SU918336A1 - Electrolyte for producing aluminium-silicon alloys - Google Patents

Electrolyte for producing aluminium-silicon alloys Download PDF

Info

Publication number
SU918336A1
SU918336A1 SU782582163A SU2582163A SU918336A1 SU 918336 A1 SU918336 A1 SU 918336A1 SU 782582163 A SU782582163 A SU 782582163A SU 2582163 A SU2582163 A SU 2582163A SU 918336 A1 SU918336 A1 SU 918336A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
fluoride
electrolyte
aluminum
lithium
alumina
Prior art date
Application number
SU782582163A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Нина Ивановна Ануфриева
Зинаида Николаевна Балашова
Любовь Сергеевна Баранова
Галина Михайловна Бушина
Игорь Валентинович Иванов
Виктор Парфенович Кадричев
Александр Ильич Махлин
Николай Иванович Павлов
Анатолий Григорьевич Скрипник
Владимир Васильевич Тимофеев
Original Assignee
Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Алюминиевой,Магниевой И Электродной Промышленности
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Алюминиевой,Магниевой И Электродной Промышленности filed Critical Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Алюминиевой,Магниевой И Электродной Промышленности
Priority to SU782582163A priority Critical patent/SU918336A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU918336A1 publication Critical patent/SU918336A1/en

Links

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Description

I. : . - .:. Изобретение относитс  к электроли тическому получению алюмини  и его . сплавов из криолитоглиноземных расплавов . Известен криолитоглиноземный - , электролит дл  получени  алюмини1ввокремниевых сплавов следующего состава , мас.: AtaO-b 3,5-8,0; SiO, 1, ,0; леГз 8,0-25,0; - осталь Недостаткам данного электролита  вл етс  повышенна  летучесть и пониженна  электропроводность его .при высоком содержании фтористого алюмини . Большое количество SiO также способствует снижению электропроводности и повышению в зкости электроли та. Известны криолитоглиноземные электролиты с добавками NaC6 дл  получени  алюмини  К.О. 2,2-3,2; CaFj 6-9% и NaCe 4-9% и алюминиево-кремниевых сплавов (NaCE до 18) 2j. Недостатком этого электролита  вл етс  повышенна  летучесть и пониженна  электропроводность его при низких криолитовых отношени х: повышенное содержание ионов натри  в электролите при высоких,криолитовых отношени х и высоких содержани х NaCE, что приводит к увеличению содержани  натри  в металле и снижению срока службы катода (электролизера). Известен также криолитоглиноземный электролит дл  получени  алюминиевокремниевых сплавов с добавками KF от 15 до «О вес.% З. , Основной недостаток такого электролита - высокое содержание KF, который отрицательно вли ет на углеродистую подину электролизера, что снижает срок его службы. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  следующий состав электролита дл  получени  алюминиево-кремниевых сплавов, мае.;: AEP-j 39,1«5; NaF 52,8-58,7; АЕаО 0,3-3,5; SiOI.:. -.:. This invention relates to the electrolytic production of aluminum and its. alloys from cryolite-alumina melts. A cryolite-alumina -, electrolyte is known for producing aluminum – silicon-silicon alloys of the following composition, wt .: AtaO-b 3.5–8.0; SiO, 1,, 0; LEG 8.0-25.0; - The rest The disadvantages of this electrolyte are increased volatility and low electrical conductivity of it. with a high content of aluminum fluoride. A large amount of SiO also contributes to a decrease in electrical conductivity and an increase in the viscosity of the electrolyte. Cryolite-alumina electrolytes are known with NaC6 additives to produce aluminum O. 2.2-3.2; CaFj 6–9% and NaCe 4–9% and aluminum-silicon alloys (NaCE up to 18) 2j. The disadvantage of this electrolyte is its increased volatility and its reduced electrical conductivity at low cryolite ratios: an increased content of sodium ions in the electrolyte at high cryolite ratios and high NaCE contents, which leads to an increase in the sodium content in the metal and a decrease in the service life of the cathode (electrolyzer ). A cryolite-alumina electrolyte is also known for producing aluminum-silicon alloys with KF additives ranging from 15 to about 0 wt.% Z. The main disadvantage of such an electrolyte is a high content of KF, which negatively affects the carbon hearth of the electrolyzer, which reduces its service life. The closest to the present invention is the following electrolyte composition for producing aluminum-silicon alloys, May.: AEP-j 39.1 "5; NaF 52.8-58.7; AEaO 0.3-3.5; Sio

0,2+-0,38, Оксид кремни  поступает в электролит или с высококрёмнистым глиноземом, или из отходов, например с илу ми новых шлаков .kj.0.2 + -0.38, Silicon oxide enters the electrolyte either with high-siliceous alumina or from waste, for example, with new slag .kj.

