RU2383662C2 - Method of production of aluminium-silicon alloy in electrolytic cell for production of aluminium - Google Patents
Method of production of aluminium-silicon alloy in electrolytic cell for production of aluminium Download PDFInfo
- Publication number
- RU2383662C2 RU2383662C2 RU2008118749/02A RU2008118749A RU2383662C2 RU 2383662 C2 RU2383662 C2 RU 2383662C2 RU 2008118749/02 A RU2008118749/02 A RU 2008118749/02A RU 2008118749 A RU2008118749 A RU 2008118749A RU 2383662 C2 RU2383662 C2 RU 2383662C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aluminium
- aluminum
- silicon
- electrolyte
- alumina
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для получения алюминиево-кремниевого сплава натриево-алюминиевых фторидов в электролизере для производства алюминия.The present invention relates to non-ferrous metallurgy and can be used to obtain aluminum-silicon alloy of sodium-aluminum fluorides in an electrolytic cell for aluminum production.
Известен способ получения алюминиево-кремниевых сплавов, включающий периодическую загрузку глинозема и кремнийсодержащего оксидного сырья на корку электролита, разрушение корки с последующим погружением сырья в криолитоксидный расплав, в который загрузку кремнийсодержащего оксидного сырья осуществляют в течение суток каждые 3-6 час, причем масса загружаемой порции кремнийсодержащего оксидного сырья составляет 0,2-0,4% (в пересчете на SiO2) массы электролита (патент РФ №2030487, С25С 3/36, 1995 г., [1]). В качестве кремнийсодержащего оксидного сырья используют обожженный каолин.A known method of producing aluminum-silicon alloys, including the periodic loading of alumina and silicon-containing oxide raw materials onto the electrolyte crust, crust breaking followed by immersion of the raw materials in a cryolite oxide melt, in which loading of silicon-containing oxide raw materials is carried out every 3-6 hours during the day, with the mass of the batch being loaded silicon-containing oxide raw materials is 0.2-0.4% (in terms of SiO 2 ) of the mass of the electrolyte (RF patent No. 2030487, C25C 3/36, 1995, [1]). As silicon-containing oxide raw materials, calcined kaolin is used.
При использовании известной технологии имеют место потери загружаемого сырья за счет пылеуноса, значительны потери фтористых солей с корки электролита при увеличении числа загрузок сырья. Кроме того, электрохимическое восстановление алюминия и кремния из каолина требует дополнительных энергозатрат на разрушение химической связи между окислами кремния и алюминия. В результате снижаются технико-экономические показатели процесса электролиза.When using the known technology, there are losses of feedstock due to dust extraction, significant losses of fluoride salts from the electrolyte crust with an increase in the number of feedstock loads. In addition, the electrochemical reduction of aluminum and silicon from kaolin requires additional energy to break the chemical bond between the oxides of silicon and aluminum. As a result, the technical and economic indicators of the electrolysis process are reduced.
Известен способ получения алюминиево-кремниевого сплава в электролизере для производства алюминия, включающий загрузку фтористых солей, глинозема, кремнийсодержащего компонента и электролиз, в котором в качестве кремнийсодержащего компонента используют кремнефтористый натрий, который предварительно спекают с глиноземом при 550-650°С при массовом соотношении 1:(0,5-1,5) (патент СССР №1826998, С25С 3/36, 1993 г., [2]).A known method of producing aluminum-silicon alloy in an electrolyzer for aluminum production, comprising loading fluoride salts, alumina, a silicon-containing component and electrolysis, in which sodium silicofluoride is used as a silicon-containing component, which is pre-sintered with alumina at 550-650 ° C in a mass ratio of 1 : (0.5-1.5) (USSR patent No. 1826998, C25C 3/36, 1993, [2]).
По технической сущности, наличию сходных признаков данное техническое решение выбрано в качестве ближайшего аналога.By technical nature, the presence of similar features of this technical solution is selected as the closest analogue.
Использование данной технологии, по сравнению с другими известными технологиями получения алюминиево-кремниевого сплава в электролизере, позволяет получать высококачественный сплав и дополнительно натриевый криолит, который используется при электролитическом производстве алюминия.The use of this technology, in comparison with other known technologies for producing aluminum-silicon alloy in the electrolyzer, allows to obtain high-quality alloy and additionally sodium cryolite, which is used in the electrolytic production of aluminum.
