RU2651929C1 - Способ электролитического получения алюминия - Google Patents
Способ электролитического получения алюминия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2651929C1 RU2651929C1 RU2017111460A RU2017111460A RU2651929C1 RU 2651929 C1 RU2651929 C1 RU 2651929C1 RU 2017111460 A RU2017111460 A RU 2017111460A RU 2017111460 A RU2017111460 A RU 2017111460A RU 2651929 C1 RU2651929 C1 RU 2651929C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aluminum
- fluoride
- oxide
- electrolyte
- alf
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 26
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 63
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 13
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 150000005324 oxide salts Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 239000011833 salt mixture Substances 0.000 claims abstract description 11
- KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K Aluminium flouride Chemical compound F[Al](F)F KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 9
- ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L magnesium fluoride Chemical class [F-].[F-].[Mg+2] ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 9
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 7
- NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M potassium fluoride Chemical compound [F-].[K+] NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 7
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 21
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 35
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Chemical compound [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 description 22
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 14
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 14
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 10
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 7
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 description 2
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 2
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011698 potassium fluoride Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910016569 AlF 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения алюминия электролизом криолит-глиноземного расплава. Способ включает загрузку оксидно-солевой смеси, содержащей криолит, оксид алюминия, фториды алюминия, кальция и магния, а также металлический алюминий, в период запуска электролизера и ведение электролиза в расплаве электролита после периода запуска, при этом загруженная оксидно-солевая смесь содержит (мас.%): фторид магния (MgF2) – до 1.5, фторид кальция (CaF2) – 6.0-10.0, фторид алюминия (AlF3) – до 8.0, оксид алюминия (Al2O3) – до 4.0, криолит (Na3AlF6) остальное, а после периода запуска электролизера в него загружают корректирующие солевые добавки: фторид калия (KF) - до 5 мас.%, фторид алюминия (AlF3) - до 10 мас.%, фторид лития (LiF) - до 3 мас.% от массы загруженной в электролизер оксидно-солевой смеси. Обеспечивается ускорение формирования размероустойчивого гарнисажа и подовой настыли в период запуска электролизера при сохранении физико-химических свойств наплавляемого в электролизере электролита, снижение доли тепловых потерь при электролизе загруженной расплавленной смеси и повышение производительности процесса и срока службы электролизеров. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к получению алюминия электролизом криолит-глиноземного расплава.
Известно, что физико-химические свойства наплавляемого в электролизере электролита зависят от соотношения компонентов загружаемой смеси. В значительной степени они определяются содержанием фторидных солей (CaF2, MgF2, KF, LiF), которые поступают в электролизер в виде примесей либо регламентированных корректирующих добавок.
Известны способы получения алюминия, различающиеся составом используемых электролитов. Так, известен способ получения алюминия (RU 2567429 С1, публ. 09.07.2013) [1], в котором используют электролит, содержащий в мас.%:
фторид магния (MgF2) - 0.5-1.5
фторид кальция (CaF2) - 2.0-6.0
фторид лития (LiF) - до 5.0
фторид калия (KF) - до 12.0
оксид алюминия (Al2O3) - 2.0-6.0
криолит (Na3AlF6) - 43.3-71.7
фторид алюминия (AlF3) - остальное.
Фторид калия (KF), содержащийся в составе данного электролита до 12 мас.%, позволяет снизить температуру процесса получения алюминия известным способом (750-900°С) при сохранении высокой растворимости Al2O3 (5.2-7.5 мас.%) в электролите. Низкие значения электропроводности и теплопроводности электролита (см. табл. 1) частично компенсируются за счет введения относительно дорогой добавки фторида лития (LiF) в количестве до 5 мас.%.
Известен способ получения алюминия (RU 2288977С1, публ. 04.05.2005) [2], в котором используют электролит, содержащий в мас.%:
фторид магния (MgF2) - 0.5-1.5
фторид кальция (CaF2) - 3.0-5.0
фторид лития (LiF) - 1.0-3.0
фторид калия (KF) - 4.0-7.0
фторид алюминия (AlF3) - 4.0-6.0
оксид алюминия (Al2O3) - 2.0-4.0
криолит (Na3AlF6) - остальное.