Недостатком известного электролита  вл етс  повышенное сопротивление электролита за счет содержани  в нем оксидов, что приводит к повышенному расходу электроэнергии, по вышенной температуре электролита и, в результате, к снижению выхода по току и повышенному расходу фтористых солей.A disadvantage of the known electrolyte is the increased resistance of the electrolyte due to the content of oxides in it, which leads to an increased consumption of electricity, an elevated temperature of the electrolyte and, as a result, to a decrease in current efficiency and increased consumption of fluoride salts.

Цель изобретени  - улучшение технико-экономических показателей элект ролиза (сокращение расхода электроэнергии , фтористых солей и глинозема повышение выхода по току, снижение сбестоимости получаемого сплава) за . счет улучшени  физико-химических свойств электролита (увеличение элекропроводности , снижение температуры плавлени  электролита и др.) и применение более дешевого литийсодержащего сырь .The purpose of the invention is to improve the technical and economic indicators of electrolysis (reduction of electricity consumption, fluoride salts and alumina increase in current efficiency, reduction in the cost of the resulting alloy) for. by improving the physicochemical properties of the electrolyte (an increase in the electrical conductivity, a decrease in the melting point of the electrolyte, etc.) and the use of cheaper lithium-containing raw materials.

.Поставленна  цель достигаетс  тем что электролит дл  получени  алюминиево-кремниевых сплавов, содержащий фтористый натрий, фтористый алюминий оксид алюмини  и оксид кремни , дополнительно содержит фтористый кальций , фтористый магний, фтористый Ka- ЛИЙ, фтористый литий и литийсодержащий концентрат при следующем соотношении компонентов, масД: Фтористый алюминий 29-37 Фтористый кальций 1-7 Фтористый магний 5 Фтористый калий О, Фтористый литий 1-5 Оксид алюмини  0,5-7 Оксид кремни  0,1-0,5 Литийсодержащий концентрат Q,01-1 Фтористый натрий Остальное, при этом молекул рное отношение фтористого натри  к фтористому алюминию составл ет от 2,6 до 3,.The goal is achieved by the fact that the electrolyte for producing aluminum-silicon alloys containing sodium fluoride, aluminum fluoride, aluminum oxide and silicon oxide, additionally contains calcium fluoride, magnesium fluoride, lithium fluoride, fluoride and lithium-containing concentrate in the following ratio of components, masd : Aluminum fluoride 29-37 Calcium fluoride 1-7 Magnesium fluoride 5 Potassium fluoride Oh, Lithium fluoride 1-5 Aluminum oxide 0.5-7 Silicon oxide 0.1-0.5 Lithium-containing concentrate Q, 01-1 Sodium fluoride Balance the molecular ratio of sodium fluoride to aluminum fluoride is between 2.6 and 3 ,.

Литийсодержащйе концентраты (сподуменовый , лепидолитовый, мусковитовый , петалитовый, слюд ной и др.) имеют следующее содержание основных компонентов, масД: 1-8; SiOj 35-60; КО 0,5-10; 15-30; F 0,5-10.Lithium containing concentrates (spodumenic, lepidolite, muscovite, petalitic, mica, etc.) have the following content of main components, masD: 1-8; SiOj 35-60; KO 0,5-10; 15-30; F 0.5-10.

В качестве лктийсодержащего сырь  могут быть использованы непосредственно минералы (сподумен, петалит и другие) или их смесь.Minerals (spodumene, petalite, etc.) or their mixtures can be used as lactitic raw materials.

