RU2583214C1 - Способ производства алюминия магнийтермическим восстановлением трихлорида алюминия - Google Patents
Способ производства алюминия магнийтермическим восстановлением трихлорида алюминия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2583214C1 RU2583214C1 RU2014141267/02A RU2014141267A RU2583214C1 RU 2583214 C1 RU2583214 C1 RU 2583214C1 RU 2014141267/02 A RU2014141267/02 A RU 2014141267/02A RU 2014141267 A RU2014141267 A RU 2014141267A RU 2583214 C1 RU2583214 C1 RU 2583214C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aluminium
- aluminum
- magnesium
- trichloride
- reactor
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B21/00—Obtaining aluminium
- C22B21/04—Obtaining aluminium with alkali metals earth alkali metals included
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу производства алюминия магнийтермическим восстановлением трихлорида алюминия магнием. Способ включает подачу исходных трихлорида алюминия и магния в качестве металла-восстановителя в реактор, проведение металлотермического восстановления алюминия с получением алюминия и хлорида магния и выпуск алюминия и хлорида магния в расплавленном состоянии из реактора, при этом трихлорид алюминия вводят в реактор в газожидкостном состоянии, а магний - в диспергированном жидком состоянии во встречном турбулентном потоке осушенного инертного газа, при этом восстановление ведут при температурах от 720°С до 880°С. Обеспечивается снижение температуры процесса. 1 ил.
Description
Область техники
Изобретение относится к металлургии цветных металлов применительно к технологии получении алюминия.
Уровень техники
Известны технические решения по магнийтермическому методу получения алюминия, в которых сущность процесса заключается в подаче в реактор исходных трихлорида алюминия и магния в газообразном виде с получением жидких алюминия и дихлорида магния по реакции:
Это патенты RU 2.478.126 и RU 2.476.613, а также Международная заявка РСТ/RU 2011/000676 /1-3/. Наиболее близким прототипом нового решения является пат.RU №2.478.126. Для поддержания исходных веществ в газообразном состоянии в изобретении-прототипе предусмотрена температура от 900 до 1150°С. Обеспечивать конструктивные и технологические параметры работы такой системы в агрессивных средах весьма сложно. При этом если для поддержания магния в газообразном состоянии необходима температура до точки его кипения, равной ~1105°С, то хлорид алюминия возгоняется уже при температуре ~180°С /4/. Представляется крайне желательным снизить температуру процесса, переведя систему (1) в жидкофазное состояние.
Сущность изобретения
Заключается в том, чтобы магний как металл-восстановитель использовать не в газообразном, а в конденсированном жидком дисперсном состоянии. При температурах плавления магния 651°С, его безводного дихлорида 711°С и алюминия 660°С /4/ реально можно обеспечить процесс при нижнем значении температуры ~720°С. В самом деле известно, что проще организовывать поток материалов в герметичной системе, используя состояние жидкости или газа без участия твердофазных компонентов. Наиболее высокой температурой плавления среди участников реакции (1) обладает MgCl2 и для того, чтобы его капельки коалесцировали и стекали вниз по поверхностям магнезитовых насадок, хлорид магния должен оставаться в жидком состоянии.
Отсюда и проистекает требование температуры в 720°C с учетом необходимости небольшого перегрева системы по отношению к температуре плавления MgCl2 в 711°С.
Наиболее низкой температурой фазовых превращений в системе (1) обладает трихлорид алюминия, возгоняющийся при температуре 180°С и не имеющий жидкого состояния при атмосферном давлении. Указывается, однако, температура плавления AlCl3 192,6°С при давлении 1715 мм рт. ст./4/, что отвечает ~2,26 ат. Следовательно, при значениях давления, зафиксированных в формуле изобретения-прототипа (RU №2.478.126) и достигающих 5 ат. /1/, трихлорид алюминия будет находиться в состоянии газожидкостной смеси.
Таким образом, оба исходные вещества - как дисперсный магний, так и трихлорид алюминия - при температуре 720-880°С находятся в конденсированном жидком (Mg) или в газожидкостном (AlCl3) состоянии. Верхним пределом по условиям требований смачиваемости конструкционных материалов и жидкотекучести продуктов можно взять значение температуры в 880°С.