Фторид калия (KF), содержащийся в составе данного электролита до 7 мас.%, позволяет снизить температуру процесса получения алюминия известным способом (930-940°С) и повысить растворимость Al2O3 в электролите до 8.7 мас.%. Добавление фторида лития (LiF) обеспечивает высокую электропроводность электролита известного способа. Однако электролит известного способа обладает низкой теплопроводностью (см. табл. 1).
Наиболее близким к заявляемому способу электролитического получения алюминия является известный способ (US 5114545, публ. 19.05.1992) [3], в котором используют электролит, содержащий в мас.%:
фторид магния (MgF2) - 0-2.0
фторид кальция (CaF2) - 3.0-5.0
фторид лития (LiF) - 0.5-1.5
фторид алюминия (AlF3) - 8.0-12.0
оксид алюминия (Al2O3) - 1.0-6.0
криолит (Na3AlF6) - остальное.
Преимуществом известного способа является использование электролита с наибольшей теплопроводностью, при этом сохраняются высокие значения электропроводности и растворимости Al2O3 в электролите (см. табл. 1).
Приведенные выше составы электролитов, используемых для получения алюминия известными способами, направлены на улучшение и оптимизацию свойств и эксплуатационных характеристик этих электролитов, необходимых для рабочего режима электролизеров. Так, согласно источнику (Sorlie M., Oye H. Cathodes in aluminium electrolysis. 3rd ed. Dusseldorf: Aluminium-Verlag Marketing and Kommunikation GmbH, 2010. 650 p.) [4], растворимость Al2O3 в электролите заявляемого способа должна быть не ниже 4.0 мас.%, электропроводность электролита - не ниже 2.0 Ом-1/см, а температура плавления не выше 960°С.
Однако, кроме достижения необходимых физико-химических свойств наплавляемого в электролизере электролита, в получении алюминия существует потребность в повышении срока службы электролизера. Так, отличительной особенностью электролитического процесса получения первичного алюминия является высокий удельный расход электроэнергии (14-16 МВт⋅ч на тонну алюминия), причем непосредственно на получение алюминия расходуется не более 40 % этой электроэнергии. Остальная часть идет на разогрев электролизера и тепловые потери. Известно, что доля тепловых потерь может быть снижена, а срок службы электролизера увеличен на 20-25 % за счет максимально быстрого и корректного проведения его запуска с минимальными потерями ресурсов.
Запуск (пусковой период) современного электролизера включает в себя подогрев углеродной подины, загрузку твердой или расплавленной смеси криолита (Na3AlF6) с оксидом алюминия (Al2O3) и корректирующими добавками фторидных солей (AlF3, CaF2, MgF2, KF, LiF). Далее загруженную смесь разогревают до плавления и поддерживают температуру в электролизере при помощи электрического тока. При этом происходит заполнение неплотностей, пор и трещин углеродной подины расплавленной смесью, где она кристаллизуется, а на боковых стенках электролизера и по краям углеродной подины формируются твердые солевые образования, состоящие из Al2O3, Na3AlF6 и CaF2 (гарнисаж и подовая настыль). Они защищают конструкционные элементы электролизера от эрозии и окисления, увеличивая срок его службы. Далее в электролизер загружают жидкий алюминий и ведут электролиз с использованием углеродного анода и алюминиевого катода [4].
Наиболее важными свойствами наплавляемого электролита в период запуска электролизера являются теплопроводность и температура плавления загружаемой смеси, которые определяют время (скорость) формирования и геометрические размеры гарнисажа и подовой настыли, что, в свою очередь, формирует объем рабочего пространства электролизера (объем расплавленного электролита), и, в конечном счете - технико-экономические показатели электролиза, в т.ч. допустимую силу тока на электролизере, скорость отвода анодных газов, напряжение на электролизере, долю тепловых потерь и срок службы электролизера.
