RU2124581C1 - Способ производства алюминия электролизом расплавленных солей - Google Patents

Способ производства алюминия электролизом расплавленных солей Download PDF

Info

Publication number
RU2124581C1
RU2124581C1 RU97110251/02A RU97110251A RU2124581C1 RU 2124581 C1 RU2124581 C1 RU 2124581C1 RU 97110251/02 A RU97110251/02 A RU 97110251/02A RU 97110251 A RU97110251 A RU 97110251A RU 2124581 C1 RU2124581 C1 RU 2124581C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
boron
aluminum
cryolite
electrolysis
regeneration
Prior art date
Application number
RU97110251/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU97110251A (ru
Inventor
В.В. Дорофеев
Л.В. Рагозин
В.А. Боровик
Original Assignee
Открытое акционерное общество Сибирско-Уральская алюминиевая компания филиал "Иркутский алюминиевый завод Сибирско-Уральской алюминиевой компании"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество Сибирско-Уральская алюминиевая компания филиал "Иркутский алюминиевый завод Сибирско-Уральской алюминиевой компании" filed Critical Открытое акционерное общество Сибирско-Уральская алюминиевая компания филиал "Иркутский алюминиевый завод Сибирско-Уральской алюминиевой компании"
Priority to RU97110251/02A priority Critical patent/RU2124581C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2124581C1 publication Critical patent/RU2124581C1/ru
Publication of RU97110251A publication Critical patent/RU97110251A/ru

Links

Images

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к электролитическому получению алюминия. Сущность: в предлагаемом способе производства алюминия электролизом расплавленных солей, включающем подачу в электролизер глинозема, фторсолей и борсодержащей добавки, в качестве борсодержащей добавки используют борированный регенерационный криолит с содержанием бора 5 - 8 мас.%, полученный путем химического взаимодействия борсодержащих соединений с фторалюминатным раствором на стадии производства регенерационного криолита, при этом борированный регенерационный криолит подают в электролизер в соотношении 0,01-0,015:1 к массе получаемого алюминия. Технический результат - снижение расхода технологической электроэнергии и очистка алюминия-сырца от примесей тяжелых металлов. 1 табл.

