６年４月 东北大学学报（ 自然科学版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ） Ｖｏ１．３７，Ｎｏ．４ Ａｐｒ．２ ０ １ ６ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－３０２６．２０１６．０４．０１５ 冰晶石熔盐介质中铝热还原一熔盐电解二氧化硅 刘爱民，管晋钊，谢开钰，石忠宁 （东北大学冶金学院，辽宁沈阳１１０８１９） 摘 要：讨论了铝热还原二氧化硅的热力学条件，热力学计算结果表明铝热还原二氧化硅的反应在热力 学上可行．差示扫描量热法分析结果表明，铝热还原二氧化硅反应的表观活化能为６９７．５ ｋＪ／ｍｏｌ，反应级数为 ３．７．在冰晶石熔盐介质中铝热还原二氧化硅，可得到含８．５６％硅的铝硅合金及富氧化铝的冰晶石熔盐；使用 惰性阳极电解分离后的富氧化铝的冰晶石熔盐，可得到含９４．０１％铝的铝硅合金及氧气，硅的回收率为 ８３．４３％． 关键词：铝热还原；熔盐电解；二氧化硅；冰晶石；铝硅合金 中图分类号：ＴＧ １４６．２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００５—３０２６（２０１６）０４—０５２２—０５ Ａｌｕｍｉｎｏｔｈｅｒｍｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ－Ｍｏｌｔｅｎ Ｓａｌｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｓｉｌｉｃａ ｉｎ Ｃｒｙｏｌｉｔｅ Ｍｅｌｔｓ ＬＩＵＡｉ—ｒａｉｎ，ＧＵＡＮ Ｊｉｎ—ｚｈａｏ，ＸＩＥ Ｋａｉ—ｙｕ，ＳＨＩ Ｚｈｏｎｇ—ｎｉｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ，Ｎｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１０８１９，Ｃｈｉｎａ．Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ：ＳＨＩ Ｚｈｏｎｇ— ｎｉｎｇ，Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｎｓｈｉ＠ｍａｉｌ．ｎｅｕ．ｅｄｕ．ｃａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｌｕｍｉｎｏｔｈｅｒｍｉｃ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｉｌｉｃａ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅ ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｓｉｌｉｃａ ｂｙ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｉｓ ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙ ｆｅａｓｉｂｌｅ．Ｔｈｅ ｋｉｎｅｔｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ｂｙ ｎｏｎ—ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｐｐａｒｅｎｔ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｗａｓ ６９７．５ ｋＪ／ｍｏ１．ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｏｒｄｅｒ ｗａｓ ３．７．Ａ１．Ｓｉ ａｌｌｏｙ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ８．