Именно свойства электролита, в первую очередь теплопроводность и температура плавления, влияют на объем рабочего пространства электролизера и время запуска электролизера, которые, в свою очередь, определяют рабочую силу тока, производительность, долю тепловых потерь и срок службы электролизеров.
Задачей изобретения является снижение доли тепловых потерь при дальнейшем электролизе загруженной расплавленной смеси, повышение производительности процесса и срока службы электролизеров.
Для этого предложен способ электролитического получения алюминия, в котором, как и в прототипе, в период запуска электролизера загружают в него оксидно-солевую смесь, содержащую криолит, оксид алюминия, фториды алюминия, кальция и магния, а также металлический алюминий, и после периода запуска ведут электролиз. Новый способ отличается тем, что в электролизер загружают оксидно-солевую смесь, содержащую (мас.%):
фторид магния (MgF2) - до 1.5
фторид кальция (CaF2) - 6.0-10.0
фторид алюминия (AlF3) - до 8.0
оксид алюминия (Al2O3) - до 4.0
криолит (Na3AlF6) - остальное.
Сущность заявленного способа заключается в том, что для ускорения формирования размероустойчивого гарнисажа и подовой настыли в период запуска в электролизер загружают оксидно-солевую смесь, обладающую повышенной теплопроводностью и повышенной температурой плавления, при этом состав расплавленного электролита в электролизере после периода запуска должен обладать следующими свойствами:
- растворимость Al2O3 - не ниже 4 мас.%;
- электропроводность - не ниже 2 Ом-1/см;
- температура плавления - не выше 960°С.
Благодаря повышенному содержанию фторида кальция (CaF2) теплопроводность загружаемой смеси в расплавленном состоянии составляет 0.85-1.05 Вт/(м⋅°С), что в среднем на 15-20 % выше теплопроводности электролита прототипа. В соответствии с этим, скорость намерзания солевых образований на стенки и подину электролизера будет выше, а толщина (объем) сформированных гарнисажа и подовой настыли меньше за счет первоочередной кристаллизации соединений c наибольшей температурой плавления (CaF2, Al2O3, Na3AlF6, а также соединений на их основе). После периода запуска содержание фторида кальция (CaF2) в расплавленном электролите уменьшится на 20-40 % и составит 3.6-5.4 мас.%. Следовательно, повышенное содержание фторида кальция (CaF2) в загружаемой смеси ускорит запуск электролизера, при этом физико-химические свойства расплавленного электролита при дальнейшем электролизе сохраняются. Влияние состава электролита на формирование размероустойчивого гарнисажа и подовой настыли в период запуска электролизера не является известным.
В частном случае исполнения заявляемого способа после периода запуска в электролизер загружают корректирующие солевые добавки в мас.% от массы загруженной в электролизер оксидно-солевой смеси, а именно: для повышения растворимости оксида алюминия (Al2O3) в электролите и снижения температуры его плавления - фторид калия (KF) - до 5 мас.%; для понижения температуры плавления электролита - фторид алюминия (AlF3) - до 10 мас.%; для повышения электропроводности электролита - фторид лития (LiF) - до 3 мас.%.
Введение в электролит перечисленных добавок после периода запуска электролизера позволят улучшить технико-экономические показатели заявленного способа, не оказывая влияния на свойства и размеры сформированного гарнисажа, а именно:
снизить температуру плавления электролита до 920-930°С;
повысить растворимость Al2O3 в электролите до 8.5 мас.% (при 960°С);
повысить электропроводность электролита до 2.4 Ом-1/см.
Технический результат, достигаемый заявленным способом, заключается в ускорении формирования размероустойчивого гарнисажа и подовой настыли в период запуска электролизера при сохранении физико-химических свойств наплавляемого в электролизере электролита.
