SU1546515A1

SU1546515A1 - Расплав дл электролитического получени металлического кремни

Info

Publication number: SU1546515A1
Application number: SU874399308A
Authority: SU
Inventors: Валерий Васильевич Бугаенко; Геннадий Яковлевич Касьяненко
Original assignee: Сумской Государственный Педагогический Институт Им.А.С.Макаренко
Priority date: 1987-12-11
Filing date: 1987-12-11
Publication date: 1990-02-28

Abstract

Изобретение относитс к области цветной металлургии и позвол ет увеличить выход по току и снизить температуру электролиза. Это достигаетс расплавом дл электролитического получени металлургического кремни , содержащего диоксид кремни гексафторсиликат кали , хлорид кали и тетрафторборат кали при следующем соотношении компонентов, мас.%

гексафторсиликат кали 9-18

диоксид кремни 1-8

хлорид кали 9-17

тетрафторборат кали 57-81. 1 табл.

Description

Изобретение относитс к цветной металлургии, электрометаллургии кремни ., получению порошкообразного кремни электролизом и солевых безводных расплавов и может найти примене-, ние в производстве металлокерамичес- ких изделий, дл получени элемен- , торганических соединений, сплавов

и др.

Целью изобретени вл етс увеличение выхода по току и снижение температуры электролиза.

В состав предлагаемого низкотемпературного электролита дл получени кремни вход т следующие компр-. ненты: хлорид кали марки ч.д.а., °температура плавлени 770 С, тетра- фторборат кали ч.д.а., температура плавлени 530°С, гексафторсиликат кали ч.д.а., температура плавлени 873°С, а в качестве диоксида-кремни использовали бон кварцевого стекла, температура плавлени 1412 С. Исходные веп ества предварительно сушили

при 100-120°С, а затем прокаливали при 350-400°С до посто нной массы.

Источником кремни при электролизе расплавов служил его диоксид, который раствор ли в смеси,(мае.%) 14,9; КС1 16,6; KBF4 68,5, с температурой плавлени 442±5°С. Электролиз проводили в потенциостатическом режиме с применением потенциостата ПИ- 50-1 без защитной атмосферы. Напр жение на электродах было равно 1,6± iO,l В. э .

Расплав объемом 50 см находилс в стеклоуглеродном тигле марки СУ- 2000..Анодом служила стеклоуглерод- на пластина, катодом - никелевый стержень. Температуру электролита измер ли, платина-платинородиевой термопарой. Рентгенофазовый анализ продуктов электролиза выполн ли на дифрактометре ДРОН-2. Количествен- -ное содержание кремни в катодном осадке определ ли с помощью колориметра ФЗК-58М в виде

(Л

СЛ

4Ь 0 СЛ

СЛ

кремнемолибденовой гетерополикислоты .

П р и м е р 1. В качестве электролита использовали солевую смесь с предельно минимальным содержанием 5Ю4, мас.%: SiOz I; K2SiF6 14,8; КС1 16,4; KBF 67,8, с температурой плавлени 46015°С. Электролиз вели при 470110°С. Катодна плотность тока 0,07-0,12 А/см . Полученный катодный осадок отдел ли от катода дл удалени труднорастворимых фторидов , промывали водой и сушили при

О

100-120 С. В отмытом катодном осадке методом рентгенофазового анализа установлена фаза кремни , содержание которого в катодной группе было равным 40,5%. Выход по току 92%.

П р и м е р 2. Электролиз состава с оптимальным соотношением компонентов , мас.%: SiO 3; 14,45 КС1 16,1; KBF4 66,45, (температура плавлени 475+5 С) вели при 485± ilO С. Электролит прозрачный, дос- таточно термически устойчив. Потер массы при его нагреве до 550 С в течение 60 мин составила 1,1%, Катодна плотность тока измен лась от- 0,05 до 0,1 А/сме. Полученный грушевидный осадок отдел ли от катода и подвергали гидрообработке, затем высушивали при 100-120 С. Рентгенофазовым анализом установлено наличие в катодном осадке кремни . Его содержание в груше равно 45%. Выход по току 95%.

П р и м е р 3. Кремний получали электроосаждением из смеси, содержащей предельно максимальное количество диоксида кремни , мас.%: SiO 8; KtSiF6 18; КС1 9; KBF4 65. Температура плавлени равна 55015 С. Электролиз вели при 560±10°С. Катодна плотность тока составл ла 0,04- 0,08 А/см . Катодный осадок охлаждали , отдел ли от катода, подвергали гидрообработке и высушивали. Наличие кремни устанавливали методом

10

15

20

25

5465154

рентгенофазового анализа. Содержание кремни в катодном осадке равно 21%. Выход по току 90,7%.

Повышение концентрации диоксида кремни до 8 мас.% не оказало существенного вли ни на выход по току кремни . Однако при повышенном содержании диоксида кремни повышаетс в зкость электролита, температура его плавлени , уменьшаетс содержание кремни в катодном осадке, что ведет к усложнению процесса очистки полученного порошкообразного кремни от застывшего электролита. Поэтому увеличение содержани диоксида кремни в данном электролите считаем нецелесообразным . Изменение концентрации хлорида кали и гексафторсилика- та кали за предлагаемые пределы (9-17 и 9-18 мас.% соответственно), ° ведет к резкому увеличению температуры плавлени электролита,

В. таблице приведены данные выхода по току в предложенном расплаве.

Предложенный расплав позвол ет увеличить выход по току (в прототипе 70%) и снизить температуру прове

Claims

дени процесса (в прототипе - 710 С). Формула изобретени

Расплав дл электролитического получени металлического кремни , содержащий диоксид кремни и гекса- фторсиликат кали , отличающийс тем, что, с целью увеличени выхода по току и снижени температуры электролиза, он дополнительно содержит хлорид кали и тетрафтор- борат кали при следующем соотношении компонентов, мас.%:

I

Гексафторсиликат

кали 9-18

Диоксид кремни 1-8

Хлорид кали 9-17

Тетрафторборат кали 57-81