RO107132B1

RO107132B1 - Invenția se referă la un procedeu de separare a galiului și indiului, din materii prime silico-feroase și permite obținerea unor concentrate primare de galiu, respectiv indiu. iar ca produse secundare se obțin floculanți pentru tratarea și epurarea apelor, cât și silice pentru industria sticlei și a materialelor refractare. Procedeul se bazează pe combinarea extracției lichid-lichid, cu schimbul ionic în trepte. Extracția soluției rezultate, prin dezagregarea materiei prime silicoferoase, se face cu un amestec de metiletilcetonă și benzen, ca solvent inert purtător. Schimbul ionic în trepte cuprinde: - I anionică pe Vionit AT-1 cu reținerea galiului din mediu HCL 6 N; -II cationicăpe VionitCS-3 cu reținerea indiului în mediu HNO3 și metietilcetonâ.

Info

Publication number: RO107132B1
Application number: RO14500390A
Authority: RO
Inventors: Lazar Gheorghe Morcan; Steliana Ivanescu
Original assignee: Inst De Metale Neferoase Si Ra
Priority date: 1990-05-07
Filing date: 1990-05-07
Publication date: 1993-09-30

Abstract

Invenția se referă la un procedeu de obținere a prealiajuluî ternar Mn Al Ti și are la bază reacția de reducere aluminotermică, a bioxidului de mangan și bioxidului de titan. Se obține un prealiaj care conține 35 ... 50% Mn, 10... 20 % Ti, Al rest, cu un conținut de oxigen mai mic de 0,1%, care este casant și poate să fie adus, cu ușurință, la forma dorită.

Description

Prezenta invenție se referă la un procedeu de obținere a prealiajului termar Mn Al Ti, utilizat pentru elaborarea aliajelor de titan, ce conțin ca elemente de aliere Mn și Al.

Se știe că aliajele de titan, cu conținut de Mn și Al, sunt utilizate ca material de construcție în industria aeronautică sau în industria chimică.

De cele mai multe ori, aliajele de Ti se obțin prin topirea unui electord presat în cuptorul cu arc în vid sau cuptorul cu flux de electroni. Electrodul presat se obține prin presare într-o matriță de construcție specială, a amestecului bine omogenizat de burete de titan și elementele de aliere dorite în aliaj.

In cele mai multe cazuri, se recomandă pentru aliere, utilizarea prealiajelor a căror folosire înlătură o parte din dezavantajele utilizării metalelor pure și permite totodată obținerea unui electrod presat cu o mai bună distribuție a elementelor de aliere în volum. In cazul elementelor de aliere cu tensiunea mare de vapori (de exemplu manganul, cromul etc.) utilizarea prealiajelor acestora micșorează pierderile, prin volatilizarea în timpul topirii în vederea obținerii lingoruilor, dar prealiajele utilizate trebuie să aibă o puritate corespunzătoare și o structură care să permită cu ușurință obținerea acestora la granulația dorită, condiții pe care nu le îndeplinesc în toate cazurile prealiajele obținute în condițiile precizate mai sus.

Procedeul obișnuit de elaborare a prealiajelor constă în topirea directă a elementelor componente. In cazul prealiajului MnTiAl din cauza temperaturii ridicate de elaborare este indicată utilizarea cuptorului cu inducție cu creuzet.

Totodată din cauza afinității ridicate, pentru oxigen, a titanului, mai ales se impune elaborarea prealiajului în atmosferă inertă (argon de exemplu).

Utilizarea acestui procedeu are ca dezavantaj important neeconomicitatea procedeului, datorită consumurilor energetice, ridicate și a utilizării de metale pure, scumpe și puțin disponibile.

Totodată există și riscui impurificării prealiajului obținut cu carbon (în cazul elaborării în creuzet de grafit) sau cu oxigen, în cazul elaborării în creuzet de masă ștampată.

Procedeul conform invenției înlătură dezavantajele menționate mai sus, prin aceea că prevede elaborarea prealiajului ternar Mn Al Ti, prin reducerea aluminotermică a bioxidului de Mn și a bioxidului de Ti.

Procedeul se desfășoară, fără consum energetic exterior, căldura necesară fiind asigurată de efectele termice ale reacțiilor de reducere.

Se obține, pe această cale, un material care poate să conține 35 ... 50% Mn, 10 ... 20 % Ti, restul fiind aluminiu, cu un conținut de oxigen mai mic de 0,1%, care este casant și poate fi adus, cu ușurință, la forma dorită.