Заявляемый способ иллюстрируется сравнительной таблицей 1, где приведены составы (мас.%) и свойства электролитов для электролитического получения алюминия, включая состав электролита по заявленному способу; таблицей 2, где приведены экспериментальные значения температур плавления и теплопроводностей загружаемых электролитов прототипа (составы №№ 1-8) и заявляемого способа (составы №№ 9-19); а также рисунком, где приведен график, отражающий расчетные значения толщины гарнисажа от времени контакта загруженной смеси с холодной поверхностью.
Ввиду сложности натурного эксперимента способ проиллюстрирован численным экспериментом. При соприкосновении расплавленной смеси со стальной стенкой электролизера происходит перенос тепла (Q) от загружаемой смеси в окружающую атмосферу. Фактически наблюдается нагрев внешней поверхности стальной стенки и намерзание гарнисажа на ее внутренней поверхности. Количество переносимого тепла определяется выражением: Q = λ1SτdT1/dl1 = λ2SτdT2/dl2, где λ1, λ2 - теплопроводности стальной стенки и расплавленной смеси, соответственно, Вт/(м⋅°С); S - площадь, через которую осуществляется передача тепла от расплавленной смеси, м2; τ1 - время передачи тепла, с; dT1, dT2 - градиенты температур в стальной стенке и в расплавленной смеси на расстоянии dl1 и dl2 (м) от поверхности их контакта, °С. Для упрощения расчетов принимаем следующие допущения:
загружаемая расплавленная смесь является гомогенной жидкостью;
компонентный состав кристаллизующегося гарнисажа соответствует составу загружаемой смеси;
толщина гарнисажа по всей поверхности контакта одинакова.
Стоит отметить, что принятые допущения влияют на абсолютные результаты расчетов (dl, τ), но практически не сказываются на относительном влиянии на эти результаты изменения теплопроводности загружаемой смеси.
Из таблицы 1 видно, что теплопроводность загружаемых электролитов заявляемого способа составляет от 0.85 до 1.05 Вт/(м⋅°С). Эти значения в среднем на 15-20 % выше значений теплопроводности электролитов прототипа. Из таблицы 2 видно, что температуры плавления электролитов заявляемого способа также выше температур плавления электролитов прототипа.
Исходя из приведенных на графике расчетных значений толщины гарнисажа от времени контакта загруженной смеси с холодной поверхностью (стальной кожух электролизера, углеродная подина), принимающей тепло, параметры расчета:
температуры загруженных электролитов - 960°С;
свойства электролита прототипа - λ2 = 0.78 Вт/(м⋅°С), Тпл = 957°С;
свойства электролита заявленного способа (λ2 = 1.0 Вт/(м⋅°С), Тпл = 955°С);
поверхность теплопередачи - S = 1 м2;
количество передаваемого тепла - Q = 50000 Дж.
При выбранных параметрах время формирования 3 мм гарнисажа на холодной поверхности после контакта с ней электролита прототипа составило 192 с, а после контакта электролита заявляемого способа - 150 с.
Аналогичным образом проведен расчет толщины гарнисажа, сформированного за 100 с после контакта электролитов прототипа и заявленного способа. Для первого ее значение составило 1.56 см, для второго - 2.02 см.
Более быстрое формирование гарнисажа способствует равномерному его распределению по поверхности теплообмена, а также общему снижению его средней толщины. Помимо этого обеспечивается меньшее окисление стального кожуха электролизера, меньшее проникновение расплавленного электролита в углеродную подину и футеровочные материалы электролизера. Это, в свою очередь, повышает объем рабочего пространства электролизера, стабилизирует работу электролизера, уменьшает тепловые потери за счет сохранения тепловых характеристик конструкционных и футеровочных материалов.