５６％ｓｉｌｉｃｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ａｌｕｍｉｎａ．ｒｉｃｈ ｃｒｙｏｌｉｔｅ ｗｅｒｅ ｏｂｔｍｎｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ａｌｕｍｉｎｏｔｈｅｒｍｉｃ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｌｉｃａ ｉｎ ｃｒｙｏｌｉｔｅ ｍｏｌｔｅｎ ｓａｌｔ ｍｅｄｉｕｍ．Ａ１．Ｓｉ ａｌｌｏｙｓ ｃｏｎｔａｉｎｅｄ ９４．０１％ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｎｄ ｏｘｙｇｅｎ ｗｅｒｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ａｌｕｍｉｎａ．ｒｉｃｈ ｃｒｙｏｌｉｔｅ ｍｏｌｔｅｎ ｓａｌｔｓ ｓｅｐａｒａｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｉｎｅａ ａｎｏｄｅ．ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｒａｔｅ ｏｆ ｓｉｌｉｃｏｎ ｗａｓ ８３．４３％． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｌｕｍｉｎｏｔｈｅｒｍｉｃ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ；ｍｏｌｔｅｎ ｓａｌｔ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ；ｓｉｌｉｃａ；ｃｒｙｏｌｉｔｅ；ＡＩ—Ｓｉ ａｌ１ｏｙ 月球上具有丰富的能源和矿产资源．新一轮 世界性“重返月球”热潮的兴起，以未来开发和利 用月球资源为目的．然而月球活动所需要的一些 和少量其他氧化物，其物相组成主要以钙长石等 形式存在 ． 目前有研究在冰晶石电解质体系中添加二氧 化硅或者粉煤灰直接电解，得到铝硅合金，但相比 目前铝电解工业，其电流效率较低 Ｊ．通过铝热 还原过程，将混合氧化物中的二氧化硅、氧化铁等 重要原材料，如氧气、铝、硅、钛和铁等如果从地球 上输送，运输成本过高（每公斤约２０万美元） １１， 难以实现．因此，原位利用月球资源制备金属和氧 气，将具有重要的科研和开发价值 。Ｊ．月球表面 的土壤和岩石是一种混合氧化物，其成分及含量 还原，得到铝基合金和富氧化铝的混合氧化物，然 后在冰晶石基熔盐中电解富氧化铝的混合氧化 物，可以大大提高电解过程的电流效率．若采用惰 与地球上的电厂粉煤灰较为相似，主要成分为 ＳｉＯ２２０％一６０％，Ａ１２Ｏ３ ２０％～６０％，ＦｅＯ ０～ １Ｏ％，Ｆｅ，Ｏ １％～８％，ＭｇＯ ２％～８％，ＣａＯ １５％ 性阳极电解，可同时制备金属铝和氧气．由于月壤 月岩中含量最高的是二氧化硅和氧化铝，因此铝 收稿日期：２０１５—０２—０９ 基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１３２２４０６）；教育部新世纪优秀人才支持计划项目（ＮＣＥＴ一１３—０１０７）；高校基本科 研业务费专项资金资助项目（Ｎ１４０２０５００１，Ｌ１５０２０１４）． 作者简介：刘爱民（１９９０一），男，湖南衡阳人，东北大学博士研究生；石忠宁（１９７５一），男，广西都安人，东北大学教授，博士生 导师． 第４期 刘爱民等：冰晶石熔盐介质中铝热还原一熔盐电解二氧化硅 ５２３ 热还原一熔盐电解法处理月壤月岩的关键是将其 １．２Ｎａ５Ａ１３Ｆｌ４＋３ＳＩＯ２＝Ｎ ＳｉＦ６＋２Ｎａ￣ＳｉＯ３＋３．６Ａ１Ｆ３， 中的二氧化硅还原．本文研究冰晶石熔盐中铝热 还原一熔盐电解二氧化硅的可行性和反应机理， 为以后研究成分复杂的月壤月岩奠定基础． １实验材料和方法 实验使用的原料有铝粉（粒径７４—１４９ ｍ， 质量分数ｉ＞９９．