Invenția de față prezintă următoarele avantaje:

- se optimizează condițiile de elaborare a prealiajelor Mn-Al-Ti;

- se obține un produs corespunzător pentru elaborarea aliajelor de titan cu conținut de Mn și Al.

Se dă, mai jos, un exemplu de realizare a invenției.

Procedeul are, ca primă fază, amestecarea și omogenizarea cât mai intimă a componenților șarjei (bioxidul de mangan, bioxidul de titan și pulberea de Al), care pentru obținerea unui amestec cât mai omogen, trebuie să aibă granulația cât mai mică.

Cantitatea de pulbere de aluminiu, luată în calcul, include pe lîngă stoechiometricul necesar reacțiilor de reducere și necesarul de aluminiu în prealiaj.

Prealiajul poate fi elaborat într-o cuvă de reacție, căptușită cu cărămidă de magnezită. Nu se folosește căptușeala acidă, deoarece silicea poate fi redusă de aluminiu sau chiar de către mangan. Procesul poate fi condus și întrun creuzet de cupru răcit cu apă. Amorsarea reacției se poate face cu pulbere de magneziu sau un amestec de peroxid de bariu și pulbere de aluminiu (raport (5 : 2), care se aprinde, de la distanță, cu o rezistență electrică adusă la incandescență.

Căldura degajată la aprinderea acestor amestecuri este suficientă pentru a ridica temperatura stratului vecin, până Ia temperatura de amorsare a reacțiilor aluminotermice. In continuare, procesul metalotermic se desfășoară după mecanismul reacțiilor în lanț. Pentru desfășurarea reacției de reducere cu randamente ridicate trebuie ca zgura formată să se poată separa cu ușurință de aliajul format. Pentru a mări fluiditatea zgurii (component principal A1₂O₃) în șarjă, se introduc, ca agenți de fluidificare, oxidul de calciu și fluorură de calciu într-un raport ce poate varia între 2 : 1 și 4 : 1.

In cadrul procedeului, s-a utilizat bioxid de titan și de mangan, de calitate tehnică cu minimum 99% Mn sau Ti. Se poate utiliza, de exemplu, și rutil natural cu conținut de TiO₂, între 95 .... 96% și care conține ca impurități oxizi de fier, siliciu, zirconiu, crom, aluminiu etc. Este de preferat totuși utilizarea oxizilor tehnici puri, pentru obținerea unei purități corespunzătoare a prealiajului obținut.

Pulberea de aluminiu utilizată are granulația curpinsă între 0,1 ... 1 mm și un conținut de Al de minimum 99%.

Prealiajul obținut, sub forma unei mase compacte de metal, pe fundul cuvei de reacție, este casant putându-se aduce, cu ușurință, prin concasare, la dimensiuni de circa 5 ... 15 mm.

Pentru exemplificare, este prezentată o compoziție de șarjă pentru obținerea prealiajului Mn 40 A 140 Ti 20.

Se amestecă și se omogenizează următoarele materiale:

- bioxid de mangan (MnOj) - 640 g

- bioxid de titan (TiO₂ - 340 g

- pulbere de aluminiu - 830 g

- oxid de calciu (CaO) - 370 g

- fluorură de calciu (CaFj) - 100 g

Componenții șarjei, intim amestecați, se introduc în cuva de reacție și reacția este amorsată de la distanță, cu o rezistență electrică, adusă la incandescență.

După reacție, se obține o masă de prealiaj, de circa 900 g, care a avut următoarea compoziție chimică:

- Mn .............................38,3 %

- Al .............................42,6 %

-Ti ............................. 18,3 %

- O₂ .............................0,082 %

- Fe ..............................0,35 %

-Si ..............................0,14 %

Claims

Revendicare

Procedeu de obținere a prealiajului

20 ternar MnAlTi, prin reducerea aluminotermică, amorsată în condiții uzuale, a bioxidului de mangan și bioxidului de titan, în prezența agenților fluidificatori ai zgurii oxidul de calciu și fluorură de calciu,

25 caracterizat prin aceea că realizează amestecarea și omogenizarea șarjei, cuprinzând bioxid de mangan, bioxid de titan și pulbere de aluminiu, cu granulația de 0,1 ... 1 mm, toate de calitate tehnică minimum 99% puritate, în

30 cantitate necesară pentru obținerea, în final, a unor conținuturi de 35 ... 50% Mn, 10 ... 20% Ti și maximum 0,1% oxigen și respectiv Al rest în prealiajul ce se obține.