RU2455398C2 - Method of electrolytic production of aluminium - Google Patents

Method of electrolytic production of aluminium Download PDF

Info

Publication number
RU2455398C2
RU2455398C2 RU2010133245/02A RU2010133245A RU2455398C2 RU 2455398 C2 RU2455398 C2 RU 2455398C2 RU 2010133245/02 A RU2010133245/02 A RU 2010133245/02A RU 2010133245 A RU2010133245 A RU 2010133245A RU 2455398 C2 RU2455398 C2 RU 2455398C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
anodes
iron
nickel
content
Prior art date
Application number
RU2010133245/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010133245A (en
Inventor
Дмитрий Александрович Симаков (RU)
Дмитрий Александрович Симаков
Александр Олегович Гусев (RU)
Александр Олегович Гусев
Сергей Юрьевич Васильев (RU)
Сергей Юрьевич Васильев
Александр Юрьевич Филатов (RU)
Александр Юрьевич Филатов
Марина Игоревна Борзенко (RU)
Марина Игоревна Борзенко
Зоя Викторовна Кузьминова (RU)
Зоя Викторовна Кузьминова
Вероника Кестучё Лауринавичюте (RU)
Вероника Кестучё Лауринавичюте
Евгений Викторович Антипов (RU)
Евгений Викторович Антипов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр"
Priority to RU2010133245/02A priority Critical patent/RU2455398C2/en
Publication of RU2010133245A publication Critical patent/RU2010133245A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2455398C2 publication Critical patent/RU2455398C2/en

Links

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: procedure involves the use of anodes containing two-phase metallic copper-base and iron-base alloys that also include small amounts of nickel, consisting of an iron-rich reactive phase and a copper-rich solid inert phase and containing from 30 to 77 wt .% copper, from 23 to 65 wt % iron and 15 wt % nickel, in which the content of the reactive phase in Cu-Fe-Ni two-phase alloy is 24-83%, and the inert phase is in the space between the dendrites of the reactive phase.
EFFECT: possibility to achieve a significant reduction in the corrosion rate of anodes in alumina-containing fluoride melts under conditions of anodic polarisation, and to obtain aluminium with a low content of metals - components of the anode is ensured.
3 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для получения металлов электролизом расплавленных электролитов с инертными анодами, в частности для электролитического получения алюминия в криолит-глиноземных расплавах.The invention relates to the field of non-ferrous metallurgy and can be used to produce metals by electrolysis of molten electrolytes with inert anodes, in particular for the electrolytic production of aluminum in cryolite-alumina melts.

