Способ получения лигатуры алюминий-лантан

Способ получения лигатуры алюминий-лантан

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскими

Социалистических

Республик

ОП ИСАЙКЕ

ИЗОЬРЕТЕН ИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и899727

357. .5.

88.8) й.й.Гольдштейн, С.й.тпопопнн, й.д.йергепй и B. .ÜÌî лр,тт,»,.

1 .;г

°

Уральский ордена Трудового Красного Знамейи политехнический институт им, С.И.Кирова изобретения (7l) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИГАТУРЫ АЛЮМИНИЙ-ЛАНТАН

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и сплавов, в частности к получению сплавов алюминия с лантаном электролиэом расплавов.

Известен способ получения лигатуры алюминий-лантан, включающий электроосаждение лантана при 690700 С из эквимольной смеси хлоридов калия и натрия с трихлоридом лантана на жидкий алюминиевый катод нри частоте импульсного тока 0,18-0,22 Гц и скважности 1,10-1,15. Процесс электроосажцения заканчивается при пропускании через электролиэер электричества не более 450-500 А-ч/кг исходной массы катода 11).

Однако для этого способа характерна относительно низкая эффективность использования жидкой алнвсиииевой подложки, что ухудшает произвоДительность способа. Так, характериэуняций эту эффективность коэффициент (К) использования подложки, 2 определяемый как отношение массы лантана, осажденного на жидкий каток, к массе алюминия, не превышает 0,88. Это составляет 70% от теоретически достижимого К 1,27, рас5 считанного по стехиометрии для условия полного использования жидкой подложки с образованием продукта, составлязицего преимущественно иэ интерметаллида La AI (56 мас.% ланО )

Цель изобретения - повышение производительности способа за счет улучшения эффективности использования катода.

Поставленная цель достигается тем, что электроосаждение лантана ведут при потенциале катода - (2,762,78) В относительно хлорного электрода сравнения при количестве элек20 тричества 710-730 А ч/кг исходной массы катода.

Потенциостатирование катода обеспечивает соответствие токовой на89972

Компактный, потерял жидкотекучесть

-2,72

99

-2,77

-2,80

То же

На поверхности дендриты

75

-2,95

На поверхности металлическая губка, пропитанная солью грузки электролиэера процессам массопереноса в солевой и металлической фазах. Это позволяет избежать дендритообразования на катоде и получить компактный продукт, посколь- 3 ку осаждаемый металл успевает полностью поглощаться подложкой..Потен циостатирование катода эффективно лишь прн определенных задаваемых потенциалах (Ч ), поэтому электро- 1О осаждение лантана возможно только при Ф =-(2,76-2,78) В относительно хлорного электрода сравнения.

Этот потенциал обеспечивает максимум скорости и избирательности М электродного процесса. Электролиэ при более электроотрицательных потенциалах не эффективен, так как снижается выход по току и нарушается компактность катодного продукта 36 (образование на поверхности катода лантан-алюминиевых и лантановых дендритов). Электролиз же при более электроположительных задаваемых потенциалах не обеспечивает максималь- 23 но возможных скоростей процесса.

Необходимость прекращения электролиза после пропускания через элек" тролизер не более 710-730 А ч/кг исходной массы катода (Q/È) обуслов- 30 лена эффективным использованием исходной жидкой алюминиевой подложки для получения компактной лигатуры с содержанием лантана вплоть до

56 мас.% (K=1,27}, что соответствуВо второй серии опытов, проведенных при 9q =-(2,77+0,0l) В (значение

7 4

eÒ полному исчезновению жидкой фазы. Превышение указанной величины

Q/И приводит к образованию на поверхности сплава дендритов, которые при обработке катодного осадка разрушаются, что приводит к потерям ценного компонента и снижению эффективности процесса.

Пример. Лантан-алюминиевые композиции приготавливают электро" осаждением лантана из хлоридного расплава на жидкий алюминиевый катод при 700 С. Опыты организованы в трехэлектродной ячейке, анодом служит насыщенный лантан-алюминиевый сплав, электродом сравнения - хлорный полузлемент. Измерения проводят, с помощью потенциостата П-20-6 и генератора калиброванных импульсов

Г-20-lO. Электролизер ведут пульсирующим током с частотой 0,2 Гц, скважностью I,l3. Параметрами оптимизации служит выход по току и компактность катодного продукта.

В первой серии опытов определена оптимальная величина задаваемого потенциала. Установлено, что при потенциале -2,77. В электролиз идет с получением компактных сплавов при выходе по току близком к lOOX.

В таблице представлены результаты приготовления богатых лантан-алюминиевых сплавов при различных величинах задаваемого потенциала катода. приведено с учетом точности под3 держания потенциостатом задаваемо8997

S го потенциала), установлен предельный расход электричества на килограмм исходной массы катода. При этом исходное количество алюминиевой подложки позволяет осадить . на катод до полного расхода жидкой фазы при сохранении однородности и компактности сплава 56 мас ° % лантана. Это соответствует 720+10 A.÷ электричества, пропущенном на килограмм алюминия.

Таким образом, электроосаждение лантана на жидкий алюминий из хлоридного расплава током, пульсирующим с частотой 0,18-0,11 Гц, скважностью I 10-1,!5 при задаваемом потенциале -(2,76-2,,78) В относительно хлорного эпектрода сравнения и количестве пропускаемого электричества не более 710-730 А ч/кг исходной массы катода, позволяет получать алюминиевые сплавы, содержащие до 56 мас.Ж лантаиа (К I,27) с катодным выходом по току > 95%.

Следовательно предлагаемый способ позволяет получить избыточный положительный эффект. повысить коэффициент использования подложки на жительный эффект, т.е. повысить ко27 6 эффициент использования подложки на 457 и приблизить его величинч к максимально возможной.

Формула изобретения

Способ получения лигатуры алюминий"лантан, включающий электроосаждение лантана при 690-700 С из эквимольной смеси хлоридов калия и натрия с трнхлоридом лантана на жидкий алюминиевый катод при частоте импульсного тока 0,18-0,22 Гц и скважности i 10-1,15, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности способа эа счет улучшения эффективности использования катода, электроосаж-. дение лантана ведут при потенциалекатода -(2,76-2,78) В относительно хлорного электрода сравнения при количестве электричества 710-:

730 А-ч/кг исходной массы катода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2383425/22-02, кл. С 25 С 3/36, 1976.

Составитель В, Бадовский

Редактор О.Юрковецкая Техред Т, Маточка, Корректор М.Демчик

Заказ 12095/38 Тираж 686 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4