RU2556188C1 - Method for obtaining aluminium and silicon alloys in aluminium electrolysis units - Google Patents
Method for obtaining aluminium and silicon alloys in aluminium electrolysis units Download PDFInfo
- Publication number
- RU2556188C1 RU2556188C1 RU2013156290/02A RU2013156290A RU2556188C1 RU 2556188 C1 RU2556188 C1 RU 2556188C1 RU 2013156290/02 A RU2013156290/02 A RU 2013156290/02A RU 2013156290 A RU2013156290 A RU 2013156290A RU 2556188 C1 RU2556188 C1 RU 2556188C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aluminum
- aluminium
- alumina
- silicon alloys
- raw material
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к производству электролизом алюминий-кремниевых сплавов (силуминов), широко применяемых в промышленности.The invention relates to non-ferrous metallurgy, and in particular to the production by electrolysis of aluminum-silicon alloys (silumins), widely used in industry.
Хорошо известен способ [Tabereaux А.Т., Мс Mihn С.J., Production of aluminium-silicon alloys from sand clay in Hall cells. Light Metals, 1978, p.209-222], согласно которому в электролизер, производящий алюминий, одновременно с основным сырьем - глиноземом загружается песок (кремнезем, SiO2). При использовании этой технологии растворение глинозема и особенно кремнезема происходит очень медленно, сопровождается появлением осадка на подине электролизера и, следовательно, повышением греющего напряжения, температуры электролиза, повышенным расходом энергии и, в качестве дополнительного следствия, наблюдается снижение срока службы алюминиевых электролизеров.The method is well known [Tabereaux A.T., Ms. Mihn C.J., Production of aluminum-silicon alloys from sand clay in Hall cells. Light Metals, 1978, p.209-222], according to which sand (silica, SiO 2 ) is loaded into the electrolyzer producing aluminum, simultaneously with the main raw material - alumina. Using this technology, the dissolution of alumina and especially silica occurs very slowly, accompanied by the appearance of a precipitate on the bottom of the electrolyzer and, consequently, an increase in heating voltage, electrolysis temperature, increased energy consumption and, as an additional consequence, a decrease in the service life of aluminum electrolysis cells.
Наиболее близким по техническим данным является способ получения сплавов путем растворения муллитов, входящих в состав отработанной подины алюминиевых электролизеров [BJ⌀rn Moxnesl, Håvard Giklingl, Halvor Kvande2, Sverre Rolseth3 and Kjetil Straumsheiml.ADDITION OF REFRACTORIES FROM SPENT POTLINING TO ALUMINA REDUCTION CELLS TO PRODUCE Al-Si ALLOYS, Light Metals 2003 Edited by Paul N. Crepeau TMS (The Minerals, Metals & Materials Society), 2003]. Авторы загружали измельченный порошок отработанной подины совместно с порошком глинозема в промышленный электролизер. На электролизере с силой тока 115 кА загрузка порошка отработанного электролита, содержащего муллит, сопровождалась:The closest in technical data is the method of producing alloys by dissolving the mullites that are part of the waste hearth of aluminum electrolyzers [BJ⌀rn Moxnesl, Håvard Giklingl, Halvor Kvande2, Sverre Rolseth3 and Kjetil Straumsheiml. ADDITION OF REFRACTORIES FROM SPENT POTLINING TO ALTIN Al-Si ALLOYS, Light Metals 2003 Edited by Paul N. Crepeau TMS (The Minerals, Metals & Materials Society), 2003]. The authors loaded the ground powder of spent hearth together with alumina powder into an industrial electrolyzer. On the electrolyzer with a current strength of 115 kA, the loading of the spent electrolyte powder containing mullite was accompanied by:
1. Образованием осадка на подине.1. The formation of sediment on the bottom.
2. Повышением температуры до 1000°C.2. By raising the temperature to 1000 ° C.
3. Необходимостью уменьшения силы тока и, следовательно, производительности.3. The need to reduce current strength and, therefore, performance.