В последние десятилетия интенсивно ведутся работы по созданию малорасходуемых («несгораемых» или «инертных») анодов для замены расходуемых углеродистых анодов при электролитическом получении алюминия. В результате замены ожидаются снижение затрат на производство алюминия, большая компактность конструкции технологического аппарата (электролизера) с меньшими тепловыми потерями, повышение экологической безопасности производства. Основное внимание уделяется металлическим сплавам, как более технологичным материалам [1, 2] по сравнению с керамическими и керметными материалами. Первоначально работы в этом направлении были ориентированы на сплавы с высоким содержанием никеля [3-5]. Эти материалы планировалось использовать в расплавах, традиционно применяемых в промышленном производстве алюминия электролизом (криолитовое отношение КО=2.2-3.0, Т=950-1000°С). Здесь и далее криолитовое отношение, КО=[NaF]/[AlF3], представляет собой отношение молярных концентраций фторида натрия и фторида алюминия в расплаве (условно такие расплавы называют высокотемпературными). В дальнейшем было показано, что путем снижения температуры электролита (при одновременном уменьшении КО) удается добиться существенного снижения скорости коррозии ряда металлов (типичных компонентов сплавов) в расплаве при анодной поляризации [2]. В то же время никельсодержащие сплавы демонстрируют существенное ухудшение стабильности при снижении КО расплава из-за преимущественного образования на поверхности анода плохопроводящих слоев фторида никеля [6]. Поэтому начали активно исследоваться сплавы на основе меди с пониженным содержанием никеля [2, 7-14]. Снижение КО и рабочей температуры приводит к смещению равновесий между образующимися на поверхности анода твердыми продуктами окисления и растворенными комплексами металлов в расплаве, что сопровождается образованием в некоторых условиях плохопроводящих слоев на поверхности анода и увеличением скорости его коррозии. Таким образом, при снижении температуры электролиза и соответствующем изменении состава электролита требуется определение составов металлических сплавов, на поверхности которых не образуются непроводящие фазы при анодной поляризации.In recent decades, intensive work has been carried out to create low-consumable (“non-combustible” or “inert”) anodes to replace consumable carbon anodes in the electrolytic production of aluminum. As a result of the replacement, it is expected to reduce the cost of aluminum production, a more compact design of the technological apparatus (electrolyzer) with less heat loss, and increase the environmental safety of production. The main attention is paid to metal alloys, as more technologically advanced materials [1, 2] in comparison with ceramic and cermet materials. Initially, work in this direction was focused on alloys with a high nickel content [3-5]. It was planned to use these materials in melts traditionally used in the industrial production of aluminum by electrolysis (cryolite ratio KO = 2.2-3.0, T = 950-1000 ° С). Hereinafter, the cryolite ratio, KO = [NaF] / [AlF 3 ], is the ratio of the molar concentrations of sodium fluoride and aluminum fluoride in the melt (conditionally, such melts are called high temperature). It was further shown that by reducing the temperature of the electrolyte (while decreasing KO), it is possible to achieve a significant decrease in the corrosion rate of a number of metals (typical alloy components) in the melt during anodic polarization [2]. At the same time, nickel-containing alloys demonstrate a significant deterioration in stability with a decrease in the CO of the melt due to the predominant formation of poorly conducting nickel fluoride layers on the anode surface [6]. Therefore, alloys based on copper with a low nickel content began to be actively studied [2, 7-14]. A decrease in KO and working temperature leads to a shift in the equilibria between the solid oxidation products formed on the anode surface and the dissolved metal complexes in the melt, which is accompanied by the formation in some conditions of poorly conducting layers on the anode surface and an increase in its corrosion rate. Thus, with a decrease in the electrolysis temperature and a corresponding change in the composition of the electrolyte, it is necessary to determine the compositions of metal alloys on the surface of which non-conducting phases are formed during anodic polarization.

Впервые сплавы на основе меди/железа/никеля в качестве материала для малорасходуемых анодов, эксплуатируемых в расплавах с высоким содержанием фторида алюминия (с низким КО и температурой плавления), были предложены в [7]. В качестве оптимального материала предлагался высокопористый (плотностью 60-70% от теоретической) анод из сплава, содержащего от 25 до 70 мас.% Cu, от 15 до 60 мас.% Ni и 1 до 30 мас.% Fe. При этом анод изготавливается методами порошковой металлургии и эксплуатируется в расплаве, содержащем 42-48 мол.% AlF3. В дальнейшем работы в этом направлении активно развивались [8-14].Alloys based on copper / iron / nickel were first proposed as materials for low-consuming anodes operating in melts with a high content of aluminum fluoride (with low KO and melting temperature) [7]. As an optimal material, a highly porous (with a density of 60-70% of theoretical) anode made of an alloy containing 25 to 70 wt.% Cu, from 15 to 60 wt.% Ni and 1 to 30 wt.% Fe was proposed. In this case, the anode is manufactured by powder metallurgy methods and is operated in a melt containing 42-48 mol.% AlF 3 . Further work in this direction was actively developed [8-14].