０％），铝锭（质量分数≥９９．７％）， 二氧化硅（分析纯），氟化钠（分析纯），无水氟化 铝（质量分数≥９９．０％）．铝粉、二氧化硅和氟化 钠购买于国药集团化学试剂有限公司，铝锭来自 抚顺铝厂，无水氟化铝购买于多氟多化工股份有 限公司． 差热分析实验采用Ｎｅｔｚｓｅｈ Ｓｔａ ４０９Ｃ／ＣＤ型 差热分析仪，氧化铝坩埚，升温速度为１Ｏ℃／ｍｉｎ， 实验过程用流量３０ ｍＬ／ｍｉｎ的高纯氩气保护（质 量分数≥９９．９９％），样品为铝粉和二氧化硅混 合，样品中铝的加入量为铝热还原反应理论所需 铝量的３倍，总的加入量约为５ ｍｇ． 将氟化钠与氟化铝物质的量的比为２．２的冰 晶石电解质升温至９８０ ｏＣ（温差±３℃），加入５％ 的二氧化硅（１５ ｇ），待二氧化硅全部溶解后，将金 属铝放入冰晶石熔盐中，还原２ ｈ．实验结束后，将 合金取出，并将剩下的富含氧化铝的冰晶石熔盐 进行电解．电解温度为９６０ ｏＣ，阴极为石墨坩埚底 部，阳极为５６％Ｆｅ一４４％Ｎｉ合金，阳极电流密度 为０．９ Ａ／ｃｍ ，极距为４ ｍｍ，电解时间为５ ｈ．整 个实验在氩气（质量分数＞１９９％）气氛下进行． ２结果与讨论 ２．１ 铝热还原二氧化硅的热力学分析 铝能在冰晶石熔盐中溶解并形成金属铝 雾 ，当铝的质量分数大于０．２４％时，形成胶 体溶液，铝呈原子态．同时，二氧化硅也能在冰晶 石熔盐中溶解，在１ ０００℃下的溶解度为 ８．８２％ １ ．熔盐体系由氟化钠、氟化铝和二氧化 硅等试剂配置而成，且熔盐的分子比为２．２，结合 ＮａＦ—Ａ１Ｆ 相图，该熔盐体系中可能存在的物质 有Ｎａ３ＡＩＦ６，Ｎａ５Ａ１３Ｆ１４，ＮａＦ，Ａ１Ｆ３，ＳｉＯ２，Ａ１２Ｏ３， ｓｉＦ４，ＳｉＯＦ２，Ｎａ２ＳｉＦ６和Ｎａ２ＳｉＯ３．因此，在冰晶石 熔盐中添加二氧化硅，可能发生的反应方程式如 下： ２Ｎａ３ＡＩＦ６＋３ＳｉＯ２＝Ｎａ２ＳｉＦ６＋２Ｎａ２ＳｉＯ３＋２Ａ１Ｆ３， （１） （２） ６ＮａＦ＋３ＳｉＯ２＝Ｎａ２ＳｉＦ６＋２Ｎａ２ＳｉＯ３， （３） ４ＮａＦ＋３ＳｉＯ２＝ＳｉＦ４（ｇ）＋２Ｎａ２ＳｉＯ３， （４） ２ＮａＦ＋２ＳｉＯ２＝ＳｉＯＦ２（ｇ）＋Ｎａ２ＳｉＯ３，（５） ４ＭＦ３＋３ＳｉＯ２＝３ＳｉＦ４（ｇ）＋２Ａ１２Ｏ３， （６） ２Ａ１Ｆ３＋３ＳｉＯ２＝３ＳｉＯＦ２（ｇ）＋Ａ１２Ｏ３． （７） 查无机物热力学数据手册 可计算化学反 应（１）～（７）在８００～１ ２００ ｏＣ对应的标准反应 Ｇｉｂｂｓ自由能变．由图１可知，在９８０℃，只有反应 （３）和（６）在热力学条件上可行．何小风等＿】 在 ９００℃的ＫＣ１一ＮａＣＩ—ＮａＦ熔盐体系中添加二氧 化硅并对熔盐急冷试样进行ＸＲＤ检测，发现有 Ｎａ：ＳｉＦ 物相存在，这说明反应（３）确实能发生． 因此，二氧化硅在冰晶石熔盐体系的溶解机理为 ６ＮａＦ＋３ＳｉＯ２：Ｎａ２ＳｉＦ６＋２Ｎａ２ＳｉＯ３．另外，二氧化 硅能与氟化铝反应生成ｓｉＦ４气体，从而造成硅的 损失．为了减少ＳｉＦ 气体的产生和逸出，铝热还 原实验采用密封装置． 在冰晶石熔盐中铝热还原二氧化硅，总反应 为 ４ＡＩ（１）＋３ＳｉＯ２（ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ）＝ ２Ａ１２Ｏ３（ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ）＋３［ｓｉ］． （８） 二氧化硅溶解于冰晶石熔盐并生成Ｎａ：ＳｉＦ 和Ｎａ ＳｉＯ，，但Ｎａ ＳｉＯ 在冰晶石熔盐中溶解很 少或不溶解，因此冰晶石熔盐中的原子态的铝与 Ｎａ２ＳｉＦ６发生反应： ４Ａ１＋３Ｎａ２ＳｉＦ６＝２Ｎａ３Ａ１Ｆ６＋２Ａ１Ｆ３＋３Ｓｉ． （９） 图１ 冰晶石熔盐与二氧化硅可能发生反应的吉布斯 自由能变 Ｆｉｇ．