Description

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности, к электролитическому получению алюминия.
Известно, что на процесс электролиза алюминия сильно влияют примеси тяжелых металлов ванадия, титана, циркония, хрома, марганца и т.д., которые снижают его электропроводность.
Эти примеси образуют с алюминием твердые растворы, обладающие более низкой электропроводностью, чем чистые металлы или сплавы эвтектического типа.
По литературным данным и нашим исследованиям содержание примесей тяжелых металлов в алюминии можно снизить путем введения борсодержащих соединений в электролиты алюминиевых электролизеров в процессе электролиза или в литейные ковши перед разливкой алюминия.
Наиболее близким к предложенному является способ очистки алюминия борсодержащими соединениями от примесей ванадия и титана, предложенный Г.Петерсом (патент ФРГ N 1029168, кл. C 22 D, опубликован 30.04.58 г.). По этому способу борсодержащие соединения (бура - Na2B4O7•10H2O, трехокись бора - H3BO3• 5H2O) вводятся в электролит вместе с сырьем (глинозем, криолит) через корку электролита или вспомогательными материалами. В настоящее время на заводах, производящих электролитический алюминий, борсодержащие соединения в виде окислов вводят через корку электролита: на ИркАЗе - H3 BO3•5H2O - борная кислота, на ТадаЗе - Na2B4O7•10H2O - бура. Недостатком этого способа является то, что борсодержащие соединения вводятся в виде окислов: B2O3 и Na2O3•2B2O3 (H3BO3 -> B2O3 + H2O; Na2B4O7 -> Na2O3• B2O3 + H2O).
Влага в борсодержащих соединениях содержится в двух формах: гигроскопической, удаляющейся при подслушивании на корке электролита, и связанной в виде гидратов. Последняя полностью не удаляется при подсушивании и частично поступает в электролит. Вредное влияние влаги проявляется прежде всего в гидролизе фтористых солей: 2/3(пNaF•AlF3) + H2O2 = 1/3Al2O3 + 2HF+2/3пNaF.
HF, получающийся по этой реакции, улетучивается вместе с анодными газами, а NaF повышает щелочность электролита, что вызывает дополнительный расход AlF3 на доведение криолитового отношения до нормальной величины. Вредное влияние окислов состоит также и в том, что они увеличивают потери алюминия при электролизе, снижая выход по току, повышают электросопротивление (снижают электропроводность) электролита ("Справочник металлурга по цветным металлам".- М.: Изд-во "Металлургия", 1971, с. 57, рис. 56; с. 131), а также увеличивая расход технологической электроэнергии.
Целью предлагаемого изобретения является снижение расхода технологической электроэнергии на электролиз алюминия.
Поставленная цель достигается тем, что в способе производства алюминия электролизом расплавленных солей, включающем подачу в электролизер глинозема, фторсолей и борсодержащей добавки, в качестве борсодержащей добавки используют борированный регенерационный криолит с содержанием бора 5-8%-продукта, полученного путем химического взаимодействия борсодержащих соединений с фторалюминатным раствором на стадии производства регенерационного криолита, который подают в электролизер в соотношении 0,01-0,015:1 к массе получаемого алюминия.
Техническая сущность предлагаемого решения заключается в следующем.
На стадии получения регенерационного криолита борсодержащие соединения (буру или борную кислоту) вводят в процессе кристаллизации криолита, где эти соединения, взаимодействуя с фторалюминатным раствором (KF(NaF) + NaHCO3 + NaAlO2), переходят в борсодержащие соединения в виде KBF4 NaBF4 - тетрафторбората натрия. Введенный в элеткролит тетрафторборат натрия, диссоциируясь на ионы Na+ и BF-, вступает в реакцию с примесями тяжелых металлов, например, титаном по схеме
BF4- + Ti+4 -> TiB2 + F-
Кроме того, тетрафторборат натрия, диссоциируясь на ионы Na+ и BF4-, тем самым повышает электропроводность электролита, а вместе с этим повышает выход по току путем устранения реакции
B2O3 + 2Al -> Al2O3 + 2B
Отличием предложенного способа по отношению к прототипу является введение в электролизер в качестве борсодержащей добавки борированного регенерационного криолита с содержанием бора 5-8% в соотношении 0,01-0,15:1 к массе получаемого алюминия.
Процесс получения регенерационного криолита включает в себя обработку отходящих фторсодержащих газов щелочным раствором и его варку с получением пульпы криолита, отделение криолита от щелочного раствора и подачу раствора на обработку отходящих фторсодержащих газов.
В процессе варки в криолит вводят борсодержащие соединения, в результате чего получают регенерационный криолит с примесью фторидов бора. Полученный регенерационный криолит высушивают и направляют в электролизное производство.
Содержание бора в регенерационном криолите в пределах 5-8% и соотношением 0,01-0,015:1 к массе получаемого алюминия объявляется глубиной очистки алюминия в процессе электролиза от примесей тяжелых металлов (титан, ванадий, хром, марганец, цирконий). По исследованиям авторов других источников, а также практике алюминиевых заводов (ИркАЗ и др.) для очистки алюминия от примесей тяжелых металлов необходимо вводить в электролит алюминиевого электролизера 60-90 г бора на 1 т получаемого алюминия (250-400 г буры или борной кислоты), что соответствует 5-8% содержания бора в регенерационном криолите или соотношению 0,01-0,015: 1 к массе получаемого алюминия (суточной производительности электролизера). При концентрации бора в электролите менее нижнего предела соотношения полная очистка алюминия не достигается особенно от примесей титана и ванадия. При верхнем пределе соотношения и выше достигается практически полная очистка от примесей титана и ванадия и значительно (5-8 раз) снижается концентрация примесей хрома, марганца и циркония, при этом снижается удельное сопротивление электролита (снижается падение напряжения; достигается экономия электроэнергии, см. таблицу), но известно, что с увеличением концентрации борсодержащих соединений в электролите увеличивается и концентрация бора в электролитическом алюминии, а это не желательно, т.к. бор отрицательно влияет на литейные свойства алюминия (горячеломкость и т. д.), поэтому доведение концентрации бора в электролите выше верхнего предела не желательно. В указанных же пределах концентрация бора в алюминии на литейные свойства металла существенно не влияет.
Пример. В электролиты опытных алюминиевых электролизеров вводили регенерационный криолит с содержанием в нем бора 5-8%, в пересчете на 1 т получаемого алюминия это составляет 60-90 г.
На контрольных электролизерах вводили борсодержащие соединения (борную кислоту) в электролит вместе с сырьем (глинозем, криолит) через корку электролита по известной технологии.
Результаты испытаний сведены в таблицу, из данных которой видно, что на группе опытных электролизеров удельное электросопротивление электролита снизилось на 0,014 Ом • см, что соответствует снижению падения напряжения в электролите на 30 мВ и снижению расхода технологической электроэнергии на 104,9 кВт-ч/т Al.

