SU36657A1 - Способ получени алюмини с примесью кремни из его силикатов - Google Patents

Description

В основном авторском свидетельстве описан способ получени  алюмини  с примесью кремни  непосредственно из его силикатов путем электротермнческого восстановлени  углем, причем глину или каолин, лучше всего предварительно обезжелезненную, подвергают обработке в электрической печи типа карбидной и из получаемого сплава кремни  с алюминием удал ют выкристаллизованием при охлаждении сплава до точки эвтектики часть кремни .

По предлагаемому видоизмененному способу получени  алюмини  с примесью кремни  из его силикатов в шихту электрической печи, нар ду с алюмосиликатом и углем, ввод т некоторое количество элементарного кремни  с таким расчетом, чтобы весь восстанавл емый алюминий мог остатьс  в растворенном состо нии в получающемс  при восстановлении шихты и добавленном кремнии, и затем из тройного сплава выдел ют снауала избыток кремни , а затем все железо в виде сплава с алюминием и кремнием до тех пор, пока не останетс  в расплавленном виде только силумин.

При восстановлении глинозема углем в электрической печи с вольтовой ду (468)

гой получающийс  металлический алюминий может остатьс  в сфере реакции лишь в том случае, если он встретит при своем образовании достаточное количество расплавленного вещества, в котором он может растворитьс .

Таким веществом должен служить кремний, получающийс  восстановлением кремнезема силиката, служащего исходным материалом (глины, каолина). Опыт показал, что содержащегос  в такой породе количества кремни  недостаточно дл  св зывани  всего алюмини , вход щего в состав силиката, и что непосредственно, например, из каолина можно получить электротермическим путем лишь сплав, содержащий около алюмини  на кремни , дл  чего приходитс  добавл ть к шихте кремнезем . Такое добавление, однако, экономически крайне невыгодно, так как, хот  при этом в конечном результате и увеличиваетс  выход  вл ющегос  побочным продуктом кремни , но, во-первых, значительно усложн етс  весь процесс, и, во-вторых, увелнчиваетс  размер и мошность электрической печи на весовую единицу получающегос  алюмини  и врем  обработки каждой садки.

Предлагаемый способ имеет целью

yrip,ini;TN и м;.чи .игюси. (пцкиы iineК1 pnii-ciiiMJ iiiiKiiii ii.,i го:; 1аио11Л;.чие /j.oDai;on ::ro rojiiiecrBn кремнезема. Дл  , г:гпас1Г предл.ипемому способу, к iiitixi V псю и еИ И) силнхпа алюминил с: рпсс1итап:;ым дн  воссопоплсиич псе.ч его составных частей количестпом угл ; добавл етс  не кремнезем, н rnrcf.biH воссгаиоплениый кремний п т-)1.ом колгпестпе, чтобы общее количеп , ) добаплеиного и восстановленного и:) породы «ркмин  состапило, примерно, в сравигмми с количеством восстопсплемпого глпомннн , соситнл ющим 30% всею получающегос  сплава.

Так. например, п 260 в. ч., каолина содср;иитс-л около 56 ч. алюмини  и 54 ч. кремми , требующих дл  полного своего восстановлени  теоретически 84 ч.угл . К этому количеству по предлагаемому способу нужно добавить 77 ч. готового кремни . Тогда сплав, выпускаемый из печи, будет содержать .56 ч. алюмини  (..) и 131. ч. нсремпии (70V,i). (Все количества указаны здесь теоретические, бет учета естественных потерь, и непо тМОС1И реакции).

Если полученный таким обраЗом застыгчиий СПЛП13 снова расплавить и дать ему весьмп медленнб остУв&ть, то из нею «начале охлаждени  будет выдел тьс  кремний, содержащий н больiiioe количество алюмини  (около 2° о), и затем по мере охлаждени  сплава будет выдел тьс  кристаллизующийс  кремний, а если в породе Содержалось железо, то, начина  от некоторой температуры , и тройна  эвтект;ика кремний- железо -алюминий с 33% кремни , и при температуре 580-575 жидким остане1с  только силумин, т е. эвтектика алюмини  с 13,8 о кремни .