Вместе с тем, при реализации известного способа значительны потери фтора и кремния преимущественно в виде соединений SiF4 и АlF3 при прогреве и спекании шихты, ухудшается экологическая обстановка в корпусе электролиза, достаточно сложно осуществлять оперативное регулирование технологического процесса вследствие залповых загрузок спеченной кремнефторидной шихты в электролит.At the same time, when implementing the known method, significant losses of fluorine and silicon are predominantly in the form of SiF 4 and AlF 3 compounds during heating and sintering of the charge, the environmental situation in the electrolysis body is deteriorating, it is rather difficult to carry out operational process control due to the volley loading of the sintered silicon fluoride charge into the electrolyte .
Задачами предлагаемого технического решения являются: расширение сырьевой базы производства алюминиево-кремниевых сплавов в электролизере, снижение потерь фтористых солей и кремния в процессе электролиза и повышение эффективности и экологической безопасности электролитического производства алюминия.The objectives of the proposed technical solution are: expanding the raw material base for the production of aluminum-silicon alloys in the electrolyzer, reducing losses of fluoride salts and silicon in the electrolysis process and increasing the efficiency and environmental safety of the electrolytic production of aluminum.
Техническими результатами являются: использование в процессе электролиза различных кислородсодержащих соединений алюминия, снижение потерь фтористых солей и кремния.Technical results are: the use of various oxygen-containing aluminum compounds in the electrolysis process, reducing the loss of fluoride salts and silicon.
Технические результаты достигаются тем, что в способе получения алюминиево-кремниевого сплава в электролизере для производства алюминия, включающем подачу в электролит фтористых солей, кислородсодержащего соединения алюминия и кремнефтористого натрия, в качестве кислородсодержащего соединения алюминия используют глинозем и/или гидроокись алюминия, в электролит подают смесь кремнефтористого натрия и кислородсодержащего соединения алюминия при весовом соотношении 1:(1,5÷5,0) в пересчете на глинозем, а для подачи материалов в электролит используют установку автоматического питания электролизера.Technical results are achieved by the fact that in the method for producing an aluminum-silicon alloy in an electrolytic cell for aluminum production, comprising supplying fluoride salts, an oxygen-containing aluminum compound and sodium silicofluoride to the electrolyte, alumina and / or aluminum hydroxide are used as the oxygen-containing aluminum compound, the mixture is fed into the electrolyte silicofluoride sodium and an oxygen-containing aluminum compound with a weight ratio of 1: (1.5 ÷ 5.0) in terms of alumina, and for feeding materials to the electrolyte use the installation of automatic power electrolyzer.
Кроме того, для обеспечения необходимого состава электролита в качестве фтористой соли в электролит периодически подают фтористый алюминий и/или фтористый кальций.In addition, to ensure the required electrolyte composition as fluoride salt, aluminum fluoride and / or calcium fluoride are periodically fed into the electrolyte.
Сравнение предлагаемого технического решения с решением по ближайшему аналогу показывает следующее.A comparison of the proposed technical solution with the solution for the closest analogue shows the following.
Предлагаемое решение и ближайший аналог характеризуются сходными признаками:The proposed solution and the closest analogue are characterized by similar features:
- алюминиево-кремниевый сплав и жидкий электролит получают в электролизере для производства алюминия;- aluminum-silicon alloy and liquid electrolyte are obtained in an electrolytic cell for aluminum production;
- подача в электролит фтористых солей, кислородсодержащего соединения алюминия и кремнефтористого натрия.- supply of fluoride salts, an oxygen-containing compound of aluminum and sodium silicofluoride to the electrolyte.
Предлагаемое решение характеризуется также следующими отличительными признаками, от ближайшего аналога:The proposed solution is also characterized by the following distinctive features, from the closest analogue:
- в качестве кислородсодержащего соединения алюминия используют глинозем и/или гидроокись алюминия;- alumina and / or aluminum hydroxide is used as an oxygen-containing aluminum compound;
- в электролит подают смесь кремнефтористого натрия и кислородсодержащего соединения алюминия при весовом соотношении 1:(1,5÷5,0) в пересчете на глинозем;- a mixture of sodium silicofluoride and an oxygen-containing aluminum compound is fed into the electrolyte at a weight ratio of 1: (1.5 ÷ 5.0) in terms of alumina;
- для подачи материалов в электролит используют установку автоматического питания электролизера твердым сырьем.- to supply materials to the electrolyte, use the installation of automatic power supply of the electrolyzer with solid raw materials.
Наличие в предлагаемом решении признаков, отличных от признаков, характеризующих ближайший аналог, позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого условию патентоспособности «новизна».The presence in the proposed solution of features other than those characterizing the closest analogue allows us to conclude that the proposed patentability condition is “novelty”.
