Электролит для рафинирования алюминия

Электролит для рафинирования алюминия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к рафинированию алюминия электролизом расплавленных солей. Целью изобретения является повышение производительности электролизера и снижение себестоимости рафинированного алюминия. Процесс ведется в электролите с плотностью 0,85-1,0 от плотности алюминия при температуре процесса, причем в качестве электролита используют расплав из хлоридфторидных солей следующего состава, мас.% : BACL 2 35-65

ALF 3 5-15

хлорид калия остальное. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) 3 А1 (5))5 С 25 С 3/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОИ ЕТЕНИЯМ И ОЧНРЩИ щ .

ПРИ ГКНТ СССР 1Ц f г, „ .;

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4387140/31-02 (22) 19.01.88 (46) 15.07.90. Бюл. № 26 (71) Красноярский институт цветных металлов им. М.И.Калинина (72) В.В.Бурнакин, М.П. Петухов, В.А. Блинов, П.В.Поляков, Л.П.Арская и А.M.Mèðoøêèí (53) 669.714.72(088.8) (56) Нагаяна К. и др. Электрохимичес:кое рафинирование алюминия при использовании керамических двухслойных диафрагм, проницаемых для хлоридов..

Канкиндзоку, 1984, т.34, ¹ 10, с. 585-590.

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к рафинированию алюминия электролизом расплавленных солей.

Цель изобретения — увеличение производительности электролизера и снижение себестоимости рафинированного алюминия — достигается тем, что процесс ведется в электролите с плотностью 0,85-1,0 от плотности алюми-. ния при температуре процесса, причем в качестве электролита, отвечающего данному условию, используют расплав из хлоридфторидных солей следующего состава, мас.Е: Ва01 35-65, A1F> 5-15, хлорид калия — остальное.

Как показывают исследования, лимитирующей стадией процесса рафинирования является катодный процесс. При

2 (54) .ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ

АЛОМИНИЯ (57) Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к рафинированию алюминия электролизом расплавленных солей. Целью изобретения является повышение производительности электролизера и снижение себестоимости рафинированного алюминия. Процесс ведется в электролите с плотностью 0,85-1,0 от плотности алюминия при температуре процесса, причем в качестве электролита, отвечающего данному условию, используют расплав из хлоридфторидных солей следующего состава, (мас.X): ВС1 35-65;

A1F> 5-15; хлорид калия остальное.

1 табл. одинаковой пористости диафрагм предельная плотность тока разряда ионов алюминия зависит от размера пор, но с их увеличением возрастает подмыкание друг с другом слоев алюминия, разделенных диафрагмой (даже при условии плохого смачивания ее металлом) за счет гидростатического давления столба жидкости. Кроме того, разность плотностей металла и электролита обусловливает снижение толщины его пленки между металлом и диафрагмой, что затрудняет развитие естественной конвекции и, следовательно, снижает величину предельной плотности тока.

Сближение плотностей металла и расплава приводит к росту толшины пленки электролита, к более сильному развитию ее естественной конвекции и уве1578233 личению предельной плотности тока.

Кроме того, выравнивание плотностей уменьшает возможность проникновения металла в поры диафрагмы и следова-.

Ь тельно, подмыкания слоев алюминия друг с другом, что позволяет увеличить размер пор и, соответственно, предельную плотность тока. В идеале плотности металла и электролита долж- 10 ны быть равны. Более высокая плотность расплава нежелательна, так как необходимо будет предпринимать меры по предотвращению окисления алюминия с поверхности кислородом атмосферы.

Система КС1-. ВаС1 -A1F> удовлетворяет поставленной цели с точки зрения как плотности, так и температур кристаллизации расплавов ° Предлагаемый диапазон составов расплава выбран в соответствии с заявляемым отношением его плотности по отношению к плотности алюминия в диапазоне температур

700-750 С. Например, при 720 С отношению плотности 2,4 г/см (соотношение плотностей равно 1,0) соответствует следующий состав расплава, мас.Ж:

ВаС1, 59; КС1 31,8; A1F 9,2.

Способ осуществляется следующим образом.

30 В, ванну для рафинирования заливают электролит, рафинируемый и рафинированный алюминий. На катоде происходит восстановление, на аноде — окисление металла. Так как плотности металла и электролита близки одна к другой, то вследствие изменения уровней металлов в обоих отделениях в процессе работы гидростатическое давление жидкости остается постоянным, что предотвращает подмыкание металла через перфорированную диафрагму. По мере накопления катодного и убыпи анодного металла производят выпивку первого и заливку второго. 45

Ниже показано влияние соотношения плотностей на величину предельной плотности тока (рассчитанной на площадь одной поры) для диафрагмы толщиной 5 мм пористостью 927 и разме50 ром пор до 1,5 мм при температуре о

720 С для заявляемых..расплавов. и /йдe д,, А/см2

0,8 2,64

0,85 3,41

0,92 3,93

1,0 4,3

1,05 4,35

Добавление в расплав солей натрия приводит, к значительному снижению предельной плотности тока при рафинировании алюминия, хотя влияние соот-. ношения плотностей остается прежним.

Конкретные примеры выполнения способа с использованием электролита с содержанием ингредиентов в соответствии с указанным -в формуле приведены в таблице, где содержания компонентов указаны в мас.7.

Для исследованной солевой системы при работе на плотностях тока ниже предельных значений чистота получа-. емого алюминия соответствовала высшим сортам металла АВЧ даже при рафинировании алюминия с содержанием железа и кремния более 1 мас.X.

По сравнению с прототипом использование заявляемых электролитов позволяет более чем вдвое повысить токовую нагрузку электролизера .и соответственна снизить вклад амортизации оборудования в себестоимость рафинированного алюминия.

Формула из о бретения

Электролит для рафинирования алюминия анодным растворением в электролите из расплавленных солей, содержащий хлорид калия, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения производительности и снижения себестоимости, он дополнительно содержит хлорид бария и фторид алюминия при следующем соотнощении ингредиентов, мас.Е;

Хлорид бария 35-б5

Фторид алюминия 5-15

Хлорид калия Остальное

1578233

Состав и характеристика электролита

2 3 4

23 35 47 65 78

3 5 11 15 20

1,0 1,05

4,3 4,35

0,8 0,85 0,92

2,64 3,41 3,93

Составитель С. Махов

Редактор А. Маковская Техред М,Дндык Корректор В. Гирняк

Заказ 1893 Тираж 542 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета. по изобретениям и открнтиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Свяее, СдЕГз

d /d )

i „, А/см2

Электролит по примеру

Г