RO107694B1 - Procedeu și instalație pentru realizarea electrometalurgica, a prealiajelor de PbCa și AlCa - Google Patents

Abstract

Invenția se referă la un procedeu și la o instalație pentru obținerea pe cale electrometalurgica a prealiajelor de PbCa și AlCa, destinate obținerii aliajelor dure de Pb pentru grătarele plăcilor de acumulatori, a învelișurilor de cabluri electrotehnice și a lagărelor cu alunecare. Procedeul are loc într-o celulă de electroliză, încălzită la 700°C și alimentată cu 100 A curent continuu la tensiune reglabilă, de până la 10 V, materia primă a procesului fiind Pb respectiv Al, CaF2 și CaCl2. Prealiajele PbCa și AlCa sunt compoziții eutectice PbCa cu 10 % Ca și respectiv AlCa cu 7,6% Ca. Instalația este constituitădintr-o celulă de electroliză, cu un anod filetat reglabil, niște segmenți de izolare electrică între anod și catod (3) de descărcare a creuzetului catodic și doi conductori, catodic respectiv anodic (8 și 15) răciți cu apă, în zonele de contact.

Description

Prezenta invenție se referă la un procedeu și la o instalație pentru obținerea pe cale electrometalurgică, a prealiajelor de plumb calciu (PbCa) și de aluminiu calciu (AlCa), destinate obținerii aliajelor dure de plumb, pentru grătarele plăcilor de acumulatori, învelișurilor de cabluri electrotehnice și a lagărelor cu alunecare.

Sunt cunoscute procedee pirometalurgice de obținere a prealiajelor de PbSb sau PbCaSn care prezintă dezavantajul unei impurificări cu elemente din agenți reducători, unor arderi și pierderi nerecuperabile mari, ca și necesitatea unor instalații speciale ancombrate și costisitoare.

Problema pe care o rezolvă invenția constă în realizarea unei dozări precise a conținuturilor de Ca și AJ în diverse aliaje cu bază de plumb electrolitic de puritate 99,94%.

Procedeul, conform invenției, înlătură dezavantajele menționate prin aceea că se obțin într-o celulă de electroliză, folosind ca materii prime Pb, respectiv Al, CaCl₂ și CaF₂, prealiaje binare eutectice cu punctul de topire la 626° respectiv 616°C, PbCa cu 10% Ca și AlCa cu 7,6% Ca, celula de electroliză având o construcție specilă, corespunzătoare.

Procedeul și instalația, conform invenție, prezintă următoarele avantaje:

- permite scăderea temperaturii de reducere;

- majorează conținutul de Ca în prealiaj;

- elimină impurificările;

- reduce arderile și pierderile nerecuperabile;

- instalație mai puțin costisitoare.

în continuare, se prezintă două exemple de realizare a invenției în legătură și cu fig.1 și 2, care reprezintă:

- fig.1, celula de electroiliză pentru producerea prealiajelor PbCa 10 și AlCa 7,6;

- fig.2, capacul celulei cu izolația electricâ.

Procedeul, conform invenției, constă din elaborarea prealiajelor într-o celulă de electroliză, fig.1, care se compune din creuzetul catodic 1, suportul 2, capacul 6, anodul reglabil filetat 5 și sertarul de golire 3, realizate din material carbonic grafitat, care se utilizează la electrozii cuptoarelor electrice cu arc pentru topirea oțelurilor.

Celula de electroliză, alimentată cu curent continuu de 100 A, la tensiune reglabilă de până la 10 V, este dimensionată în baza următorilor parametri:

- temperatura de regim = 700 + 25°C;

- densitatea anodică de curent = 0,884 A/cm²;

- diametrul util al anodului = 120 mm;

- diametrul spațiului catodic = 200 mm;

- distanța dintre anod și catod = 25 mm;

- înălțimea spațiului catodic = 150 mm;

- puterea rezistorilor de încălzire = 8 kW, cu reglare automată a temperaturii.

într-un prim exemplu de realizare, care se referă la obținerea prealiajului PbCa 10, se încălzește celula de electroliză cu capacul închis la temperatura de regim de 700 ± ± 25°C,se ridică capacul 4, fig.1, se încarcă 12,500 kg Pb 99,94, topit în prealabil, după care se adaugă amestecul de săruri topite compus din 3,096 + 1,486 kg CaCl₂ și 0,528 + 0,253 = 0,781 kg CaF₃. Această cantitate de săruri topite se încarcă numai la începutul campaniei de lucru, deoarece în creuzetul catodic se păstrează tot timpul un strat de săruri de 25 mm grosime pentru protecția contra oxidării a Ca din prealiaje. în continuare, pentru fiecare șarjă de prealiaj PbCa se încarcă amestecul format din 3,096 kg CaCl₂ și 0,528 kg CaF₂.

Operând cu curentul de 100 A, din 12,500 kg Pb se obțin 13,889 kg prealiaj PbCalO, după 18,6 h.

Ca produse secundare de reacție se elimină 33,6 N dm³/h Cl2 și 8,15 N dm³/h F2 = = 41,75 N dm³/h gaze care se absorb în apă rece, fig.2. Acest debit de gaze, la

700°C, încălzesc 50 kg apă cu 6,8°C.

Evacuarea șarjei de prealiaj topit se face prin translația sertarului 3, fig.l.

Exemplul al doilea de realizare se referă la obținerea prealiaj ului Al Ca 7,6.

Procedând ca în exemplul 1, se încarcă în creuzet 4,000 kg Al E 99,5, topit în prealabil. Electrolitul consumabil se compune din 0,733 kg CaCl₂ și 0,125 kg CaF₂; stratul de 25 mm grosime este același ca în exemplul precedent.

După 4,4 h cu curentul de 100 A se obține 4,329 kg prealiaj AlCa 7,6. Debitul gazelor de reacție care se obsorb în apă este același ca în exemplul 1.

Claims (3)

1. Revendicări

   1. Procedeu de obținere prin electroliză a prealiajelor PbCa și AlCa, caracterizat prin aceea că are loc într-o celulă de electroliză încălzită la 700°C și alimentată cu 100 A curent continuu, la tensiune reglabilă de până la 10 V, materia primă a procesului este Pb, respectiv Al, CaF₂ și CaCl₂.
2. 2. Prealiaje PbCa și AlCa, caracterizate prin aceea că sunt compoziții eutectice PbCa și 10% Ca respectiv AlCa cu 7,6% Ca.
3. 3. Instalație pentru obținerea prin electroliză a prealiajelor PbCa și AlCa, caracterizată prin aceea că este constituită dintr-o celulă de electroliză care are un anod (5) Filetat reglabil în privința distanței dintre anod și catod, niște segmenți (7) de izoloare electrică între anod și catod, un sertar (3) de descărcare a creuzetului catodic și doi conductori catodic, respectiv anodic (8 și 15) răciți cu apă în zonele de contact cu zonele active de contact.

   Președintele comisiei de invenții: ing.Poenaru Vasile Examinator: ing.Chebeleu Alice