Техническая сущность предлагаемой технологии заключается в следующем.The technical essence of the proposed technology is as follows.
Кремнефтористый натрий взаимодействует с глиноземом с образованием натриево-алюминиевых фторидов и диоксида кремния:Sodium silicofluoride reacts with alumina to form sodium aluminum fluorides and silicon dioxide:
Взаимодействие (1) протекает через термическую диссоциацию Na2SiF6 с последующим фторированием глинозема газообразным тетрафторидом кремния и спеканием фторидов натрия и алюминия:The interaction (1) proceeds through the thermal dissociation of Na 2 SiF 6 followed by fluorination of alumina with gaseous silicon tetrafluoride and sintering of sodium and aluminum fluorides:
При высоких температурах и скоростях нагрева смеси скорость фторирования Аl2O3 по реакции (3) становится соизмерима со скоростью разложения Na2SiF6 по реакции (2). Это обеспечивает высокое извлечение фтора в криолит. Однако в этих условиях образуется крупнокристаллический SiO2 в форме кристобалита или топаза Al2SiO4(FOH)2. Крупнокристаллический SiO2 медленно растворяется в электролите, плохо восстанавливается, что приводит к образованию алюмосиликатов в электролите, ликвации расплава и расстройству технологии электролиза.At high temperatures and heating rates of the mixture, the fluorination rate of Al 2 O 3 by reaction (3) becomes comparable with the rate of decomposition of Na 2 SiF 6 by reaction (2). This provides high fluorine recovery in cryolite. However, under these conditions, coarse-grained SiO 2 forms in the form of cristobalite or topaz Al 2 SiO 4 (FOH) 2 . Coarse-grained SiO 2 slowly dissolves in the electrolyte, is poorly restored, which leads to the formation of aluminosilicates in the electrolyte, segregation of the melt and the breakdown of electrolysis technology.
Однако этого можно не допустить, если взаимодействие кремнефтористого натрия с глиноземом проводить с большим избытком оксида алюминия при температурах 550-650°С и при высоких скоростях нагрева. Оптимальные условия протекания процесса - скорость образования SiF4 по реакции (2) должна быть не меньше скорости его взаимодействия с Аl2О3 по реакции (3). При таких условиях проведения процесса в качестве кислородсодержащего соединения целесообразно использование не только глинозема - оксида алюминия, но и гидрооксида алюминия, либо смеси этих соединений. В случае использования гидрооксида алюминия при нагреве до 400-450°С происходит дегидратация:However, this can be prevented if the interaction of sodium silicofluoride with alumina is carried out with a large excess of alumina at temperatures of 550-650 ° C and at high heating rates. Optimum conditions for the process — the rate of formation of SiF 4 by reaction (2) should be no less than the rate of its interaction with Al 2 O 3 by reaction (3). Under such process conditions, it is advisable to use not only alumina — alumina, but also aluminum hydroxide, or a mixture of these compounds as an oxygen-containing compound. In the case of using aluminum hydroxide when heated to 400-450 ° C, dehydration occurs:
Образующийся высокоактивный оксид алюминия вступает в реакцию с тетрафторидом кремния по реакции (3) с образованием аморфного диоксида кремния, что способствует повышению эффективности процесса электролиза криолит-глинозем-кремнеземного расплава и улучшению качества сплава.The resulting highly active alumina reacts with silicon tetrafluoride by reaction (3) to form amorphous silicon dioxide, which improves the efficiency of the electrolysis of cryolite-alumina-silica melt and improves the quality of the alloy.
При соотношении в смеси Na2SiF6:Аl2О3 более чем 1:1,5 (например, 1:1) увеличиваются потери кремния и фтора в виде SiF4, что снижает извлечение и производительность процесса, ухудшает экологическую обстановку. При соотношении в смеси Na2SiF6:Аl2О3 менее 1:5 (например, 1:6) значительно увеличивается объем смеси кремнефторида натрия с кислородсодержащим соединением алюминия и затраты на ее приготовление, снижается до 3-3,5% содержание кремния в сплаве, что ограничит технологические возможности предлагаемого решения.When the ratio in the mixture of Na 2 SiF 6 : Al 2 O 3 more than 1: 1,5 (for example, 1: 1) losses of silicon and fluorine in the form of SiF 4 increase, which reduces the extraction and productivity of the process, worsens the environmental situation. When the ratio in the mixture of Na 2 SiF 6 : Al 2 O 3 is less than 1: 5 (for example, 1: 6), the volume of the mixture of sodium silicofluoride with an oxygen-containing aluminum compound increases significantly and the cost of its preparation decreases to 3-3.5% silicon content in alloy, which will limit the technological capabilities of the proposed solution.
