SU713928A1 - Способ приготовлени электролита дл получени алюмини - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к металлургии легких металлов и может быть использовано в производстве алюмини  электролизом криолитоглиноземных расплавов.

Современна  алюминиева  промыишенность основана на электролизе криолитоглиноземных расплавов.

Известные способы приготовлени  электролитов дл  получени  алюмини  включают предварительную раздельную стадию получени   скусственного криолита с последующим его сплавлением с компонентами электролита.

Известен способ приготовлени  электролита дл  получени  алюмини  электролизом криолигоглиноземиого расплава, включающий использование фторидов натри  и алюмини  (1). Способ осуществл ют совместным расплавлением предварительно полученных криолига, фторидов алюмини  и натри  в ваннах-матках или в электрической печи. Полученный элекгролиг заливают в ванну электролизера дл  получени  алюмини  и добавл ют глинозем.

Существенным недостатком такого способа  вл етс  его многостадийность.

Целью изобретени   вл етс  упрощение технологии процесса при приготовлении электролкта .

Цель достигаетс  тем, что в расплавленную эвтектику х/горида и фгорида нагри  при 700- 750°С добавл ют фгорида алюмини  и ведут элекфолиз, поддержива  темпера гуру вы . ше температурь начала кристаллизации расплава на 50-100° до получени  при 900-950° С криолитового отношени , отвечающего хиолигу, затем добавл ют фторид натри  до криолитового отнощени  2,6--2,8 и глинозем.

Отличитель ой особенностью прешшгаемого способа  вл етс  то, что дл  приготовле1ш  электролита криолит не требуетс , а используютс  фторидь натри  и алюмини  и хлорид натри . При этоь сохран етс  прин та  в промышленности технологическа  схема получени  фтористых солей н устран ютс  операции варки и сушки криолита.

Другое отличие заключаетс  в том, что в процессе приготовлени  электролита криолит накапливаетс  в расплаве в результате элск1 олиза с одновременным получением алюмини 

371

на катоде. На аноде выдел етс  хлор, встедствне чего электролит обогащаетс  ионами фтора и повышаетс  криолитовое отношение,

Благодар  взаимодействию фторида алюмини  (А1Рз) с расплавленной смесью хлорид натри  - фторид натри  (NaCt-NaF) фторвд алюмини  прочно удерживаетс  в расплаве. Температура начала кристаллизации исходной расплавленной смеси NaCi-WaFj,,. j -AH-j (SO53% ) составл ет 650-660° С. Растворение фторида алюмини  в расплавленной эвтектике IMaCl- NaF провод т при 700-750 С; при этом же miтервале температур начинают вести электролиз. При электролизе расплав обогащаетс  ионами фтора, что приводит к усиле шю комплексообразовани  между фторидом натри  и фторидом алюмини  и позвол ет по мере электролиза повышать температуру до 950°С без улетучивани  фторида ал1оми1ш  из расплава. Плотность катодного и анодного тока 0,1-0,5 А/см. Готовый электролит содер шт остаточное количество хлорида 5-10%, который в аракгаке современной алюминиевой промышленности используют в качестве полезной добавки, снижающей температуру начала кристалпизагщи бфиолитоглиноземного расплава и повышающей его электропроводность, что способствует повышению выхода по току алгомкни . Фторид натри  до криолитового отношени  2,6-2,8 и окис алюминир (i-8%) раствор ют без затруднений.

Эпектроли можно приготовить в ванне дл  получени  алюмини , При этом сохран ютс  вез особенности пускового период;: ванны, за исключением температурного режима электролиза ка стадии приготовлени51 злекаролита. 11звес:ь но, что во врем  пуска алюминиевых ваш рекомендуетс  поддерхшвать температуру около 1000 ,С во избежание разрушени  угольных катодных блоков. С понижением температуры усиливаетс  взаимодействие натри , ъы/кимогиегос  на катоде (подине). с углеродом, что вь зывает разрыхление зглеро л-тст-о материала катода. Однако в предлагаемом способе приготовлени  электролита при электролизе расплава WaCf-NaF-А1Рз натрий не Быдел етс  вс с стие повышенного содержани  А1Рз и NaCi в электролите. После проведени  стадии электролиза с накоплением криолита в расплаве, коррекшровки электролита по фториду натри  и добавлени  окиси апюмики  гтусковой период : ванны ничем не отличаете.: от прин того в промышленности.

Использование предлагаемого способа приго1товлени  электролита дл  получени  алюмини  обеспечивает по сравнению с известными способарди устранение операции приготовлени  (варки ) и сушки криолита.

Примеры. В лабораторных услови х провод т опыты по электролизу расплавов NaCi- fSiaF (эвт)-AlFs (50-53%). Результаты сведены В таблицу.

S

3 S  

33 ж S о,

in

00

Г-«л

OS

rTJ1Л

00

п

(1

1Л

00

оС

OS

f п

о -

°Я, t

VO о

so

Os

«л

ОО

ю -

1у-1/

So 1Л

OSOS

So о г- ОО

. .;

i

7 , . .7139288

Claims (1)

1. Как видно из таблицы, пре лагаемьзй способФормула изобретени 

   позвол ет из исходного расплава NaC -WaF-ASF.Способ приготовлени  злектролИта дл  по (50-53%) получить расплав NaCI-NaF-AlFj.jgYi лучени  алюмини  из криолнтогликоземного рае криолитовым отношением не мене;е 5/3, огвэ- «тдава, включающий использование фторидов чающим хиолигу, при высокой скороста про- s - атри  и алюмини  с добавлением глинозема, цесса (примеры i и 2).огличающийс  тем, что, с целью упрощеИзменение предельных значений (держани л ют 50-53% фторида .алюмини  и ведут элек (фторида. алюмини  в исходном расгшавс при- «Q тг .лиз, поддерживай температуру вьгае темпеводит либо к высокому содержанию лоридаратуры начала кристшшизации расплава на 50натри  3 получаемом электролите (более 10%)100°С до получени  при 900-950°С криолито (пример 3), либо к Бьщелению натри  (при-вого отношени , отвечающего хиолиту, затем

   мер 4). Повышение начальной температзфь злек- добавл ют фторид натри  до криолиговото оттролиза приводит к испарению фторкд,а алюми- iS решени  2,6-2,8 и глинозем. им  из расплава. Нижний предел этой темпера-.Источники информации,

   туры определ етс  температурой Ш1;шлеш   сме-прин тые во внимание при.экспертизе

   си NaCt--NaF,3Q,.i (50-53%). Конечна 1. Справочник металлурга по металтем ература электролиза определ етс  рабочейлам. Производство алюмини . М.;Металлурги 

   температурой промышленного электролиза.26. 1974, с. 263.

   ни  тех шлогии, в расплавленную эвтектику хлорида и фторида штри  при ТОО-ТЗО С добав