Помимо скорости формирования важным является стабильность гарнисажа, которая во многом определяется его химическим и фазовым составом. Для физико-химического анализа были отобраны образцы гарнисажей, сформированных в электролизере с электролитом прототипа и электролитом заявленного способа. Согласно анализам гарнисаж, сформированный из электролита прототипа, содержит (мас.%):
оксида алюминия (Al2O3) - 25-80
фторида кальция (CaF2) - 0.5-2
криолита (Na3AlF6) - остальное.
Гарнисаж, сформированный из электролита заявленного способа, содержит (мас.%):
оксида алюминия (Al2O3) - 10-50
фторида кальция (CaF2) - 8-18
криолита (Na3AlF6) - остальное.
Большей склонностью к растворению в расплавленном электролите обладает гарнисаж, сформированный из электролита прототипа, содержащий большее количество оксида алюминия (Al2O3) и меньшее количество фторида кальция (CaF2). Следовательно, более стабильный (с точки зрения размеров) гарнисаж формируется из электролита заявленного способа.
Из полученных результатов также было оценено изменение состава загружаемой смеси после периода запуска электролизера. В частности, показано, что содержание фторида кальция снижается с 6.0-10.0 до 3.6-5.4 мас.%.
В частном случае исполнения способа после периода запуска в электролизер загружают фторид калия (KF) - до 5 мас.%, фторид алюминия (AlF3) - до 10 мас.%; фторид лития (LiF) - до 3 мас.%
от массы загруженной в электролизер оксидно-солевой смеси.
Таким образом, достигается ускорение формирования размероустойчивого гарнисажа и подовой настыли в период запуска электролизера, при этом после периода запуска электролит обладает свойствами, обеспечивающими высокие технико-экономические показатели электролиза.
Таблица 1
| Компонент/ свойство |
RU 2567429 | RU 2288977 | US 5114545 | Электролит заявляемого способа |
| LiF | до 5.0 | 1.0-3.0 | 0.5-1.5 | - |
| KF | до 12.0 | 4.0-7.0 | - | - |
| MgF2 | 0.5-1.5 | 0.5-1.5 | 0-2.0 | до 1.5 |
| CaF2 | 2.0-6.0 | 3.0-5.0 | 3.0-5.0 | 6.0-10.0 |
| Na3AlF6 | 43.3-71.7 | остальное | остальное | остальное |
| AlF3 | остальное | 4.0-6.0 | 8.0-12.0 | до 8.0 |
| Al2O3 | 2.0-6.0 | 2.0-4.0 | 1.0-6.0 | до 4.0 |
| Температура плавления, °С | 750-900 | 930-940 | 945-960 | 950-985 |
| Электропроводность, Ом-1/см | 1.7-2.1 | 2.6 | 2.1 | 2.0-2.2 |
| Растворимость Al2O3, мас.% | 5.2-7.5 | 8.7 | 6.3 | 6.0 |
| Теплопроводность, Вт/(м⋅°С) | 0.60-0.80 | 0.66-0.75 | 0.74-0.84 | 0.85-1.05 |
Таблица 2
| № | Тпл, °С | Компонентный состав, мас.% | λ, Вт/(м⋅°С) |
|||||
| AlF3 | Al2O3 | LiF | MgF2 | CaF2 | Na3AlF6 | |||
| Электролиты прототипа | ||||||||
| 1 | 960 | 8 | 1 | 1 | 1.5 | 3 | остальное | 0.79 |
| 2 | 960 | 8 | 1 | 1 | 1.5 | 5 | 0.83 | |
| 3 | 957 | 11.8 | 1 | 1 | 1.5 | 3 | 0.78 | |
| 4 | 954 | 11.8 | 1 | 1 | 1.5 | 5 | 0.83 | |
| 5 | 952 | 8 | 6 | 1 | 1.5 | 3 | 0.74 | |
| 6 | 950 | 8 | 6 | 1 | 1.5 | 5 | 0.76 | |
| 7 | 948 | 12 | 6 | 1 | 1.5 | 3 | 0.74 | |
| 8 | 945 | 12 | 6 | 1 | 1.5 | 5 | 0.78 | |
| Электролиты заявляемого способа | ||||||||
| 9 | 985 | 0 | 0 | 0 | 1.5 | 6 | остальное | 0.93 |
| 10 | 983 | 0 | 0 | 0 | 1.5 | 8 | 1.01 | |