Введение в электролит от 0,01 до 1 масД литийсодержащего концентрата обусловлено следующим: при загрузке концентрата менее 0,01% снижаетс  положительный э ффект применени  соединений лити , так как не удаетс  поддерживать требуемую концентрацию фтористого лити ; при загрузке более 1% резко повышаетс  сопротивление электролита за счет большого количества оксидов .The introduction of lithium-containing concentrate into the electrolyte from 0.01 to 1 mPD is due to the following: when the concentrate is loaded less than 0.01%, the positive effect of using lithium compounds decreases, since it is not possible to maintain the required concentration of lithium fluoride; when loading more than 1%, the resistance of the electrolyte increases dramatically due to the large amount of oxides.

В процессе электролиза глинозема и литийсодержащего концентрата, растворенных в электролите, состо щем из фторидов натри , алюмини ,«кальци , . магни  и лити , на катоде выдел етс  жидкий сплав алюмини  с кремнием, содержащий Si 0,2-5. Загрузка литийсодержащего концентрата в электролит может производитьс  непрерывно, полунепрерывно или периодически; вместе с глиноземом или с фтористыми сол ми ли отдельно; на корку электррлита или непосредственно в расплав. В результате взаимодействи  оксидов с компонентами электролита образуетс  активный глинозем () который лучше раствор етс  в электролите. Корректировка электролита по криолитовому отношению производитс  криолитом , фтористым алюминием или фтористым натрием. Загрузка добавок (CaF, MgF/j., MgO и другие) производитс  периодически. При большом их поступлении с концентратом в виде прийесей (СаО, MgO) загрузка добавок вообще не производитс . Дл  создани  первоначальной требуемой концентрации литий может быть введен в электролит в виде чистых солей (фторида, карбоната, алюмината) или в виде литийсодержащего концентрата. Дл  компенсации потерь лити  при электролизе и введени  кремнезема, а также частично оксида алюмини  в электролит вводитс  литийсодержащий концентрат в количестве 0,01-1 мас.%.In the process of electrolysis of alumina and lithium-containing concentrate dissolved in an electrolyte consisting of sodium fluoride, aluminum, calcium,. magnesium and lithium; liquid aluminum-silicon alloy containing Si 0.2–5 is released on the cathode. The lithium-containing concentrate may be loaded into the electrolyte continuously, semi-continuously or periodically; together with alumina or with fluoride salts separately; on the crust of the electrolyte or directly into the melt. As a result of the interaction of the oxides with the components of the electrolyte, active alumina () is formed which is better dissolved in the electrolyte. Correction of electrolyte by cryolite ratio is made by cryolite, aluminum fluoride or sodium fluoride. Additives (CaF, MgF / j., MgO and others) are loaded periodically. With their large supply with concentrate in the form of priyesy (CaO, MgO), the loading of additives is not performed at all. To create the initial desired concentration, lithium can be introduced into the electrolyte in the form of pure salts (fluoride, carbonate, aluminate) or in the form of a lithium-containing concentrate. To compensate for the loss of lithium during electrolysis and the introduction of silica, as well as partially alumina, a lithium-containing concentrate is added to the electrolyte in an amount of 0.01-1 wt.%.

Некоторые составы предлагаемого электролита и их свойства приведеныSome compositions of the proposed electrolyte and their properties are given

э таблице.e table.

Примеси (Na О, CaO, TiO , MgO, Mho, Fe 0 и другие)Impurities (Na O, CaO, TiO, MgO, Mho, Fe 0 and others)

Содержание Si в сплаве, масДSi content in the alloy, mas

Изменение свойств предлагаемого электролита относительно известнс)гоChanges in the properties of the proposed electrolyte relative to limestone

Снижение температуры началаLower start temperature

16,5 17,516.5 17.5

13,513.5

1717

0,6 0,60.6 0.6

5,05.0

0,2 1,00.2 1.0

Так, при использовании дл  электролиза электролита с криолитовым отношением 2,7 известного состава, м.ас.%: дер NaF 56; SiO 0,3, температура процесса составл ет 970-980°С, напр жение ,65 В, расход глинозема 1930 кг/т АК, расход фтористых солей 32 кг (в пересчете на фтор) на тонну алюмини .So, when used for electrolysis electrolyte with a cryolite ratio of 2.7 of known composition, m.s.%: der NaF 56; SiO 0.3, process temperature is 970-980 ° C, voltage 65 V, alumina consumption 1930 kg / t AK, fluoride salt consumption 32 kg (in terms of fluorine) per ton of aluminum.

