SU1721107A1 - Способ переработки шлаков производства литийсодержащих алюминиевых сплавов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вторичной металлургии цветных металлов и сплавов, в частности к переработке отходов производства литийсодержащих алюминиевых сплавов . Цель изобретени  - повышение извлечени  лити  и снижение расхода солей . Поставленна  цель достигаетс  тем, что после растворени  отходов в расплаве хлорида лити  или его смеси с фторидом лити  ведут электролиз с выделением кислородсодержащих газов на угольном аноде, а лити  и алюмини  на жидком металлическом катоде. При выделении хлора ступенчато снижают анодную плотность тока до 0,1 А/сма. Извлечение лити  повышаетс  с 30-40 до 90%, 1 з.п. ф-лы. (Л С

Description

Изобретение относитс  к вторичной металлургии цветных металлов и сплавов, в частности к переработке отходов производства литийсодержащих алюминиевых сплавов .

Дл  переработки шлаков, получаемых при производстве алюминиевых сплавов, используютс  способы, включающие операции дроблени , классификации, с последующей переплавкой концентрата, обогащенного по металлической фазе, с получением металла, возвращаемого в производство . Обедненна  по металлу фаза (со- лева , окисна ) используетс  дл  производства экзопримесей, синтетических известково-глиноземистых шлаков, рафинировани  стали, цементов и др.

Недостатками способа  вл ютс  низкое извлечение металла (не более 60%), дл  шлаков от производства алюминиево-лити- евых сплавов характерно высокое содержание окиси лити  вследствие избирательного окислени  последнего, поэтому дл  данной технологии больша  его часть не возвращаетс  в производство.

Известен способ, по которому шлаки загружаютс  в солевой расплав хлорида лити  или его смеси с фторидом, где происходит расплавление металлической фазы, с последующим электролизом (анодным растворением из нее лити  и алюмини  и их катодным осаждением на алюминии) с получением соответствующего сплава.

Недостатками способа  вл ютс  низкое извлечение лити  не более 50%, так как больша  его часть в шлаке находитс  в окисленной форме, не подвергающейс  электрохимическому разложению, высокий расход солей лити  (примерно 0.5 т на 1 т шлака) вследствие накоплени  в них окислов, привод щих к необходимости периодической замены электролита или выборки осадка.

М

Ю

О vj

Целью изобретени   вл етс  повышение степени извлечени  лити  из шлака и снижение расхода солей.

Согласно способу переработки шлаков производства литийсодержащих алюминие- выхсплавов, включающему загрузку шлаков в расплав хлорида лити  или его смеси с фторидом , расплавление металлической фазы и электролиз с получением алюминиево-литиево- го сплава, электролиз осуществл ют с выделением кислородсодержащих газов на угольном аноде, а лити  и алюмини  из растворившихс  в расплаве окислов - на жидком металлическом катоде до начала выделени  хлора. После проведени  элект- релиза при начальной силе тока осуществл ют ее снижение и повтор ют электролиз с последующим ступенчатым снижением токовой нагрузки до величины, обеспечивающей достижение заданного значени  извлечени  лити .

Оксид лити  имеет достаточно высокую растворимость в электролитах данной солевой системы, а окись алюмини  - низкую, поэтому в процессе электролиза происхо- дит образование углекислого газа на аноде, а лити  и алюмини  - на катоде. Осуществление предлагаемого способа позвол ет практически полностью извлечь литий из окисной фазы и шлаков и вернуть его в про- изводство алюминиево-литиевых сплавов. Так как электролизу подвергаютс  оксиды, то зашламление электролита происходит гораздо реже по сравнению с известным способом , что резко уменьшает выход шлака и расход дорогосто щих солей.

Переработка шлаков осуществл ет при 750 790°С в обогреваемом аппарате, представл ющем собой футерованную ванну, подина которой выполнена из углеграфито- вого материала, и служит катодным токо- подводом. На уровне подины в одной из стенок ванны выполнена летка дл  слива металла. Сверху в аппарате устанавливаютс  угольные аноды. В качестве электролита используетс  смесь солей фторид и хлорида лити  в равных весовых соотношени х. После выливки металла предыдущей кампании работы аппарата в него производитс  загрузка шлака порци ми, вес которых опре- дел етс  тепловым режимом работы аппарата (температура не ниже 750°С). Общее количество загруженного шлака составл ет около 1/3-f/2 от веса электролита.

После загрузки осуществл етс  отстой электролита от капель металла в течение 20-30 мин. Далее включаетс  ток и осуществл етс  электролиз при анодной плотности тока 0,6-0,8 А/см2. Анодные газы и возгоны отсасываютс  из ванны, контролируютс  специальным газоанализатором на содержание хлора и направл ютс  в систему газоочистки . При по влении хлора в газах электролиз прекращают, а затем оп ть ведут , но при анодной плотности тока на 0,2 А/см2 ниже. Так поступают до достижени  ее величины 0,1 А/см2. В этом случае при по влении хлора в газах процесс прекращают совсем. Такой плотности тока соответствует извлечение лити  в катодный продукт не менее 90%.

Далее производитс  выливка металла с оставлением его сло  на подине высотой 5-10 см, а затем начинаетс  новый цикл. Периодически по мере необходимости осуществл ют загрузку шихты сол ми, тер емыми с возгонами и выливаемым металлом. Так как на подине остаетс  слой металла, то в последнем случае потери электролита свод тс  к минимуму. Расчеты показывают, что общие потери солей не должны превышать 2-3 кг на 1 т шлака. Катодный продукт направл етс  на производство алюминиево- литиевых шлаков.

Таким образом, предлагаемый способ позвол ет по сравнению с известным повысить извлечение лити  с 30-40 до 90% и выше, и снизить расход солей с 500 до 2-3 кг на тонну шлака.

Фор м у лаизобретени 

Claims (2)

1.Способ переработки шлаков производства литийсодержащих алюминиевых сплавов,включающий загрузку шлака в расплав хлорида лити  или его смеси с фторидом лити , расправление и электролиз металлической фазы с получением алюми- ниево-литиевого сплава, отличающийс  тем, что, с целью повышени  степени извлечени  лити  и снижени  расхода солей, электролиз осуществл ют с выделением кислородсодержащих газов на угольном аноде, а лити  и алюмини  - на жидком металлическом катоде до начала выделени  хлора,

2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что при выделении хлора электролиз ведут со ступенчатым снижением анодной плотности тока до величины 0,1 А/см2,