Прототипом настоящего изобретения является патент [14], в котором были достигнуты наилучшие результаты по деградационной стойкости таких металлических сплавов. В данном патенте предложено использовать в качестве материала для малорасходуемого анода сплавы, содержащие от 10 до 70 мас.% Cu, от 15 до 60 мас.% Ni, остальное железо. В [14] приводится также уточненный интервал составов: от 20 до 50 мас.% Cu, от 20 до 40 мас.% Ni и от 20 до 40 мас.% Fe. Поскольку все такие сплавы являются двухфазными, так как при их кристаллизации из металлического расплава фаза, богатая железом, формируется в виде дендритов, в пространстве между которыми затем кристаллизуется вторая фаза, богатая медью, то для обеспечения наилучшей деградационной стойкости в прототипе предложено подвергать отливки специальной термической обработке для получения метастабильного однофазного состояния. Электролиз предлагается проводить при температуре не выше 900°С в криолит-глиноземных расплавах с температурой ликвидуса 715-860°С, путем пропускания постоянного тока между катодами и анодами.The prototype of the present invention is a patent [14], in which the best results were achieved on the degradation resistance of such metal alloys. This patent proposes to use alloys containing from 10 to 70 wt.% Cu, from 15 to 60 wt.% Ni, the rest is iron as a material for a consumable anode. The refined range of compositions is also given in [14]: from 20 to 50 wt.% Cu, from 20 to 40 wt.% Ni and from 20 to 40 wt.% Fe. Since all such alloys are two-phase, since during their crystallization from a metal melt, the iron-rich phase is formed in the form of dendrites, in the space between which the second phase, rich in copper, then crystallizes, in order to ensure the best degradation resistance in the prototype, it was proposed to cast special heat processing to obtain a metastable single-phase state. Electrolysis is proposed to be carried out at a temperature not exceeding 900 ° C in cryolite-alumina melts with a liquidus temperature of 715-860 ° C, by passing a direct current between the cathodes and anodes.

Исследования деградационного поведения сплавов системы медь/железо/никель в расплавах различного состава показали, что составы, предложенные в [14], не являются оптимальными: в них присутствует значительное количество никеля, что во многих случаях приводит к образованию блокирующих слоев непроводящего фторида никеля и быстрому разрушению анода. Кроме того, сплавы, подвергнутые специальной термической обработке для получения метастабильного однофазного состояния, менее стабильны в условиях электрохимической поляризации по сравнению с двухфазными сплавами того же элементного состава.Studies of the degradation behavior of copper / iron / nickel alloys in melts of various compositions showed that the compositions proposed in [14] are not optimal: a significant amount of nickel is present in them, which in many cases leads to the formation of blocking layers of non-conductive nickel fluoride and rapid destruction of the anode. In addition, alloys subjected to special heat treatment to obtain a metastable single-phase state are less stable under conditions of electrochemical polarization compared with two-phase alloys of the same elemental composition.

Существенным недостатком прототипа является значительная скорость коррозии материала анода, делающая невозможным использование таких составов в промышленности из-за слишком высокого уровня загрязнения алюминия компонентами анода. Концентрация никеля, меди и железа в получаемом катодном алюминии регулируется ГОСТ 11069-2001. В нем в частности указано, что содержание меди и никеля не должно превышать 0.05 и 0.03% соответственно, а железа 0.35% для алюминия технической чистоты.A significant disadvantage of the prototype is the significant corrosion rate of the anode material, which makes it impossible to use such compositions in industry due to too high levels of aluminum contamination by anode components. The concentration of nickel, copper and iron in the resulting cathode aluminum is regulated by GOST 11069-2001. It specifically states that the content of copper and nickel should not exceed 0.05 and 0.03%, respectively, and iron 0.35% for aluminum of technical purity.

Задачей настоящего изобретения является повышение коррозионной стойкости инертных анодов на основе сплавов системы Cu-Fe-Ni по сравнению со сплавами, составы которых предложены в патенте [14].The objective of the present invention is to increase the corrosion resistance of inert anodes based on alloys of the Cu-Fe-Ni system compared to alloys, the compositions of which are proposed in the patent [14].

Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе электролитического производства алюминия из глиноземсодержащего фторидного расплава в электролизере при температуре менее 950°С путем пропускания постоянного тока между катодами и анодами согласно заявляемому изобретению используют аноды, изготовленные из двухфазного сплава Cu-Fe-Ni, состоящего из обогащенной по железу реакционноспособной фазы, формирующейся в виде дендритов, и обогащенной по меди сплошной инертной фазы, и содержащие от 30 до 77 мас.% меди, от 23 до 65 мас.% железа и до 15 мас.% никеля.The solution to this problem is achieved by the fact that in the method for the electrolytic production of aluminum from an alumina-containing fluoride melt in an electrolyzer at a temperature of less than 950 ° C by passing a direct current between the cathodes and anodes according to the claimed invention, anodes made of a two-phase Cu-Fe-Ni alloy consisting of iron-rich reactive phase formed in the form of dendrites and copper-enriched continuous inert phase, and containing from 30 to 77 wt.% copper, from 23 to 65 wt.% iron and up to 1 5 wt.% Nickel.

Способ могут дополнять следующие существенные признаки.The method may be supplemented by the following essential features.

В способе могут быть использованы аноды, в которых содержание железа в двухфазном сплаве Cu-Fe-Ni превышает содержание никеля не менее чем в два раза.The method can be used anodes in which the iron content in the two-phase Cu-Fe-Ni alloy exceeds the nickel content by at least two times.

В способе могут быть использованы аноды, в которых содержание реакционноспособной фазы в двухфазном сплаве Cu-Fe-Ni составляет 24-83%, а инертная фаза находится в пространстве между дендритами реакционноспособной фазы.The method can be used anodes in which the content of the reactive phase in the two-phase alloy Cu-Fe-Ni is 24-83%, and the inert phase is in the space between the dendrites of the reactive phase.

Следовательно, решение поставленной задачи достигается в первую очередь снижением общего содержания никеля в сплаве до значений, не превышающих 15 мас.%, при указанном в формуле изобретения содержании меди и железа. С целью снижения риска образования оксидов и фторидов никеля содержание железа в сплаве должно, по крайней мере, вдвое превышать содержание никеля.Therefore, the solution of the problem is achieved primarily by reducing the total nickel content in the alloy to values not exceeding 15 wt.%, When the content of copper and iron specified in the claims. In order to reduce the risk of nickel oxide and fluoride formation, the iron content in the alloy should be at least twice the nickel content.

Также было доказано, что двухфазные сплавы демонстрируют более высокую стабильность в ходе электрохимической поляризации по сравнению с однофазными сплавами того же элементного состава. При этом одна из фаз, богатая железом, в составе двухфазного сплава растворяется и окисляется значительно быстрее второй фазы и поэтому называется реакционноспособной фазой. Соответственно, вторая фаза, обогащенная по меди, называется инертной фазой. Наличие реакционноспособной фазы и непрерывность сплошной инертной фазы оказывают существенное влияние на механизм и скорость коррозии анода.It has also been proven that biphasic alloys exhibit higher stability during electrochemical polarization compared to single-phase alloys of the same elemental composition. In this case, one of the phases, rich in iron, in the composition of the two-phase alloy dissolves and oxidizes much faster than the second phase and is therefore called the reactive phase. Accordingly, the second phase enriched in copper is called the inert phase. The presence of a reactive phase and the continuity of the continuous inert phase have a significant effect on the mechanism and rate of corrosion of the anode.

Только при наличии реакционноспособной фазы и непрерывности сплошной инертной фазы обеспечивается равномерное окисление сплава и сдерживается его механическое разрушение после окисления и растворения реакционноспособной фазы в поверхностном слое анода. Содержание обеих фаз в системе Cu-Fe-Ni при постоянном содержании Ni в количестве до 15 мас.% можно изменять в широких пределах.Only in the presence of a reactive phase and continuity of the continuous inert phase, uniform oxidation of the alloy is ensured and its mechanical destruction after the oxidation and dissolution of the reactive phase in the surface layer of the anode is restrained. The content of both phases in the Cu-Fe-Ni system with a constant Ni content of up to 15 wt.% Can be changed over a wide range.