１ Ｇｉｂｂｓ ｆｒｅｅ ｅｎｅｍｙ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｒｅａｃｔｉｏｎｓ ｉｎｖｏｌｖｅｄ ｉｎ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｃｒｙｏｌｉｔｅ ａｎｄ ｓｉｌｉｃａ 查无机物热力学数据手册 并计算化学反 应（８）和（９）在８００—１ ２００ ｏＣ对应的标准反应 ５２４ 东北大学学报（自然科学版） 第３７卷 Ｇｉｂｂｓ自由能变．由图２可知，在８００～１ ２００ ｏＣ 对图３中ＤＳＣ数据计算并作图，可得 时，反应（８）和（９）在热力学条件上均可行． 图２ 铝热还原二氧化硅反应的吉布斯自由能变 Ｆｉｇ．２ Ｇｉｂｂｓ ｆｒｅｅ ｅｎｅｒｇｙ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｒｅａｃｔｉｏｎｓ ｉｎｖｏｌｖｅｄ ｉｎ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ＡＩ ａｎｄ ｓｉｌｉｃａ ２．２铝热还原二氧化硅的动力学分析 采用差示扫描量热法（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ，ＤＳＣ）研究铝热还原二氧化硅反应的 动力学．由图３知，在６６０ ｏＣ处出现的吸热峰表示 铝的融化；１ ２２０ ｏＣ处出现一个明显的放热峰，表 示发生铝热还原二氧化硅的反应． 图３铝热还原二氧化硅的ＤＳＣ曲线 Ｆｉｇ．３ ＤＳＣ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｏｔｈｅｒｍｉｃ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｓｉｌｉｃａ 的温度为ｔ＝ｔ设从 处开始升温，ｏ＋ ，则ｄｔ＝ｆ升温速率为卢，ｌｄｚ，非等温热分析的 时间 时 反应动力学基本方程为…］ ＝鲁（１＿ ｅ一． （１０） 式中： 为反应物转变分数；ｄｅＪｄｔ为反应速率；Ａ 为指前因子；ｎ为反应级数；Ｅ 为反应活化能． 将两边取对数，对同一ＤＳＣ峰取若干离散 点，分别写出两两挨近的点的差减式，整理可得 Ｆｒｅｅｍａｎ—Ｃａｒｒｏｌｌ法 ” 计算公式： Ａｌｇ １（ Ｏ／一 ） 一 １９ １４４ Ａｌ． ｇ １（ Ｏ／一 ）……‘ （１１Ａｌｇ（ｄｃｖ．／ｄｔ）／Ａｌｇ（１一ＯＬ）和Ａ（１／ｔ）／Ａｌｇ（１一Ｏｔ）的 关系图，如图４所示．根据图４中拟合直线的斜率 和截距，可得到Ｆｒｅｅｍａｎ—Ｃａｒｒｏｌｌ方程为 一６ ４３６．７ ｎ ７． （１２） 则热动力学微分方程为 害＿５．５６×１０ ｅｘｐ（一 ）（１ ７． （１３） 动力学方程表明，铝热还原二氧化硅反应的 表观活化能为６９７．５ ｋＪ／ｔｏｏｌ，反应级数为３．７．牛 丽萍等 研究Ｆｅ ０ 一ＴｉＯ 一ＡＩ反应体系的表 观活化能为３００。７４ ｋＪ／ｍｏｌ，反应级数为１．２．相比 之下，ＳｉＯ：一ＡＩ反应体系与Ｆｅ：Ｏ，一ＴｉＯ 一Ａ１反 应体系的表观活化能在同一个数量级，一毽．＿反应控制 【一∞＿Ｉ司＿，一． ．奄 一∞一司 机制受化学反应控制；升高温度能够增加活化分 子的浓度，从而增大反应速率．实验测得铝热还原 二氧化硅反应的反应级数较大，说明铝热还原二 氧化硅是较为复杂的非均相反应，反应物的浓度 （例如铝还原剂的过量倍数）对反应速率影响很 大．因此，要想显著增大铝热还原二氧化硅的反应 速率，应当增加铝还原剂的过量倍数． Ｆｉｇ．４ Ｆｒ图４ｅ ｅｍａｎ．Ｃａｒｒｏｌ三奏 瞽曩应放热峰的ｌ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｎｄ ｓｉｌｉｃａ ｓｙｓｔｅｍ ａｔ ｅｘｏｔｈｅｒｍｉｃ ｐｅａｋ ２．３冰晶石熔盐中铝热还原一熔盐电解二氧化 硅 在冰晶石熔盐中铝热还原二氧化硅，由于二 氧化硅能溶解于冰晶石熔盐，反应生成的氧化铝 也可溶解于冰晶石熔盐，因此在铝热还原得到的 铝硅合金中的氧化物夹杂很少． 