Технический результат изобретения заключается в снижении температуры процесса по сравнению с прототипом от 900-1150°С до 720-880°С или по средним значениям от 1025°С до 800°С, т.е. более чем на 200°С. Это обеспечит снижение расхода энергии на получение металла, лучшую управляемость процесса и более высокий срок службы аппаратуры. Кроме того, важнейшим результатом является возможность использования исходных веществ преимущественно в жидком, а не в газовом состоянии. Это позволит при сопоставимых значениях линейных скоростей потоков на 1-2 порядка или более увеличить массовые скорости или расходы потоков, т.е. многократно увеличить производительность процесса и аппаратуры.
Перечень фигур чертежей и описание взаимодействия
Аппаратура для реализации технического решения остается той же, что приведена в описании нашего патента RU 2.476.613 /2/ с той только разницей, что на фиг. 1А этого изобретения по соплам или форсункам 8 подается не пар магния, а жидкий диспергированный магний вместе с осушенным инертным газом. Методы получения металлических дисперсий из расплавленных жидких металлов хорошо известны и широко применяются в порошковой металлургии.
При введении в реактор (Фиг. 1А) газожидкостной смеси хлорида алюминия (п. 7) и во встречном турбулентном потоке инертного газа с жидким диспергированным магнием (п. 8) обеспечиваются идеальные условия контакта частиц и высокая скорость их взаимодействия по уравнению (1). Продукты реакции - жидкий алюминий и хлорид магния - будут непрерывным потоком вытекать из реактора, как это и предусмотрено пат. РФ №2.476.613. /2/. Вопросы защиты этих продуктов от взаимодействия с кислородом и влагой воздуха будут решены при выполнении проекта пилотной установки.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.
По результатам классических термодинамических расчетов реакция (1) в заявленных условиях характеризуется значениями:
т.е. протекает самопроизвольно с выделением значительного количества тепла. Температура процесса по средним значениям на 150°С ниже, чем в классическом электролизе (810°С против ~960°С), и на ~200°С ниже, чем в решении по патенту - прототипу /1/. Внедрение нового решения ожидается более легким и во всех отношениях оправданным. Значительное понижение температуры и использование жидкого магния - восстановителя позволят также улучшить психологию и уровень доверия к изобретению у производителей алюминия.
Уместно отметить при этом, что процессы диспергирования жидкого металла, в частности магния и алюминия, хорошо отработаны и успешно применяются в порошковой металлургии.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бегунов А.И. Способ производства алюминия металлотермическим восстановлением. Патент РФ №2.478.126 с приор. от 8 ноября 2010 года.
2. Бегунов А.И. Устройство для металлотермического восстановления алюминия… Патент РФ №2.476.613 с приор. от 21 января 2011 года.
3. Begunov A.I. Method for producing aluminium… and apparatus for carrying out… Intern. Claim PCT/RU 2011/000676.
4. Справочник химика. Под ред. Б.П. Никольского. Т.П. Химия. - Л.-М., 1964.