Количество фаз в сплаве однозначно связано с его элементным составом и может быть легко определено с использованием соответствующей трехкомпонентной фазовой диаграммы. Оптимальный элементный состав используемых анодов: от 30 до 77 мас.% Cu, до 15 мас.% Ni и от 23 до 65 мас.% Fe, - однозначно определяет оптимальные соотношения фаз. Содержание реакционноспособной фазы в двухфазном сплаве Cu-Fe-Ni может составлять 24-83%, а инертная фаза находится в пространстве между дендритами реакционноспособной фазы.The number of phases in the alloy is uniquely related to its elemental composition and can be easily determined using the corresponding three-component phase diagram. The optimal elemental composition of the anodes used: from 30 to 77 wt.% Cu, to 15 wt.% Ni and from 23 to 65 wt.% Fe, uniquely determines the optimal phase ratios. The content of the reactive phase in the two-phase Cu-Fe-Ni alloy can be 24-83%, and the inert phase is in the space between the dendrites of the reactive phase.

Таким образом, поставленная задача решается при одновременной оптимизации состава и ключевых параметров микроструктуры материала анода - наличия реакционноспособной фазы и непрерывности сплошной инертной фазы.Thus, the problem is solved while optimizing the composition and key parameters of the microstructure of the anode material - the presence of a reactive phase and the continuity of a continuous inert phase.

Достигаемый при использовании изобретения технический результат обеспечивается благодаря повышению коррозионной стойкости анодов, используемых в процессе электролиза глиноземсодержащих фторидных расплавов при температуре менее 950°С, что гарантирует снижение загрязнения получаемого алюминия компонентами анода.The technical result achieved by using the invention is ensured by increasing the corrosion resistance of the anodes used in the electrolysis of alumina-containing fluoride melts at a temperature of less than 950 ° C, which ensures a reduction in the contamination of aluminum obtained by the components of the anode.

Для экспериментальной проверки заявляемых материалов были подготовлены образцы анодов различного состава (см. в таблице), и проведено их испытание в условиях анодной поляризации в криолит-глиноземных расплавах различного состава. Образцы металлических анодов Cu-Fe с добавкой Ni и без нее различного состава изготавливались путем плавления исходных порошков чистых металлов в печи сопротивления в инертной атмосфере. Расплав выдерживали в течение 10-30 минут при температуре 1600-1650°С для усреднения состава, затем отливали в форму. Получаемые цилиндрические аноды диаметром от 8 до 15 мм и высотой от 30 до 150 мм приваривались путем электродуговой сварки к токоподводу. Электролиз проводили при анодной плотности тока около 0.3-0.7 А/см2 в графитовом тигле, содержащем 400 граммов расплава. Испытания проводились при температурах 760 и 920°С в расплавах с КО 1.3 и 1.86 соответственно и содержанием глинозема 2%. Расплав готовился из смеси реагентов Na3AlF6, AlF3, Al2O3 квалификации не ниже «ч». В качестве катодов использовался графит. В ходе электролиза проводилась периодическая загрузка в расплав глинозема с интервалом 30 мин. Продолжительность испытаний составляла не менее 2-х часов. Глубина погружения электродов в расплав, как правило, составляла 10-15 мм (рабочая площадь анода - около 3-4 см2).For experimental verification of the claimed materials, samples of anodes of various compositions were prepared (see table), and their test was carried out under conditions of anodic polarization in cryolite-alumina melts of various compositions. Samples of Cu-Fe metal anodes with and without Ni additives of various compositions were prepared by melting the starting powders of pure metals in a resistance furnace in an inert atmosphere. The melt was kept for 10-30 minutes at a temperature of 1600-1650 ° C to average the composition, then cast into a mold. The resulting cylindrical anodes with a diameter of 8 to 15 mm and a height of 30 to 150 mm were welded by electric arc welding to the current lead. Electrolysis was carried out at an anode current density of about 0.3-0.7 A / cm 2 in a graphite crucible containing 400 grams of melt. The tests were carried out at temperatures of 760 and 920 ° C in melts with KO 1.3 and 1.86, respectively, and an alumina content of 2%. The melt was prepared from a mixture of reagents Na 3 AlF 6 , AlF 3 , Al 2 O 3 qualifications not less than "h". Graphite was used as cathodes. During electrolysis, periodic loading of alumina into the melt was carried out with an interval of 30 minutes. The test duration was at least 2 hours. The depth of immersion of the electrodes in the melt, as a rule, was 10-15 mm (the working area of the anode is about 3-4 cm 2 ).