Указанные оптимальные условия проведения технологического процесса получения сплава и электролита достигаются при использовании для подачи материалов в электролит установки автоматического питания электролизера твердым сырьем (установки автоматической подачи глинозема и фтористых солей). В процессе такой подачи смеси реагентов происходит их взаимодействие в высокотемпературной области и с высокой скоростью нагрева. Реакции (2, 3, 4, 5) протекают последовательно-параллельно, что обеспечивает поступление в расплав электролита преимущественно продуктов реакции, а не сырьевых материалов. Подача смеси кремнефтористого натрия и глинозема в электролизер через установку автоматической подачи сырья, спекание смеси с высокими скоростями нагрева приведет к образованию в месте загрузки смеси криолит-глиноземного спека. Наличие в спеке низкомодульного (легкоплавкого) криолита обеспечит быстрое и эффективное растворение загружаемого глинозема в жидком криолите. В ванне электролизера завершаются процессы образования и разделения алюминиево-кремниевого сплава и натриево-алюминиевых фторидов. По мере наработки сплава и электролита производится их выливка из электролизера, например, вакуумным ковшом. Сплав поступает на литейный передел, электролит используется для различных технологических целей в электролитическом производстве, например, для пуска электролизеров после капитального ремонта или для компенсации потерь фтора на рядовых электролизерах. Качество получаемого по данной технологии жидкого электролита позволяет использовать его в электролитическом производстве алюминия-сырца без ухудшения его качества.The indicated optimal conditions for carrying out the technological process for producing the alloy and electrolyte are achieved when using the automatic power supply of the electrolyzer with solid raw materials (the automatic feeding of alumina and fluoride salts) for feeding materials into the electrolyte. In the process of such a supply of a mixture of reagents, they interact in the high temperature region and with a high heating rate. Reactions (2, 3, 4, 5) proceed sequentially-in parallel, which ensures that mainly reaction products and not raw materials enter the electrolyte melt. The supply of a mixture of sodium silicofluoride and alumina into the electrolyzer through an automatic feed unit, sintering of the mixture with high heating rates will lead to the formation of a cryolite-alumina cake at the loading point. The presence in the cake of low-modulus (low-melting) cryolite will provide quick and effective dissolution of the loaded alumina in liquid cryolite. The formation and separation of aluminum-silicon alloy and sodium-aluminum fluorides are completed in the electrolytic cell bath. As the alloy and electrolyte accumulate, they are cast from the electrolyzer, for example, with a vacuum ladle. The alloy enters the foundry redistribution, the electrolyte is used for various technological purposes in electrolytic production, for example, for starting electrolyzers after major repairs or to compensate for fluorine losses in ordinary electrolyzers. The quality of the liquid electrolyte obtained by this technology allows it to be used in the electrolytic production of raw aluminum without compromising its quality.
Предлагаемая технология позволит расширить сырьевую базу производства алюминиево-кремниевых сплавов, повысить эффективность электролитического производства алюминия и алюминиево-кремниевых сплавов за счет дополнительного извлечения кремния и фтора в продукты, снизить экологическую опасность процесса за счет уменьшения выбросов газообразных фторидов.The proposed technology will expand the raw material base for the production of aluminum-silicon alloys, increase the efficiency of the electrolytic production of aluminum and aluminum-silicon alloys by additional extraction of silicon and fluorine into products, and reduce the environmental hazard of the process by reducing emissions of gaseous fluorides.
Сравнительный анализ предлагаемого технического решения с другими известными решениями в данной области, выявленными в процессе поиска, показывает следующее.A comparative analysis of the proposed technical solutions with other well-known solutions in this field identified in the search process shows the following.