4. По предлагаемому способу исходное сырье, содержащее оксиды кремния, подвергается предварительной механической активации с целью уменьшения размеров зерна до 10-20 мкм и создания при этом кристаллической или псевдокристаллической структуры, содержащей дефекты. Химический потенциал такого кремнезема существенно выше. Высокий химический потенциал SiO2 ускоряет процесс растворения, как это хорошо известно в химической технологии.4. According to the proposed method, the feedstock containing silicon oxides is subjected to preliminary mechanical activation in order to reduce grain sizes to 10-20 microns and create a crystalline or pseudocrystalline structure containing defects. The chemical potential of such silica is significantly higher. The high chemical potential of SiO 2 accelerates the dissolution process, as is well known in chemical technology.
Техническим результатом изобретения является изменение условий получения сплавов алюминий-кремний, при которых оксид кремния или соединения, содержащие оксид кремния, например муллит (3Al2O3·2SiO2), подвергаются предварительной обработке механоактивацией как отдельно, так и в смеси с глиноземом, основным сырьем, питающим электролизер.The technical result of the invention is to change the conditions for the production of aluminum-silicon alloys, in which silicon oxide or compounds containing silicon oxide, for example mullite (3Al 2 O 3 · 2SiO 2 ), are subjected to preliminary treatment by mechanical activation, either separately or in a mixture with alumina, the main raw materials feeding the electrolyzer.
От прототипа заявляемый способ отличается тем, что ускорение растворения исходного материала наблюдается при времени активации 5-60 секунд на планетарной мельнице с энерговооруженностью 50 g. Путем визуальных наблюдений установлено, что скорость растворения увеличивается в 2-3 раза, и при этом не наблюдается появление осадка.The claimed method differs from the prototype in that the acceleration of dissolution of the starting material is observed at an activation time of 5-60 seconds in a planetary mill with an energy ratio of 50 g. By visual observation, it was found that the dissolution rate increases by 2–3 times, and no precipitate appears.
Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна». Признаки, отличающие заявляемый способ от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежных областей химии и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».These differences allow us to conclude that the proposed technical solution meets the criterion of "novelty." Signs that distinguish the claimed method from the prototype are not identified in other technical solutions in the study of this and related fields of chemistry and, therefore, provide the claimed solution with the criterion of "inventive step".
Технический результат достигается тем, что в способе получения алюминиево-кремниевых сплавов в алюминиевых электролизерах, новым является то, что с целью повышения скорости растворения исходного алюмосиликатного сырья исходный продукт подвергается механоактивации с параметрами: размер зерна 10-30 мкм, время активации 5-60 с, энерговооруженность мельницы 20-50 g. Также новым является то, что механоактивации подвергается только силикатная часть загружаемой в ванну шихты, а также механоактивации подвергается шихтовая смесь, содержащая глинозем и кремнийсодержащее сырье, в качестве которого используют кремнезем, например чистый песок, либо силикатную часть подины алюминиевых электролизеров.The technical result is achieved by the fact that in the method for producing aluminum-silicon alloys in aluminum electrolysis cells, it is new that in order to increase the dissolution rate of the initial aluminosilicate raw material, the initial product is subjected to mechanical activation with parameters: grain size 10-30 μm, activation time 5-60 s , power ratio of the mill 20-50 g. Also new is that only the silicate part of the charge loaded into the bath is subjected to mechanical activation, and a charge mixture containing alumina and silicon-containing raw materials is used as mechanical activation, using silica, for example, pure sand, or the silicate part of the bottom of aluminum electrolysis cells.
Сущность изобретения заключается в способе получения алюминиево-кремниевых сплавов путем подготовки сырья (глиноземно-кремнеземной смеси) с последующим электролизом в промышленных алюминиевых электролизерах криолито-алюмо-силикатных расплавов.The invention consists in a method for producing aluminum-silicon alloys by preparing raw materials (alumina-silica mixture) followed by electrolysis in industrial aluminum electrolyzers of cryolite-aluminosilicate melts.