Для количественного сопоставления скорости коррозии двухфазных сплавов, демонстрирующих в ходе электролиза образование протяженного пористого слоя за счет селективного окисления и растворения реакционноспособной фазы, использовалась величина интегральной скорости коррозии, которая характеризует долю тока (в процентах), расходуемую на окисление металлической основы анода в ходе электролиза. Интегральная скорость коррозии рассчитывалась на основании электронно-микроскопических данных, полученных с поперечных шлифов образцов после лабораторных испытаний. При этом расчет производили исходя не только из изменения геометрических размеров анода, но и с учетом объема пор, образовавшихся в поверхностном слое сплава. Таким образом, показатель интегральной скорости коррозии анодов характеризует величину среднего остаточного тока коррозии для заданной общей плотности тока в ходе электролиза. Так как все эксперименты проводились в идентичных условиях, то рассчитанная интегральная скорость коррозии может быть использована для прямого сопоставления наблюдаемой скорости коррозии материалов с различной микроструктурой и протяженностью пористых слоев.To quantitatively compare the corrosion rate of two-phase alloys that demonstrate the formation of an extended porous layer due to selective oxidation and dissolution of the reactive phase during electrolysis, we used the integral corrosion rate, which characterizes the percentage of current that is used to oxidize the metal base of the anode during electrolysis. The integral corrosion rate was calculated on the basis of electron microscopic data obtained from transverse sections of the samples after laboratory tests. In this case, the calculation was carried out proceeding not only from a change in the geometric dimensions of the anode, but also taking into account the pore volume formed in the surface layer of the alloy. Thus, the integral corrosion rate index of the anodes characterizes the average residual corrosion current for a given total current density during electrolysis. Since all experiments were carried out under identical conditions, the calculated integral corrosion rate can be used to directly compare the observed corrosion rate of materials with different microstructures and lengths of porous layers.

Из данных таблицы следует, что образец анода по прототипу (№1) демонстрирует высокую скорость коррозии. В то же время переход от однофазного сплава к двухфазному и снижение содержания никеля в составе сплава приводят к быстрому уменьшению общей скорости окисления материала, что связано со снижением вероятности образования фторидов никеля. Тем не менее, небольшие количества никеля в сплаве, приводящие к образованию в оксидном слое феррита никеля, позитивно сказываются на деградационной устойчивости материала. Так, минимальную скорость коррозии демонстрирует сплав с содержанием никеля около 8 мас.%. Высокую стабильность также демонстрируют двухкомпонентные сплавы Cu-Fe, у которых содержание реакционноспособной фазы близко к 50-60%. Наилучшую устойчивость к окислению демонстрируют сплавы №6 и №11. Для таких материалов достигается минимальное поступление в расплав (а тем самым и в алюминий) компонентов анода.From the table it follows that the anode sample of the prototype (No. 1) demonstrates a high corrosion rate. At the same time, the transition from a single-phase alloy to a two-phase alloy and a decrease in the nickel content in the alloy composition lead to a rapid decrease in the overall oxidation rate of the material, which is associated with a decrease in the probability of nickel fluoride formation. Nevertheless, small amounts of nickel in the alloy, leading to the formation of nickel ferrite in the oxide layer, have a positive effect on the degradation stability of the material. Thus, the minimum corrosion rate is demonstrated by an alloy with a nickel content of about 8 wt.%. High stability is also demonstrated by two-component Cu-Fe alloys, in which the content of the reactive phase is close to 50-60%. The best oxidation stability is demonstrated by alloys No. 6 and No. 11. For such materials, a minimum entry of the anode components into the melt (and thereby also into aluminum) is achieved.

Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000001
Figure 00000002

Как показывают результаты лабораторного тестирования, предлагаемые материалы оптимизированного состава и микроструктуры обладают высокой стабильностью в глиноземсодержащих фторидных расплавах в условиях анодной поляризации. Поэтому аноды из этих материалов имеют низкую скорость коррозии и позволяют получать алюминий с низким содержанием компонентов сплава.As the results of laboratory testing show, the proposed materials of optimized composition and microstructure are highly stable in alumina-containing fluoride melts under conditions of anodic polarization. Therefore, the anodes of these materials have a low corrosion rate and make it possible to obtain aluminum with a low content of alloy components.

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Claims (3)

1. Способ электролитического производства алюминия из глиноземсодержащего фторидного расплава в электролизере при температуре менее 950°С путем пропускания постоянного тока между катодами и анодами, отличающийся тем, что используют аноды, изготовленные из двухфазного сплава Cu-Fe-Ni, состоящего из обогащенной по железу реакционно-способной фазы и обогащенной по меди сплошной инертной фазы и содержащие от 30 до 77 мас.% меди, от 23 до 65 мас.% железа и до 15 мас.% никеля.1. The method of electrolytic production of aluminum from an alumina-containing fluoride melt in an electrolyzer at a temperature of less than 950 ° C by passing a direct current between cathodes and anodes, characterized in that anodes made of a two-phase Cu-Fe-Ni alloy consisting of a reaction-enriched iron - the capable phase and the copper inert continuous inert phase and containing from 30 to 77 wt.% copper, from 23 to 65 wt.% iron and up to 15 wt.% nickel. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют аноды, в которых содержание железа в двухфазном сплаве Cu-Fe-Ni превышает содержание никеля не менее чем в два раза.2. The method according to claim 1, characterized in that anodes are used in which the iron content in the two-phase Cu-Fe-Ni alloy exceeds the nickel content by at least two times. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют аноды, в которых содержание реакционно-способной фазы в двухфазном сплаве Cu-Fe-Ni составляет 24-83%, а инертная фаза находится в пространстве между дендритами реакционно-способной фазы. 3. The method according to claim 1, characterized in that anodes are used in which the content of the reactive phase in the two-phase Cu-Fe-Ni alloy is 24-83%, and the inert phase is in the space between the dendrites of the reactive phase.
RU2010133245/02A 2010-08-09 2010-08-09 Method of electrolytic production of aluminium RU2455398C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010133245/02A RU2455398C2 (en) 2010-08-09 2010-08-09 Method of electrolytic production of aluminium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010133245/02A RU2455398C2 (en) 2010-08-09 2010-08-09 Method of electrolytic production of aluminium

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010133245A RU2010133245A (en) 2012-02-20
RU2455398C2 true RU2455398C2 (en) 2012-07-10

Family

ID=45854201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010133245/02A RU2455398C2 (en) 2010-08-09 2010-08-09 Method of electrolytic production of aluminium

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2455398C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015026257A1 (en) * 2013-08-19 2015-02-26 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Iron-based anode for producing aluminum by electrolysis of melts