| 11 | 982 | 0 | 0 | 0 | 1.5 | 10 | 1.05 | |
| 12 | 970 | 0 | 4 | 0 | 1.5 | 6 | 0.85 | |
| 13 | 966 | 0 | 4 | 0 | 1.5 | 8 | 0.90 | |
| 14 | 967 | 0 | 4 | 0 | 1.5 | 10 | 0.95 | |
| 15 | 960 | 8 | 0 | 0 | 1.5 | 6 | 0.91 | |
| 16 | 955 | 8 | 0 | 0 | 1.5 | 10 | 1.01 | |
| 17 | 952 | 8 | 4 | 0 | 1.5 | 6 | 0.86 | |
| 18 | 951 | 8 | 4 | 0 | 1.5 | 8 | 0.89 | |
| 19 | 950 | 8 | 4 | 0 | 1.5 | 10 | 0.97 | |
Claims (3)
1. Способ электролитического получения алюминия, включающий загрузку в электролизер для получения алюминия в период запуска электролизера оксидно-солевой смеси, содержащей криолит, оксид алюминия, фториды алюминия, кальция, лития и магния и металлический алюминий, и ведение электролиза в расплаве электролита после периода запуска, отличающийся тем, что загружают оксидно-солевую смесь, содержащую в мас.%:
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после периода запуска в упомянутый электролизер загружают корректирующие солевые добавки в виде фторида калия (KF) - до 5 мас.%, фторида алюминия (AlF3) - до 10 мас.%, фторида лития (LiF) - до 3 мас.% от массы загруженной в электролизер оксидно-солевой смеси.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017111460A RU2651929C1 (ru) | 2017-04-05 | 2017-04-05 | Способ электролитического получения алюминия |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017111460A RU2651929C1 (ru) | 2017-04-05 | 2017-04-05 | Способ электролитического получения алюминия |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2651929C1 true RU2651929C1 (ru) | 2018-04-24 |
Family
ID=62045502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017111460A RU2651929C1 (ru) | 2017-04-05 | 2017-04-05 | Способ электролитического получения алюминия |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2651929C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114410975A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-04-29 | 东北大学 | 一种废铝/废铝合金的回收方法 |
| RU2812159C1 (ru) * | 2022-08-02 | 2024-01-24 | Акционерное общество "СЕФКО" | Способ получения алюминия электролизом раствора глинозема в криолите |
| WO2024030044A1 (ru) * | 2022-08-02 | 2024-02-08 | Владислав Владимирович ФУРСЕНКО | Способ получения алюминия электролизом раствора глинозема в криолите |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5114545A (en) * | 1991-06-17 | 1992-05-19 | Reynolds Metals Company | Electrolyte chemistry for improved performance in modern industrial alumina reduction cells |
| RU2128732C1 (ru) * | 1997-07-01 | 1999-04-10 | Открытое акционерное общество "Сибирско-Уральская алюминиевая компания" филиал "Иркутский алюминиевый завод Сибирско-Уральской алюминиевой компании" | Способ пуска алюминиевого электролизера после капитального ремонта |
| CN1896329A (zh) * | 2006-06-22 | 2007-01-17 | 中国铝业股份有限公司 | 一种铝电解用纯氟体系电解质 |
| RU2415973C2 (ru) * | 2008-08-20 | 2011-04-10 | Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской Академии наук (ИВТЭ УрО РАН) | Способ получения алюминия электролизом расплава |
| RU2567429C1 (ru) * | 2013-07-09 | 2015-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Электролит для получения алюминия электролизом расплавов |