Известен способ получения алюминиево-кремниевого сплава и натриево-алюминиевых фторидов в электролизере для получения алюминия, включающий загрузку в электролит предварительно спеченной смеси кремнефтористого натрия с глиноземом, в котором в исходную смесь реагентов дополнительно вводят карбонат натрия, предпочтительно содержащий не менее 80% массовых частиц крупностью более 160 мкм, содержание которого определяют по формуле:A known method of producing aluminum-silicon alloy and sodium-aluminum fluorides in an electrolytic cell for producing aluminum, comprising loading into a electrolyte a pre-sintered mixture of sodium silicofluoride with alumina, in which sodium carbonate is added to the initial mixture of reagents, preferably containing at least 80% by weight of particles more than 160 microns, the content of which is determined by the formula:
где Р - весовой расход карбоната натрия на приготовление смеси, %;where P is the weight consumption of sodium carbonate for the preparation of the mixture,%;
С=0,67÷3,69 - весовое отношение кремнефтористого натрия к глинозему в исходной смеси (патент РФ №2047671, С25С 3/36, 1995 г., [3]).C = 0.67 ÷ 3.69 - weight ratio of sodium silicofluoride to alumina in the initial mixture (RF patent No. 2047671, C25C 3/36, 1995, [3]).
В известном решении введение в исходную смесь реагентов карбоната натрия в количестве, определяемом формулой (6), предпочтительно указанного гранулометрического состава, увеличивает извлечение кремния и фтора в продукты, за счет связывания карбонатом натрия не прореагировавшего с глиноземом тетрафторида кремния, образовавшегося при термическом разложении кремнефтористого натрия, обеспечивает получение крупнокристаллического криолита, что также снижает потери фтора при использовании такого продукта.In a known solution, the introduction of sodium carbonate into the initial mixture of reagents in an amount determined by formula (6), preferably of the specified particle size distribution, increases the extraction of silicon and fluorine into products, due to the binding of sodium tetrafluoride, which was formed during thermal decomposition of sodium silicofluoride, not reacted with alumina , provides large-crystalline cryolite, which also reduces the loss of fluorine when using such a product.
Известен способ получения алюминиево-кремниевого сплава в электролизере для производства алюминия, включающий загрузку фтористых солей, глинозема, кремнийсодержащего компонента в виде кека кремнезема, полученного разложением кремнефторсодержащих растворов гидрооксидом алюминия, причем перед загрузкой кек кремнезема нагревают до 400-600°С и перед нагреванием может быть произведено смешение кека кремнезема с натрийсодержащим компонентом при массовом соотношении натрия к содержащемуся в кеке алюминию (1,2÷2,2):1 (патент РФ №2037569, С25С 3/36, 1995 г., [4]).A known method of producing aluminum-silicon alloy in an electrolytic cell for aluminum production, comprising loading fluoride salts, alumina, a silicon-containing component in the form of a silica cake obtained by decomposition of silicon fluoride-containing solutions with aluminum hydroxide, and before loading silica cakes are heated to 400-600 ° C and may be heated before heating mixing of silica cake with a sodium-containing component at a mass ratio of sodium to aluminum contained in the cake (1.2 ÷ 2.2): 1 (RF patent No. 2037569, C25C 3/36, 1995 ., [4]).
В известном решении [4] получение высокоактивного диоксида кремния осуществляется путем обработки кремнефтористо-водородной кислоты гидрооксидом алюминия и выделения кремния в виде аморфного мелкодисперсного диоксида - кека кремнезема, а при смешивании кека кремнезема с соединениями натрия (фторида или карбоната) в указанных соотношениях сокращаются потери фтора и кремния на всех стадиях термообработки кека и в процессе получения сплава.In the known solution [4], the production of highly active silicon dioxide is carried out by treating silicofluoric acid with aluminum hydroxide and separating silicon in the form of an amorphous finely dispersed dioxide - silica cake, and when mixing silica cake with sodium compounds (fluoride or carbonate) in these ratios fluorine losses are reduced and silicon at all stages of the heat treatment of the cake and in the process of obtaining the alloy.
Известен способ получения криолита путем спекания кремнефтористого натрия с оксидным соединением алюминия при 500-800°С, в котором для повышения извлечения фтора в криолит спекание производят при поддержании скорости нагрева 100-400°С/мин (патент СССР №1310338, C01F 7/54, 1987 г., [5]).A known method of producing cryolite by sintering sodium silicofluoride with an aluminum oxide compound at 500-800 ° C, in which to increase the extraction of fluorine in cryolite sintering is carried out while maintaining a heating rate of 100-400 ° C / min (USSR patent No. 1310338, C01F 7/54 , 1987, [5]).
В известном решении спекание кремнефтористого натрия может быть проведено как с глиноземом, так и с гидрооксидом алюминия. Извлечение фтора в криолит достигает 96,7%, но реализация данной технологии возможна только с использованием специального оборудования, обеспечивающего высокие температуры и скорости нагрева в достаточно короткие промежутки времени.In a known solution, the sintering of sodium silicofluoride can be carried out both with alumina and with aluminum hydroxide. The extraction of fluorine in cryolite reaches 96.7%, but the implementation of this technology is possible only with the use of special equipment that provides high temperatures and heating rates in fairly short periods of time.