冰晶石熔盐中铝热还原二氧化硅得到的铝硅 合金为灰色，ＩＣＰ检测结果表明其中硅的质量分 第４期 刘爱民等：冰晶石熔盐介质中铝热还原一熔盐电解二氧化硅 ５２５ 数为８．５６％，ＸＲＤ检测（图５）结果表明其物相 组成为Ａｌ，Ａｌ３ ２ｌｓｉ０．４７． 图５冰晶石熔盐中铝热还原二氧化硅得到的 铝硅合金的ＸＲＤ图谱 Ｆｉｇ．５ ＸＲＤ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ ＡＩ－Ｓｉ ａｌｌｏｙ ｖｉａ ａｌｕｍｉｎｏｔｈｅｒｍｉｃ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｌｉｃａ ｉｎ ｃｒｙｏｌｉｔｅ ｍｅｌｔｓ 冰晶石熔盐中铝热还原二氧化硅结束后，待 试样完全冷却，取出合金，然后将剩下的含氧化铝 的冰晶石熔盐进行电解．当阳极采用Ｆｅ—Ｎｉ合金 惰性阳极时，电解过程中阳极不参与反应，氧化铝 在阴极沉积生成金属铝，而阳极则产生氧气．查热 力学数据手册¨ 可知Ｓｉ（Ｓ）＋Ｏ：（ｇ）＝ＳｉＯ （Ｓ） 的标准吉布斯自由能变△Ｇ ＝一９０７ １００＋ １７５．７３ｔ．根据公式Ｅ。＝一ＡＧ￣，／（ｎＦ）可知，当 ｔ＝９６０ ｏｃ时，Ｅ。＝１．７９ Ｖ，即二氧化硅在９６０ ｏｃ时 的理论分解电压为１．７９ Ｖ．同理可以算出氧化铝 在９６０ ｏＣ时的理论分解电压为２．２２ Ｖ． 电解过程槽电压稳定在４．０ Ｖ左右，如图６ 所示，采用断电法测得反电动势约为２．２ Ｖ，与计 算的惰性阳极电解时氧化铝在９６０ ｏＣ的理论分解 电压接近，因此电解过程中发生氧化铝的电解反 应，阳极产生的是氧气，阴极得到金属铝． ４ｌ８ ４．４ ４．０ ３．６ ３．２ ＞ ２＿８ ２．４ ２．０ １．６ １．２ 图６电解过程槽电压随时间变化曲线 Ｆｉｇ．６ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｃｅｌｌ ｖｏｌｔａｇｅ 对电解得到的阴极产物进行ＸＲＦ检测，结果 表明其化学成分为９４．０１％铝，５．５５％硅，０．２４％ 铁，０．２０％镍．阴极产物的主要组分为金属铝．阴 极产物中含有５．５５％的硅，说明铝热还原反应后 有少量剩余的二氧化硅在冰晶石熔盐中残留，导 致电解得到的阴极产物中含有少量硅．此外，阴极 合金中的铁和镍来源于铁镍阳极的化学腐蚀或者 电化学腐蚀 ． 冰晶石中铝热还原过程加入二氧化硅的质量 为１５ ｇ，其中硅的质量为１５×２８÷６０＝７ ｇ．铝热还 原得到的合金中硅的质量为６３．７３ ｇ Ｘ ８．５６％＝ ５．４５５ ｇ，铝热还原后电解得到的合金中硅的质量 为６．９４ Ｘ５．５５％＝０．３８５ ｇ．因此，在铝热还原一 熔盐电解法处理二氧化硅过程中，硅的回收率为 （５．４５５＋０．３８５）÷７＝８３．４３％．对比冰晶石熔 盐中直接电解二氧化硅或者粉煤灰的方法（硅的 回收率为７４．５９５ ２％，电流效率最高为 ４０．７％） ，铝热还原一熔盐电解法处理二氧化 硅能提高硅的回收率，以及电解过程的电流效率． ３结 论 １）热力学计算表明，铝热还原二氧化硅的反 应在热力学上可行． ２）ＤＳＣ分析结果表明，铝热还原二氧化硅 反应的表观活化能为６９７．５ ｋＪ／ｍｏｌ，反应级数为 ３．７． ３）在冰晶石熔盐介质中铝热还原二氧化硅， 可得到含８．５６％硅的铝硅合金及富氧化铝的冰 晶石熔盐；使用惰性阳极电解分离后的富氧化铝 的冰晶石熔盐，可得到含９４．０１％铝的铝硅合金 及氧气，硅的回收率为８３．４３％． 参考文献： ［１］Ｄｕｃｋ Ｍ Ｂ，Ｂｌｕｒ Ｂ Ｒ，Ｄｉａｚ Ｊ．Ｌｕｎａｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｕｔｉｌｉｚａｉｔｏｎ： ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｃｏｍｍｅｒｃｅ ａｎｄ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ ＳｐａｃｅＲｅｓｅａｒｃｈ，２００３，３１（１１）：２４１３—２４１９． ［２］Ｅｌｌｅｒｙ Ａ，Ｒｉｃｈｔｅｒ Ｌ，Ｐａｒｎｅｌｌ Ｊ，ｅｔ ａ１．