Claims (1)
- Способ производства алюминия металлотермическим восстановлением трихлорида алюминия, включающий подачу в реактор исходных трихлорида алюминия и магния в качестве металла-восстановителя, проведение металлотермического восстановления алюминия с получением алюминия и хлорида магния и выпуск алюминия и хлорида магния в расплавленном состоянии из реактора, отличающийся тем, что трихлорид алюминия вводят в реактор в газожидкостном состоянии, а магний - в диспергированном жидком состоянии во встречном турбулентном потоке осушенного инертного газа, при этом металлотермическое восстановление проводят при температуре от 720°С до 880°С.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014141267/02A RU2583214C1 (ru) | 2014-10-13 | 2014-10-13 | Способ производства алюминия магнийтермическим восстановлением трихлорида алюминия |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014141267/02A RU2583214C1 (ru) | 2014-10-13 | 2014-10-13 | Способ производства алюминия магнийтермическим восстановлением трихлорида алюминия |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2583214C1 true RU2583214C1 (ru) | 2016-05-10 |
Family
ID=55959843
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014141267/02A RU2583214C1 (ru) | 2014-10-13 | 2014-10-13 | Способ производства алюминия магнийтермическим восстановлением трихлорида алюминия |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2583214C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT282210B (de) * | 1966-08-29 | 1970-06-25 | Conzinc Riotinto Ltd | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Aluminium und Aluminiumlegierungen |
SU456414A3 (ru) * | 1971-04-29 | 1975-01-05 | Апплайд Алюминиум Рисерч Корпорейшн (Фирма) | Способ получени алюмини из треххлористого алюмини восстановлением его металлическим марганцем |
CN1196398A (zh) * | 1997-04-12 | 1998-10-21 | 钟正伟 | 热还原法生产金属铝 |
RU2478126C2 (ru) * | 2010-11-08 | 2013-03-27 | Альберт Иванович Бегунов | Способ производства алюминия металлотермическим восстановлением |
-
2014
- 2014-10-13 RU RU2014141267/02A patent/RU2583214C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT282210B (de) * | 1966-08-29 | 1970-06-25 | Conzinc Riotinto Ltd | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Aluminium und Aluminiumlegierungen |
SU456414A3 (ru) * | 1971-04-29 | 1975-01-05 | Апплайд Алюминиум Рисерч Корпорейшн (Фирма) | Способ получени алюмини из треххлористого алюмини восстановлением его металлическим марганцем |
CN1196398A (zh) * | 1997-04-12 | 1998-10-21 | 钟正伟 | 热还原法生产金属铝 |
RU2478126C2 (ru) * | 2010-11-08 | 2013-03-27 | Альберт Иванович Бегунов | Способ производства алюминия металлотермическим восстановлением |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
САМСОНОВ Г.В., ПЕРМИНОВ В.П. Магниетермия, М., из-во "Металлургия", 1971, с.140. ГАРМАТА В.А. и др. Металлургия титана. М., из-во "Металлургия", 1968, с.с.237-243. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EA201691841A1 (ru) | Способ быстрой и непрерывной выплавки магния | |
NO123105B (ru) | ||
Yuan et al. | Aluminum production by carbothermo-chlorination reduction of alumina in vacuum | |
RU2583214C1 (ru) | Способ производства алюминия магнийтермическим восстановлением трихлорида алюминия | |
FENG et al. | Carbothermal reduction-chlorination-disproportionation of alumina in vacuum | |
CA2877854A1 (en) | Method of alumina recovery | |
JP2010001207A (ja) | 金属塩化物の製造装置および製造方法 | |
Zhang et al. | The dehydration of MgCl2· 6H2O in MgCl2· 6H2O–KCl–NH4Cl system | |
RU2593061C1 (ru) | Способ получения ультрадисперсных порошков титана | |
RU2384522C1 (ru) | Способ получения наночастиц оксида металла | |
RU2559075C2 (ru) | Способ алюмотермического получения титана | |
US20230041658A1 (en) | A method and apparatus to condense magnesium vapor using a fluid-cooled heat exchanger | |
RU2478126C2 (ru) | Способ производства алюминия металлотермическим восстановлением | |
EP2639320A1 (en) | Method for producing aluminium by metallothermic reduction of trichloride with magnesium and apparatus for carrying out said method | |
RU2573510C1 (ru) | Устройство и способ получения трихлорида галлия высокой чистоты | |
Feng et al. | Decomposition of solid alumina in the presence of carbon in vacuum | |
RU2493102C1 (ru) | Способ получения наноразмерного порошка гамма-оксида алюминия | |
RU2558812C1 (ru) | Способ получения покрытия из карбида кремния на кварцевом изделии | |
RU2635211C1 (ru) | Способ получения легированного губчатого титана | |
US605378A (en) | Process of making aluminium sulfid | |
Kotsar’ et al. | Thermodynamics of high-purity calcium production | |
US308152A (en) | William feishmuth | |
JP2024078423A (ja) | スカンジウムメタルの作製方法 | |
RU2641941C2 (ru) | Устройство для алюмотермического восстановления титана из его тетрахлорида | |
RU2586187C1 (ru) | Способ получения губчатого титана |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161014 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20180220 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191014 |