В отличие от известных решений, в предлагаемом способе повышение извлечения кремния и фтора в продукты и снижение потерь фтора достигаются взаимодействием кремнефтористого натрия с большим избытком глиноземсодержащего соединения и при высоких скоростях нагрева, что реализуется при подаче материалов в электролизер с использованием установки автоматического питания электролизера сырьем.In contrast to the known solutions, in the proposed method, an increase in the extraction of silicon and fluorine in products and a decrease in fluorine losses are achieved by the interaction of sodium silicofluoride with a large excess of alumina-containing compound and at high heating rates, which is realized when the materials are fed into the electrolyzer using the automatic feed electrolyzer.
Реализация предлагаемой технологии не требует ни дополнительных операций с исходными реагентами, ни специального оборудования, ни дополнительных энергетических затрат.The implementation of the proposed technology does not require any additional operations with the starting reagents, nor special equipment, nor additional energy costs.
В процессе сравнительного анализа не выявлено технических решений, характеризующихся аналогичной или идентичной совокупностью признаков с предлагаемым и позволяющих получать при использовании такой совокупности признаков результаты, аналогичные от использования предлагаемого технического решения. Таким образом, можно сделать вывод о соответствии предлагаемого решения условию патентоспособности «изобретательский уровень».In the process of comparative analysis, no technical solutions have been identified that are characterized by a similar or identical set of features with the proposed one and which allow using such a set of features to obtain results similar to using the proposed technical solution. Thus, we can conclude that the proposed solution meets the condition of patentability "inventive step".
Предлагаемая технология реализуется следующим образом.The proposed technology is implemented as follows.
ПримерExample
Смесь кремнефтористого натрия перерабатывали в электролизерах для получения алюминия с самообжигающимися анодами С-8БМ при разном весовом соотношении компонентов. Суточная загрузка в электролизер кремнефтористого натрия составляла 400 кг при весовом соотношении кремнефтористого натрия к глинозему более 1:3. При соотношении кремнефтористого натрия к глинозему менее чем 1:3 суточная загрузка кремнефтористого натрия снижалась до 300 кг. Сила тока на электролизерах поддерживалась на уровне 165 кА при среднем криолитовом отношении электролита 2,30.A mixture of sodium silicofluoride was processed in electrolyzers to produce aluminum with self-baking anodes S-8BM at different weight ratios of components. The daily load of sodium silicofluoride in the electrolyzer was 400 kg with a weight ratio of sodium silicofluoride to alumina of more than 1: 3. When the ratio of sodium silicofluoride to alumina is less than 1: 3, the daily loading of sodium silicofluoride was reduced to 300 kg. The current strength in the electrolyzers was maintained at a level of 165 kA with an average cryolite ratio of electrolyte 2.30.
В соответствии с прототипом, смесь кремнефтористого натрия с глиноземом спекали на криолит-глиноземной корке электролизера в течение 4 часов с последующей загрузкой продуктов спекания в электролит по продольным сторонам электролизера в результате поточной обработки электролизеров.In accordance with the prototype, a mixture of sodium silicofluoride with alumina was sintered on a cryolite-alumina crust of the electrolyzer for 4 hours, followed by loading the sintering products into the electrolyte along the longitudinal sides of the electrolyzer as a result of stream processing of the electrolysers.
По предлагаемой технологии на одной группе электролизеров перерабатывали смесь кремнефтористого натрия с глиноземом, а на другой - с гидроокисью алюминия. При этом загрузку смеси и глинозема в электролизер осуществляли с использованием установок автоматического питания. Каждый электролизер был оборудован 4 такими установками точечного типа. Порция смеси кремнефтористого натрия с кислородсодержащим соединением алюминия и глинозема, загружаемая в электролизер за одно срабатывание пробойника, варьировалась от 0,8 до 1,2 кг.According to the proposed technology, a mixture of sodium silicofluoride with alumina was processed on one group of electrolyzers, and aluminum hydroxide on the other. While loading the mixture and alumina into the electrolyzer was carried out using automatic power plants. Each cell was equipped with 4 such point-type plants. A portion of a mixture of sodium silicofluoride with an oxygen-containing compound of aluminum and alumina, loaded into the electrolyzer in one operation of the punch, ranged from 0.8 to 1.2 kg.