Ａ ｌｏｗ—ｃｏｓｔ ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ ｔｈｅ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍａｒｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ａ ｒｏｂｏｔｉｃ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｏｒ ｍｉｓｓｉｏｎ［Ｊ］．Ａｃｔａ Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃａ，２００６，５９（８）： ７４２—７４９． ［３］ＳａｎｄｅｒｓＧ Ｂ，Ｌａｒｓｏｎ Ｗ Ｅ．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｍａｄｅ ｉｎ Ｌｕｎａｒ ｉｎ ｓｉｔｕ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ＮＡＳＡ’Ｓ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｎａｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｒｏｇｒａｍ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１３，２６（１）：５—１７． ［４］ Ｖａｎｉｍａｎ Ｄ，Ｒａｍａｎａ Ｇ Ｒ，Ｈｅｉｋｅｎ Ｇ，ｅｔ ａ１． Ｌｕｎａｒ ｓｏｕｒｃｅｂｏｏｋ－－ａ ｕｓｅｒ’Ｓ ｇｕｉｄｅ ｔｏ ｔｈｅ ｍｏｏｎ［Ｍ］．２ｎｄ ｅｄ． Ｌｏｎｄｏｎ：Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ．１９９３：２７—６Ｏ． （下转第５３１页） 第４期 刘媛媛等：起升动载激励下岸桥起升传动系统动态特性 ５３１ （上接第５２５页） Ｎｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ，１９９３：１６—４４２．） ［５］Ｓｅｎ Ｓ，Ｒａｙ Ｃ Ｓ，Ｒｅｄｄｙ Ｒ Ｇ．Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆ Ｌｕｎａｒ ｓｏｉｌ ［１３］何小凤，李运刚，田薇，等．ＳｉＯ２在ＫＣ１一ＮａＣ１－ＮａＦ体系中的 ｓｉｍｕｌａｎｔ ｆｏｒ ｓｐａｃｅ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ 溶解度及溶解机理［Ｊ］．中国有色金属学报，２００８，１８（５）： Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡ，２００５，４１３（１２）：５９２—５９７． ９２９—９３３． ［６］于旭光，邱竹贤．熔盐电解法制取Ａｌ—ｓｉ合金［Ｊ］．东北大 （Ｈｅ Ｘｉａｏ－ｆｅｎｇ，Ｌｉ Ｙｕｎ－ｇａｎｇ，Ｔｉａｎ Ｗｅｉ，ｅｔ ａ１．Ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ 学学报（自然科学版），２００４，２５（５）：４４２—４４４． ｄｉｓｓｏｌｖｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ＳｉＯ２ ｉｎ ＫＣ１－ＮａＣＩ—ＮａＦ ｍｏｌｔｅｎ ｓａｌｔ （Ｙｕ Ｘｕ—ｇｕａｎｇ，Ｑｉｕ Ｚｈｕ－ｘｉａｎ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ａ１一Ｓｉ ａｌｌｏｙ ｂｙ ［Ｊ］．Ｔｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌｓ，２００８，１８ ｍｏｌｔｅｎ ｓａｌｔ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔｅｎｒ （５）：９２９—９３３．） Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ），２００４，２５（５）：４４２—４４４．） ［１４］李余增．热分析［Ｍ］．北京：清华大学出版社，１９８７： ［７］ 马绍良，许敏，林玉胜，等．大型铝电解槽直接生产铝硅合 ３０１—３１４． 金的研究［Ｊ］．有色金属（冶炼部分），２０１１，４９（５）：２０— （Ｌｉ Ｙｕ—ｚｅｎｇ．Ｔｈｅｒｍｏ－ａｎａｌｙｓｉｓ［Ｍ］．Ｂｅｒｉｎｇ：Ｔｓｉｎｇｈｕａ ２３． Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ，１９８７：３０１—３１４．） （Ｍａ Ｓｈａｏ—ｌｉａｎｇ，Ｘｕ Ｍｉｎ，Ｌｉｎ Ｙｕ—ｓｈｅｎｇ，ｅｔ ａ１．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ［１５］Ｓｅｇａｌ Ｅ，Ｆａｔｕ Ｄ．Ｓｏｍｅ ｖａｒｉｎａｔｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｆｒｅｅｍａｎ—Ｃａｒｒｏｌｌ Ａ１一Ｓｉ ａｌｌｏｙ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｆｒｏｍ ｌｒａｇｅ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｃｅｌｌ ｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ，１９７６，９（１）： ［Ｊ］．Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌｓ（Ｅｘｔｒａｃｔｉｖｅ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ），２０１１，４９ ６５—６９． （５）：２０—２３．） ［１６］ＪｅｒｅｚＡ．Ａ ｍｏｄｉｉｆｃａｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ Ｆｒｅｅｍａｎ ａｎｄ Ｃａｒｒｏｌｌ ｍｅｈｔｏｄ ［８］Ｌｉｕ Ａ Ｍ，Ｌｉ Ｌ Ｘ，Ｘｕ Ｊ Ｌ，ｅｔ ａ１．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ａ１ Ｓｉ ｍａｓｔｅｒ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｋｉｎｅｔｉｃｓ ｏｆ ｎｏｕ—ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｌａｌｏｙ ｂｙ ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｆｌｙ ａｓｈ ｉｎ ｍｏｌｔｅｎ ｓａｌｔ ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｆｏ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ，１９８３，２３（２）：３１５—３１８． ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＭｉｎｅｒａｌｓＭｅｔａｌｓＭａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｏｃｉｅｔｙ，２０１４， ［１７］ＬｉｕＮＡ，ＦａｎＷＣ．