- PII
- 10.31857/S0235010623010073-1
- DOI
- 10.31857/S0235010623010073
- Publication type
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume / Issue number 1
- Pages
- 5-13
- Abstract
- The electrochemical behavior of scandium in halide melts is of interest both from the point of view of developing new electrochemical methods for producing scandium and its materials, and from the point of view of simulating electrochemical behavior of fission products during pyrochemical processing of spent nuclear fuel in molten salts. Using the methods of cyclic voltammetry, square-wave voltammetry and chronopotentiometry, the regularities of electrical reduction of scandium ions depending on the electrolysis parameters of the LiF–CaF2–ScF3 melt at a temperature of 800°C were studied. It is shown that the electrical reduction of scandium in the melt under study occurs at potentials more negative than –0.45 V relative to the potential of the aluminum electrode, while the electrodeposition of scandium on the electrode contributes to the electrical reduction of lithium cations with depolarization. When analyzing the obtained polarization dependences, it was noted that the process of electroreduction of scandium proceeds in one 3-electrode stage, while it is not electrochemically reversible. It has been suggested that the cause of irreversibility is the stage of formation of a new phase. As a result of electrochemical measurements, it was concluded that, due to the wide “electrochemical window”, the LiF–CaF2 melt can be used both for the electrochemical synthesis of scandium and studying regularities of the selective electroreduction or co-electroreduction of minor actinides and lanthanides.
- Keywords
- скандий фторидный расплав LiF–CaF<sub>2</sub> электрохимический анализ вольтамперометрия
- Date of publication
- 17.09.2025
- Year of publication
- 2025
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 13
References
- 1. Яценко С.П., Пасечник Л.А. Скандий: наука и технология. Екатеринбург: Изд-во Уральского ун-та, 2016.
- 2. 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.
- 3. 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.
- 4. 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.
- 5. 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.
- 6. 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.
- 7. 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.
- 8. Коршунов Б.Г., Резник A.M., Семенов С.А. Скандий. М.: Металлургия, 1987.
- 9. Шишкин В.Ю. Давление паров цезия над расплавленными смесями фторидов цезия и циркония // Расплавы. 1994. № 5. С. 56–62.
- 10. 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.
- 11. 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.
- 12. 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).
- 13. Kononov A., Polyakov E. Cathodic process in halide melts containing scandium // Electrochimica Acta. 1998. 43. P. 2537–2542.
- 14. 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.
- 15. 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.
- 16. 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.
- 17. Ковров В.А., Муллабаев А.Р., Шишкин В.Ю., Зайков Ю.П. Растворимость Li2O в расплаве LiCl–KCl // Расплавы. 2018. № 1. С. 61–68.
- 18. 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.
- 19. Turkdogan E.T. Physical chemistry of high-temperature technology. Academic Press. N.Y. 1980.
- 20. Bard A.J., Faulkner L.R. Electrochemical methods: fundamentals and applications, 2nd ed. John Wiley & Sons. N.Y. 2001.
- 21. 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.