Выливка из электролизера нарабатываемого алюминиево-кремниевого сплава производилась вакуум-ковшом один раз в сутки, электролита - по мере наработки, ориентировочно один раз в двое суток.Pouring from the electrolyzer of the produced aluminum-silicon alloy was carried out with a vacuum ladle once a day, of the electrolyte - as the operating time, approximately once every two days.
Результаты месячной эксплуатации группы опытных электролизеров приведены в таблице.The results of the monthly operation of a group of experimental electrolyzers are shown in the table.
По результатам опытно-промышленной эксплуатации электролизеров, приведенным в таблице, сделаны следующие выводы.According to the results of the pilot operation of electrolyzers, given in the table, the following conclusions are made.
1. Заявляемый способ характеризуется более высокими технико-экономическими показателями по сравнению с прототипом. Извлечение кремния и фтора в целевые продукты увеличивается на 1,0-2,0%. Выход по току возрастает на 0,2-0,3%.1. The inventive method is characterized by higher technical and economic indicators in comparison with the prototype. The extraction of silicon and fluorine in the target products increases by 1.0-2.0%. The current efficiency increases by 0.2-0.3%.
2. Использование в составе смеси вместо глинозема гидроокиси алюминия, при прочих равных условиях, улучшает показатели процесса за счет более эффективного процесса фторирования свежеобразующегося оксида алюминия - продукта дегидратации Аl(ОН)3 газообразным тетрафторидом кремния.2. Using alumina instead of alumina in the mixture, ceteris paribus, improves process performance due to the more efficient fluorination of freshly formed alumina - the product of dehydration Al (OH) 3 with gaseous silicon tetrafluoride.
3. При соотношении Na2SiF6:[Аl2О3 и/или Аl(ОН)3] в смеси менее 1:5 (в примере 1:7) при удовлетворительном извлечении кремния и фтора, а также выходе по току увеличиваются затраты на приготовление смеси Na2SiF6+[Аl2O3 и/или Аl(ОН)3], снижается до 3-3,5% содержание кремния в сплаве, что ограничит технологические возможности предлагаемого решения.3. When the ratio of Na 2 SiF 6 : [Al 2 About 3 and / or Al (OH) 3 ] in the mixture is less than 1: 5 (in example 1: 7) with satisfactory extraction of silicon and fluorine, as well as current efficiency, costs increase to prepare a mixture of Na 2 SiF 6 + [Al 2 O 3 and / or Al (OH) 3 ], the silicon content in the alloy is reduced to 3-3.5%, which will limit the technological capabilities of the proposed solution.
4. Использование установок АПГ обеспечивает равномерное поступление смеси Na2SiF6+[Al2О3 и/или Аl(ОН)3] в электролизер при высокой скорости нагрева реагентов. В результате повышается степень фторирования глинозема и стабилизируется состав электролита по содержанию глинозема и диоксида кремния.4. The use of APG plants ensures a uniform supply of a mixture of Na 2 SiF 6 + [Al 2 O 3 and / or Al (OH) 3 ] into the electrolyzer at a high heating rate of the reactants. As a result, the degree of fluorination of alumina is increased and the composition of the electrolyte is stabilized by the content of alumina and silicon dioxide.
Основные технологические операции, входящие в состав предлагаемой технологии, включающие загрузку в электролизер смеси кремнефтористого натрия с кислородсодержащим соединением алюминия и получение в процессе алюминиево-кремниевого сплава и натриевого криолита, отработаны в промышленных условиях. Результаты опытно-промышленной эксплуатации электролизеров с использованием предлагаемой технологии показывают ее высокую технико-экономическую эффективность и возможность промышленного использования не вызывает сомнений.The main technological operations that are part of the proposed technology, including loading into the electrolyzer a mixture of sodium silicofluoride with an oxygen-containing aluminum compound and obtaining aluminum-silicon alloy and sodium cryolite in the process, have been worked out under industrial conditions. The results of the pilot industrial operation of electrolyzers using the proposed technology show its high technical and economic efficiency and the possibility of industrial use is not in doubt.
ИнформацияInformation
1. Патент РФ №2030487, С25С 3/36, 1995 г.1. RF patent No. 2030487, C25C 3/36, 1995
2. Патент СССР №1826998, С25С 3/36, 1993 г.2. USSR patent No. 1826998, C25C 3/36, 1993
3. Патент РФ №2047671, С25С 3/36, 1995 г.3. RF patent No. 2047671, C25C 3/36, 1995.
4. Патент РФ №2037569, С25С 3/36, 1995 г.4. RF patent No. 2037569, C25C 3/36, 1995.