Из выделившихс  таким образом 120ч. чистого кремни , каким-либо образом, например, как указано было выше, отстаиванием при медленном охлаждении, отделенные от «ллумина 77 ч. могут пойти дл  добавки к следующей щихте,  вл  сь, таким образом, оборотным продуктом , а 43. ч. и составл ют побочный пролуКт, могущий найти себе применение в металлургии в чистом виде или же в йиде пысокопроцентного сплава с железом/(ферросилици ). Равным образом ценным дл  металлургии продуктом П1;кет служить и другой выдел юЩИЙС .1 при получении силумина сплав кремни  с железом и алюминием, относительное количество которого зависит or содержани  и елеза в исходном материале .

При медленном охлаждении расплавленного сплава, полученного при восстановлении , приходитс , однако,считатьс  с неудобствами, возникающими вслед- ствие высокого () содержани  в нем кремни , одно из которых заключаетс  в чрезвычайно высокой начальной температуре плавлени  сплава, особенно вследствие содержани  в нем карбидов, и трудности поддерживать ее продолжительное врем , именно в начале, когда выдел етс  больша  часть кремни . Во избежание этого по предлагаемому способу к сплаву добавл етс  некоторое количество полученного ранее силумина, причем дл  этого сперва плавктс  силумин, а затем в него вводитс  постепенно мелкими порци ми высококремнистый сплйв, который в нем раствор етс .

Полученна  таким образом смесь (примерно 50:50 ч. алюмини  и кремни ) обладает уже значительно более низкой тер}пературой плавлени . При ее медленном охлаждении твердые частицы выдел ющегос  кремни , вследствие своего меньшего удельйого веса, всплывают на поверхность и образуют твердую корку, защищающую расплавленную м.ассу от слишком быстрого охлаждени .

Если отстойный.резервуар, сделанный, например, из шамота, обладает достаточно толстыми стенками и значительной емкостью, то запаса тепла расплавленной массы достаточно дл  медленного охлаждени  в течение нескольких суток, за врем  которых кремний успеет выделитьс  из остающейс  жидкой массы.

После выделени  кремни  из сплава,, при медленном его остывании начинает выдел тьс  тройна  эвтектика кремний- железо-алюминий с ЗЗ/о кремни , температура плавлени  которой составвл ет 880. Это выделение продолжаетс  до температуры 580-575, .когда жидкой остаетс  только эвтектика алюмини  с 13,87о кремни . Так как наиболее не (желательной  вл етс  примесь к сплаву

i4.yi HWiJfi

железа, то целесообразно форсировать выделение этой эвтектики, пользу сь ее большим удельным весом и магнитными спойствами, дл  чего под днищем ванны помеи(1ютс  полюса сильных электромагнитов , включаемых той температуре сплава, когда кончаетс  выделение чистогб кремни  н начинаетс  выделение содержащей железо тройной эвтектики.

Предмет изобретени .

Claims (2)

1. Видоизменение способа по авторскому свидетельству № 28326, отличающеес  тем, что в шихту электрической печи нар ду с алюмосиликатом и углем ввод т некоторое количество элементарного кремни , Служащего в процессе

оборотным п| одуктом, с таким расчетом , чтобы весь восстанавливаемый алюминий мог остатьс  в растворенном состо нии в получающемс  при восстановлении шихты и добавленном кремнии, и затем из тройного сплава при медленном охлаждении выдел ют сначала избыток кремни , а затем-все железо в виде сплава с алюминием и кремнием до тех пор, пока не останетс  в расплавленном виде только силумин.

2. Видоизменение способа по п. 1, отличающеес  тем, что, с целью понижени  температуры плавлени  высококремнистого сплава и облегчени  условий выделени  кремни , в сплав ввод т некоторое количество силумина,  вл ю щегос  оборотным продуктом.