Claims (1)

  1. Способ производства алюминия электролизом расплавленных солей, включающий подачу в электролизер глинозема, фторсолей и борсодержащей добавки, отличающийся тем, что в качестве борсодержащей добавки используют борированный регенерационный криолит с содержанием бора 5 - 8 мас.%, полученный путем химического взаимодействия борсодержащих соединений с фторалюминатным раствором на стадии производства регенерационного криолита, при этом борированный регенерационный криолит подают в электролизер в соотношении 0,01 - 0,015 : 1 к массе получаемого алюминия.
RU97110251/02A 1997-06-17 1997-06-17 Способ производства алюминия электролизом расплавленных солей RU2124581C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97110251/02A RU2124581C1 (ru) 1997-06-17 1997-06-17 Способ производства алюминия электролизом расплавленных солей

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97110251/02A RU2124581C1 (ru) 1997-06-17 1997-06-17 Способ производства алюминия электролизом расплавленных солей

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2124581C1 true RU2124581C1 (ru) 1999-01-10
RU97110251A RU97110251A (ru) 1999-05-27

Family

ID=20194280

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97110251/02A RU2124581C1 (ru) 1997-06-17 1997-06-17 Способ производства алюминия электролизом расплавленных солей

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2124581C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2745830C1 (ru) * 2020-06-04 2021-04-01 Акционерное общество "СЕФКО" Способ получения алюминия электролизом суспензии глинозема в расплаве алюминия

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE патент, N 1029168, C 22 D, 1958. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2745830C1 (ru) * 2020-06-04 2021-04-01 Акционерное общество "СЕФКО" Способ получения алюминия электролизом суспензии глинозема в расплаве алюминия

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Haupin Electrochemistry of the Hall-Heroult process for aluminum smelting
CN101949038B (zh) 一种电解法制备碳氧钛复合阳极的方法
CN103603014B (zh) 一种以钾冰晶石作为补充体系的电解铝的方法
CN105473766B (zh) 用于使用铝电解器获得熔体的电解质
CA2147733C (en) Fused fluoride electrolytes for magnesium oxide electrolysis in the production of magnesium metal
EP2666888B1 (en) Electrolyte supplement system in aluminium electrolysis process and method for preparing the same
CN101255574A (zh) 一种铝电解用钾盐体系电解质
CN101265588A (zh) 一种采用离子液体低温电解氧化铝生产铝的方法
US4885073A (en) Activated carbon anode including lithium
EP0611837A1 (en) Method for obtaining aluminium from alumina-containing raw material
RU2124581C1 (ru) Способ производства алюминия электролизом расплавленных солей
CN104213154B (zh) 利用氧化镁为原料电解制备镁合金的方法
CN102674420B (zh) 用于铝电解工业的低分子比冰晶石的制备方法
CN115305507B (zh) 熔盐电解氧化铝生产金属铝的方法
CN104131310B (zh) 镁电解渣的综合利用方法
Sleppy et al. Bench scale electrolysis of alumina in sodium fluoride-Aluminum fluoride melts below 900 C
US4563339A (en) Process for the preparation of magnesium chloride for use as an electrolyte in electrolytic production of magnesium metal
CN112779564A (zh) 一种酸法氧化铝电解铝体系及其应用
RU2383662C2 (ru) Способ получения алюминиево-кремниевого сплава в электролизере для производства алюминия
CN104213153A (zh) 利用水合氯化镁为原料电解制备镁合金的方法
RU2255144C2 (ru) Способ пуска алюминиевого электролизера
US20240247391A1 (en) Method for producing metallic aluminum and polysilicon with high-silicon aluminum-containing resource
CN114016083B (zh) 一种碱金属热还原金属氧化物制备金属过程中再生碱金属还原剂的方法
Beck Electrolytic production of aluminum
RU2222641C2 (ru) Способ производства алюминия электролизом расплавленных солей

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050618