5. Патент СССР №1310338, C01F 7/54, 1987 г.5. USSR patent No. 1310338, C01F 7/54, 1987
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008118749/02A RU2383662C2 (en) | 2008-05-12 | 2008-05-12 | Method of production of aluminium-silicon alloy in electrolytic cell for production of aluminium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008118749/02A RU2383662C2 (en) | 2008-05-12 | 2008-05-12 | Method of production of aluminium-silicon alloy in electrolytic cell for production of aluminium |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008118749A RU2008118749A (en) | 2009-11-20 |
| RU2383662C2 true RU2383662C2 (en) | 2010-03-10 |
Family
ID=41477543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008118749/02A RU2383662C2 (en) | 2008-05-12 | 2008-05-12 | Method of production of aluminium-silicon alloy in electrolytic cell for production of aluminium |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2383662C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2556188C1 (en) * | 2013-12-19 | 2015-07-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | Method for obtaining aluminium and silicon alloys in aluminium electrolysis units |
| RU2599475C1 (en) * | 2015-06-03 | 2016-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Безотходные и малоотходные технологии" (ООО "БМТ") | Method of producing aluminium-silicon alloy in electrolyzer for aluminium production |
-
2008
- 2008-05-12 RU RU2008118749/02A patent/RU2383662C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2556188C1 (en) * | 2013-12-19 | 2015-07-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | Method for obtaining aluminium and silicon alloys in aluminium electrolysis units |
| RU2599475C1 (en) * | 2015-06-03 | 2016-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Безотходные и малоотходные технологии" (ООО "БМТ") | Method of producing aluminium-silicon alloy in electrolyzer for aluminium production |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008118749A (en) | 2009-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109536751B (en) | Method for producing magnesium-lithium alloy and by-product magnesium aluminate spinel by aluminothermic reduction | |
| US8641996B2 (en) | Cyclic preparation method for producing titanium boride from intermediate feedstock potassium-based titanium-boron-fluorine salt mixture and producing potassium cryolite as byproduct | |
| US9611151B2 (en) | Electrolyte supplement system in aluminium electrolysis process and method for preparing the same | |
| CN103603014B (en) | Electrolytic aluminum production method taking elpasolite as supplemental system | |
| US8936710B2 (en) | Low-molecular-ratio cryolite for aluminium electrolytic industry and method for preparing the same | |
| RU2383662C2 (en) | Method of production of aluminium-silicon alloy in electrolytic cell for production of aluminium | |
| WO2011127672A1 (en) | Method for producing metallic magnesium by vacuum reduction | |
| RU2599475C1 (en) | Method of producing aluminium-silicon alloy in electrolyzer for aluminium production | |
| RU2630117C1 (en) | Method for processing spent carbon lining of aluminium electrolyser | |
| CN102899488B (en) | Resource transforming method for separating rare earth from fluorine by utilizing rare earth ore concentrate hydrochloric leachate | |
| CN109207738B (en) | Treatment method of waste refractory material of aluminum electrolytic cell | |
| CN102703932B (en) | Electrolyte replenishment system in aluminum electrolysis process and preparation method thereof | |
| CN101298684A (en) | Method for producing aluminum-Me intermediate alloy by one-step electrolysis method | |
| CN109721090A (en) | A method of reducing ice crystal molecular proportion | |
| CN102674420A (en) | Cryolite with low molecular ratio for aluminum electrolysis industry and preparation method thereof | |
| CN101318680B (en) | Process for preparing kryocide | |
| CN107244682A (en) | A kind of bauxite chlorination electrolytic preparation aluminum oxide and the method for comprehensive utilization | |
| CN102583532A (en) | Method for preparing high-purity zirconium oxide through purification from corundum-zirconia brick | |
| WO2022237490A1 (en) | Method for producing metal aluminum and polysilicon by using high silicon aluminum-containing resource | |
| RU2814124C1 (en) | Method for processing sodium-fluorine-carbon-containing waste from electrolytic aluminium production | |
| RU2652905C1 (en) | Method of obtaining aluminium-silicon alloys | |
| RU2826180C2 (en) | Method of producing aluminum metal and polysilicon from medium containing silicon and aluminum | |
| RU2367602C1 (en) | Method for obtaining of synthetic carnallite for electrolytic magnesium and chlorine preparation | |
| RU2037569C1 (en) | Method for production of aluminium-silicon alloy in electrolyzer for aluminium production | |
| RU2316617C1 (en) | Magnesium producing method by electrolysis of melt salts |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130513 |