-
2017
- 2017-04-05 RU RU2017111460A patent/RU2651929C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5114545A (en) * | 1991-06-17 | 1992-05-19 | Reynolds Metals Company | Electrolyte chemistry for improved performance in modern industrial alumina reduction cells |
| RU2128732C1 (ru) * | 1997-07-01 | 1999-04-10 | Открытое акционерное общество "Сибирско-Уральская алюминиевая компания" филиал "Иркутский алюминиевый завод Сибирско-Уральской алюминиевой компании" | Способ пуска алюминиевого электролизера после капитального ремонта |
| CN1896329A (zh) * | 2006-06-22 | 2007-01-17 | 中国铝业股份有限公司 | 一种铝电解用纯氟体系电解质 |
| RU2415973C2 (ru) * | 2008-08-20 | 2011-04-10 | Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской Академии наук (ИВТЭ УрО РАН) | Способ получения алюминия электролизом расплава |
| RU2567429C1 (ru) * | 2013-07-09 | 2015-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Электролит для получения алюминия электролизом расплавов |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114410975A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-04-29 | 东北大学 | 一种废铝/废铝合金的回收方法 |
| RU2812159C1 (ru) * | 2022-08-02 | 2024-01-24 | Акционерное общество "СЕФКО" | Способ получения алюминия электролизом раствора глинозема в криолите |
| WO2024030044A1 (ru) * | 2022-08-02 | 2024-02-08 | Владислав Владимирович ФУРСЕНКО | Способ получения алюминия электролизом раствора глинозема в криолите |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101684813B1 (ko) | 알루미늄 전해를 위해 사용된 전해조 및 상기 전해조를 이용하는 전해방법 | |
| RU2651929C1 (ru) | Способ электролитического получения алюминия | |
| JP6501886B2 (ja) | 溶融塩電解槽、およびそれを用いた金属マグネシウムの製造方法並びにスポンジチタンの製造方法 | |
| CN105473766A (zh) | 用于使用铝电解器获得熔体的电解质 | |
| CN103060848B (zh) | 一种人造炉膛铝电解槽 | |
| CN107541753B (zh) | 一种脱除霍尔槽含锂电解质中锂的方法 | |
| CN109023425A (zh) | 一种补修预焙阳极铝电解槽阴极破损的方法 | |
| CN100582309C (zh) | 一种铝电解惰性阳极预热-更换用保温包覆材料及制备方法 | |
| CN107779911A (zh) | 一种低温电解质 | |
| RU2415973C2 (ru) | Способ получения алюминия электролизом расплава | |
| CN101386996B (zh) | 一种高电导率铝电解用低温电解质及其使用方法 | |
| CN105803490A (zh) | 一种用于铝电解的电解质组合物 | |
| Tao et al. | Cathodic electrochemical behavior in Na 3 AlF 6-Al 2 O 3-LiF-based melts at tungsten electrode with various cryolite ratios | |
| RU2686408C1 (ru) | Способ электролитического получения алюминия | |
| CN103132108B (zh) | 熔盐体系中电解制备耐热镁铝钕合金的方法 | |
| KR20150022995A (ko) | 알루미늄 전해에 사용되는 전해질 및 상기 전해질을 사용하는 전해 공정 | |
| CN105220024A (zh) | 一种电积锌阴极铝合金及其制备方法 | |
| CN105177631B (zh) | 电解精炼制备高纯铝的方法及电解槽 | |
| RU2276701C1 (ru) | Электролит для получения алюминия (варианты) | |
| RU2255144C2 (ru) | Способ пуска алюминиевого электролизера | |
| RU2266986C1 (ru) | Электролит для получения алюминия | |
| Ma et al. | Investigating current efficiency of aluminum electrolysis in NaF-KF-AlF 3 system | |
| RU2626128C1 (ru) | Способ защиты углеграфитовой подины алюминиевого электролизера | |
| US4165263A (en) | Method of preparing an electrolytic cell for operation | |
| SU1420075A1 (ru) | Способ обжига и пуска алюминиевого электролизера |