Ｃｒｉｔｉｃａｌ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ ｏｎｔｈｅＦｒｅｅｍａｎａｎｄ ６６（５）：６９４—６９９． Ｃａｒｒｏｌｌ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ ｇｌｏｂａｌ ｍａｓｓ ｌｏｓｓ ｋｉｎｅｔｉｃｓ ｏｆ ［９］Ｕｅｄａ Ｍ，Ａｂｅ Ｙ，Ｏｈｔｓｕｋａ Ｔ．Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ＳｉＯ２ ｔｏ Ｓｉ ｂｙ ｐｏｌｙｍｅｒ ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｔｈｅｒｍｏｃｈｉｍｉｃａ Ａｃｔａ， ｌａｕｉｍｎｕｍ ｍｅｔｌａ ｆｏｇ ｉｎ ＮａＣ１一ＫＣ１－ＡＩＣ１３ ｍｏｌｔｅｎ ｓｌａｔ［Ｊ］． １９９９，３３８（１）：８５—９４． Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，２００６，６０（５）：６３５—６３８． ［１８］牛丽萍，张廷安，张含博，等．铝热还原制备高钛铁的热力 ［１０］Ｑｉｕ ｚ ｘ，Ｆａｎ Ｌ，Ｇｒｊｏｔｈｅｉｍ Ｋ，ｅｔ ａ１．Ｆｏｒｍ￣ｉｏｎ ｏｆ ｍｅｔｌａ ｆｏｇ 学和动力学［Ｊ］．中国有色金属学报，２０１０，２０（１Ｏ）： ｄｕｒｉｎｇ ｍｏｌｔｅｎ ｓａｌｔ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｉｎ ａ ｓｅｅ—ｔｈｒｏｕｇｈ ｃｅｌｌ ４２５—４２８． ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１９８７，１７（４）： （Ｎｉｕ Ｌｉ—ｐｉｎｇ，Ｚｈａｎｇ Ｔｉｎｇ－ａｎ，Ｚｈａｎｇ Ｈａｎ—ｂｏ，ｅｔ ａ１． ７０７—７１４． Ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓ ａｎｄ ｋｉｎｅｔｉｃｓ ｏｆ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉ ｇｈ ｔｉｔａｎｉｕｍ ［１ １］Ｇｒｊｏｔｈｅｉｍ Ｋ．Ａｌｕｍｉｎｕｍ ｅｌｅｃｒｔｏｌｙｓｉｓ［Ｍ］．Ｄｕｓｓｅｌｄｏｒｆ： ｆｅｒｒｏａｌｌｏｙ ｂｙ ｔｈｅｒｍｉｔｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｔｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖｅｒｌａｇ，１９８２：３６５． Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌｓ，２０１０，２０（１Ｏ）：４２５—４２８．） ［１２］梁英教，车荫昌．无机物热力学数据手册［Ｍ］．沈阳：东北 ［１９］Ｓｈｉ Ｚ Ｎ，Ｘｕ Ｊ Ｌ，Ｗａｎｇ Ｚ Ｗ，ｅｔ ａ１．Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｅ－Ｎｉ— 大学出版社，１９９３：１６—４４２． Ａ１２Ｏ３ ａｎｏｄｅｓｆｏｒａｌｕｍｉｎｕｍ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓｔｙｒ， （Ｌｉａｎｇ Ｙｉｎｇ－ｊｉａｏ，Ｃｈｅ Ｙｉｎ—ｃｈａｎｇ．Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ ２００９，７７（８）：６５６—６５８． ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓ ｄａｔａ ｈａｎｄ ｂｏｏｋ［Ｍ］．Ｓｈｅｎｙａｎｇ：