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2524848A1 (en) * 2003-05-08 2004-12-02 Northwest Aluminum Technologies Cu-ni-fe anode for use in aluminum producing electrolytic cell
RU2291915C1 (en) * 2005-07-29 2007-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-технологический центр" Oxide material for inflammable anodes of aluminum cells (variants)
RU2344201C2 (en) * 2006-12-19 2009-01-20 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) Device for energy transformation
RU2352690C2 (en) * 2003-10-07 2009-04-20 Алюминиюм Пешинэ Inert anode designed for aluminium electrowinning in fused salts, and method for making same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7077945B2 (en) * 2002-03-01 2006-07-18 Northwest Aluminum Technologies Cu—Ni—Fe anode for use in aluminum producing electrolytic cell
CA2524848A1 (en) * 2003-05-08 2004-12-02 Northwest Aluminum Technologies Cu-ni-fe anode for use in aluminum producing electrolytic cell
RU2352690C2 (en) * 2003-10-07 2009-04-20 Алюминиюм Пешинэ Inert anode designed for aluminium electrowinning in fused salts, and method for making same
RU2291915C1 (en) * 2005-07-29 2007-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-технологический центр" Oxide material for inflammable anodes of aluminum cells (variants)
RU2344201C2 (en) * 2006-12-19 2009-01-20 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) Device for energy transformation

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015026257A1 (en) * 2013-08-19 2015-02-26 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Iron-based anode for producing aluminum by electrolysis of melts
RU2570149C1 (en) * 2013-08-19 2015-12-10 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Iron-based anode for production of aluminium by fused electrolysis
AU2013398387B2 (en) * 2013-08-19 2017-06-29 Obshestvo S Ogranichennoy Otvetstvennost'yu "Ob'edinennaya Kompania "Inzhenerno-Tekhnologicheskiy Tsentr" Iron-based anode for producing aluminum by electrolysis of melts
US10711359B2 (en) 2013-08-19 2020-07-14 United Company RUSAL Engineering and Technology Centre LLC Iron-based anode for obtaining aluminum by the electrolysis of melts
NO347912B1 (en) * 2013-08-19 2024-05-13 Obshchestvo S Ogranichennoy Otvetstvennostyu Obedinennaya Kompaniya Rusal Inzhenerno Tekh Tsenter Iron-based anode for producing aluminum by electrolysis of melts

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010133245A (en) 2012-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pawlek Inert anodes: an update
Gordo et al. Toward optimisation of electrolytic reduction of solid chromium oxide to chromium powder in molten chloride salts
US5024737A (en) Process for producing a reactive metal-magnesium alloy
KR101684813B1 (en) Electrolysis tank used for aluminum electrolysis and electrolysis process using the electrolyzer
CN101717969A (en) Alloy material suitable for inert anode of metal fused-salt electrolysis cell
Gallino et al. Oxidation and corrosion of highly alloyed Cu–Fe–Ni as inert anode material for aluminum electrowinning in as-cast and homogenized conditions
EA013139B1 (en) Electrode
US20240191382A1 (en) Method for preparing rare earth alloys
CN102011144A (en) Nickel-based alloy material suitable for inert anode of metal molten salt electrolyzer
CA2876336C (en) Inert alloy anode for aluminum electrolysis and preparing method thereof
Padamata et al. Improving corrosion resistance of Cu− Al-based anodes in KF− AlF3− Al2O3 melts
RU2570149C1 (en) Iron-based anode for production of aluminium by fused electrolysis
RU2455398C2 (en) Method of electrolytic production of aluminium
GB2534332A (en) Method and apparatus for producing metallic tantalum by electrolytic reduction of a feedstock
Kovrov et al. Oxygen evolving anodes for aluminum electrolysis
EP2304080A1 (en) Method of determining the extent of a metal oxide reduction
JPH0688280A (en) Electrolytic method for producing alloy of rare earth and other metal
He The Metal Phase Selection of 10NiO-NiFe 2 O 4-Based Cermet Anodes for Aluminum Electrolysis
RU2819113C1 (en) Method for electrolytic production of aluminum alloys with scandium
JP7515880B2 (en) Electrochemical separation of tramp elements from steel scrap
RU2599312C1 (en) Electrolytic method for continuous production of aluminium alloy with scandium
WO2023276440A1 (en) Method for manufacturing titanium-containing electrodeposit, and metal titanium electrodeposit
RU2819114C1 (en) Method for electrolytic production of aluminum alloys with yttrium using oxygen-releasing anode
AU2006260791B2 (en) Electrode
RU2629418C1 (en) Method of continuous production of aluminium ligature with 2 wt % of scandium