Подготовка сырья путем механоактивации в определенном параметрическом режиме показателей (размер зерна силикатного материала 5-25 мкм, время пребывания в мельнице 5-60 секунд, с энерговооруженностью последней 20-50 g) обеспечивает скорость растворения, в 2-3 раза большую, чем в режиме, используемом в прототипе. Применение механоактивации, новой технологии подготовки силикатного сырья обеспечит высокую скорость его растворения, меньшее напряжение и расход энергии, повышенный срок службы электролизера.Preparation of raw materials by mechanical activation in a certain parametric mode of indicators (grain size of silicate material 5-25 μm, residence time in the mill 5-60 seconds, with an energy ratio of the last 20-50 g) provides a dissolution rate 2-3 times higher than in the mode used in the prototype. The use of mechanical activation, a new technology for the preparation of silicate raw materials will provide a high rate of its dissolution, lower voltage and energy consumption, and a longer battery life.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013156290/02A RU2556188C1 (en) | 2013-12-19 | 2013-12-19 | Method for obtaining aluminium and silicon alloys in aluminium electrolysis units |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013156290/02A RU2556188C1 (en) | 2013-12-19 | 2013-12-19 | Method for obtaining aluminium and silicon alloys in aluminium electrolysis units |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013156290A RU2013156290A (en) | 2015-06-27 |
RU2556188C1 true RU2556188C1 (en) | 2015-07-10 |
Family
ID=53497112
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013156290/02A RU2556188C1 (en) | 2013-12-19 | 2013-12-19 | Method for obtaining aluminium and silicon alloys in aluminium electrolysis units |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2556188C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2652905C1 (en) * | 2017-03-20 | 2018-05-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Method of obtaining aluminium-silicon alloys |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2030487C1 (en) * | 1992-01-22 | 1995-03-10 | Запорожский производственный алюминиевый комбинат | Method for producing aluminium-silicon alloys |
RU2065510C1 (en) * | 1993-08-26 | 1996-08-20 | Акционерное общество "Богословский алюминиевый завод" | Method for production of silumin |
CN1273285A (en) * | 1999-05-07 | 2000-11-15 | 湖北华盛铝电有限责任公司铝厂 | Process for preparing aluminium alloy |
CN1367274A (en) * | 2001-12-29 | 2002-09-04 | 星野滋郎 | Method for preparing Al-Si alloy by AD-aluminite powder agent electrolytic process |
AU2002236369B2 (en) * | 2001-02-26 | 2006-08-10 | Norwegian Silicon Refinery As | Process for preparing silicon carbide and optionally aluminum and silumin (aluminum-silicon alloy) |
RU2383662C2 (en) * | 2008-05-12 | 2010-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью Торговый дом "Байкальский алюминий" (ООО ТД "Байкальский алюминий") | Method of production of aluminium-silicon alloy in electrolytic cell for production of aluminium |
RU2418084C2 (en) * | 2007-10-24 | 2011-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В.Плеханова" (технический университет) | Procedure for production of aluminium alloys for foil rolling |
-
2013
- 2013-12-19 RU RU2013156290/02A patent/RU2556188C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2030487C1 (en) * | 1992-01-22 | 1995-03-10 | Запорожский производственный алюминиевый комбинат | Method for producing aluminium-silicon alloys |
RU2065510C1 (en) * | 1993-08-26 | 1996-08-20 | Акционерное общество "Богословский алюминиевый завод" | Method for production of silumin |
CN1273285A (en) * | 1999-05-07 | 2000-11-15 | 湖北华盛铝电有限责任公司铝厂 | Process for preparing aluminium alloy |
AU2002236369B2 (en) * | 2001-02-26 | 2006-08-10 | Norwegian Silicon Refinery As | Process for preparing silicon carbide and optionally aluminum and silumin (aluminum-silicon alloy) |
CN1367274A (en) * | 2001-12-29 | 2002-09-04 | 星野滋郎 | Method for preparing Al-Si alloy by AD-aluminite powder agent electrolytic process |
RU2418084C2 (en) * | 2007-10-24 | 2011-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В.Плеханова" (технический университет) | Procedure for production of aluminium alloys for foil rolling |
RU2383662C2 (en) * | 2008-05-12 | 2010-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью Торговый дом "Байкальский алюминий" (ООО ТД "Байкальский алюминий") | Method of production of aluminium-silicon alloy in electrolytic cell for production of aluminium |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
BJORN MOXNESL et al Addition of refractories from spent potlining to alumina reduction cells to produce Al-Si- alloys. Light Metals, 2003 (The minerals, metals &materials Society), 2003. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2652905C1 (en) * | 2017-03-20 | 2018-05-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Method of obtaining aluminium-silicon alloys |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013156290A (en) | 2015-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chen et al. | Development of TiB2 reinforced aluminum foundry alloy based in situ composites–Part I: An improved halide salt route to fabricate Al–5 wt% TiB2 master composite | |
JP5405115B2 (en) | Method for producing grain refined mother alloy | |
Du et al. | Microstructures and mechanical properties of as-cast and as-extruded Mg-4.50 Zn-1.13 Ca (wt%) alloys | |
Sun et al. | Effects of Sn and Y on the microstructure, texture, and mechanical properties of as-extruded Mg-5Li-3Al-2Zn alloy | |
EP2530174B1 (en) | Method for purifying al-ti-b alloy melt | |
Wu et al. | Enhanced mechanical properties of hypoeutectic Al-10Mg2Si cast alloys by Bi addition | |
CN103952613B (en) | A kind of high-yield-ratio wrought magnesium alloys containing cerium and yttrium | |
CN102674381A (en) | Method for preparing nano mullite powder from coal-based kaolin | |
RU2556188C1 (en) | Method for obtaining aluminium and silicon alloys in aluminium electrolysis units | |
Jiang et al. | Effect of Sr on microstructure and aging behavior of Mg–14Li alloys | |
Xue et al. | Effect of Mg on the microstructure evolution and mechanical properties of 5% TiB2/Al− 4.5% Cu composites | |
Xian et al. | Separation of Al-Si-Fe-(Mn/Cr) melts for simultaneous recycle of Al-Si scraps and purification of silicon | |
BRPI0801750A2 (en) | process for the production of magnesium and refined grain magnesium alloys | |
CN108950337A (en) | A kind of low-cost high-strength Mg-Zn-Y-Ce-Ca magnesium alloy and preparation method thereof | |
EP2298947B1 (en) | High strength casting aluminium alloy material | |
Ye et al. | Study about improving mechanism of electrical conductivity of AA1070Al treated by a novel composite boron treatment with trace Ti | |
Xu et al. | Research on the process, energy consumption and carbon emissions of different magnesium refining processes | |
Zhang et al. | Investigation on the modification behavior of A356. 2 alloy with Yb–La composite modifier | |
CN105238944A (en) | Aluminum alloy refining metamorphosing agent and method for refining aluminum alloy | |
CN103966452B (en) | A kind of recoverying and utilizing method of the magnesium alloy scrap containing aluminium | |
Chen et al. | Microstructural evolution and mechanical properties of in situ TiB 2/Al composites under high-intensity ultrasound | |
Kuz'min et al. | Production of Al-Si alloys by the direct silicon reduction from the amorphous microsilica | |
CN102094125A (en) | Process method for preparing magnesium alloy through electro-slag remelting | |
Xie et al. | Precipation of TiAl3 in remelting Al-5Ti-1B and the grain refinement of 7050 alloy | |
RU2599475C1 (en) | Method of producing aluminium-silicon alloy in electrolyzer for aluminium production |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191220 |