Claims (3)

При применении электролита с криолитовым отношением 3,2 предлагаемого состава, масД: NaF 52,7 32,9; CaFi 2,5; MgFi 3,5; LiF i; KF 1; AEp, 3; Si02.0,2, a также Q.,2% литийсодержащего концентрата температура процесса снижаетс  на (при снижении температуры начала кристаллизации на ), среднее напр жение ,S В, расход глинозема составл ет 1880 кг/т Ав (т.е. ниже tia 50 кг), расход фтористых солей умень шаетс  на 2,5 кг фтора на тонну алюмини . Кроме того, предлагаемый электролит способствует образованию акти1Вного глинозема (5-10% от загрзокаемого глинозема), что также приводит к сни жению рабочего напр жени ; снижаютс  затраты и на литиевое сырье на 20%, все это способствует улучшению технико-экономических показателей и сни жению себестоимости получаемого спла ва. :.-..,. . Формула изобретени  Электролит дл  получени  алюминиево-кремниевых сплавов, содержаор й фтористый натрий, фтористый алюминий оксид алюмини  и оксид кремни , от личаю щ и и с   тем, что, с целью улучшени  технико-экономичес9 ких показателей электролиза, электролит дополнительно содержит фтористый кальций, фтористый магний, фтористый калий, фтористый литий и литийсодержащий концентрат при следующем соотношении компонентов, мас.: Фтористый алюминий 29-37 Фтористый кальций 1-7 фтористый магний 1-5 Фтористый калий 0,5-6 . Фтористый литий 1-5 Оксид алюмини  0,5-7 Оксид кремни  О,1-0,5 Литийсодержащий концентрат 0,01-1 Фтористый натрий Остальное при этом молекул рное отношение фтористого натри  к фтористому алюминию составл ет от 2,6 до 3,. Источники информации, прин тые во внимание при экспертиз 1.Авторское свидетельство СССР If A9172t, кл. С 25 С 3/36, 1973. When using an electrolyte with a cryolite ratio of 3.2 of the proposed composition, masd: NaF 52.7 32.9; CaFi 2.5; MgFi 3.5; LiF i; KF 1; AEp, 3; Si02.0.2, and also Q., 2% of lithium-containing concentrate, the process temperature decreases by (with a decrease in the temperature of the onset of crystallization on), the average voltage, S B, the consumption of alumina is 1880 kg / t AB (i.e., lower tia 50 kg), the consumption of fluoride salts is reduced by 2.5 kg of fluorine per ton of aluminum. In addition, the proposed electrolyte contributes to the formation of active alumina (5-10% of the alumina being contaminated), which also leads to a decrease in the operating voltage; the cost of lithium raw materials is also reduced by 20%, all this contributes to the improvement of technical and economic indicators and the reduction of the cost of the resulting alloy. : .- ..,. . Electrolyte for aluminum-silicon alloys containing sodium fluoride, aluminum fluoride, aluminum oxide and silicon oxide, which is also due to the fact that, in order to improve the technical and economic performance of electrolysis, the electrolyte also contains calcium fluoride, fluoride. magnesium, potassium fluoride, lithium fluoride and lithium-containing concentrate in the following ratio, wt .: Aluminum fluoride 29-37 Calcium fluoride 1-7 magnesium fluoride 1-5 Potassium fluoride 0.5-6. Lithium fluoride 1-5 Aluminum oxide 0.5-7 Silicon oxide O, 1-0.5 Lithium-containing concentrate 0.01-1 Sodium fluoride The remaining molecular ratio of sodium fluoride to aluminum fluoride is 2.6 to 3, . Sources of information taken into account in the examination 1. The author's certificate of the USSR If A9172t, cl. C 25 C 3/36, 1973. 2.Патент США № , кл. , опублик. 1957. 2. US Patent No., cl. publish 1957. 3.Авторское свидетельство СССР Н , кл. С 25 С 3/36, 197. if. Авторское свидетельство СССР , кл.. С 25 С 3/3б, 1976.3. Authors certificate of the USSR N, cl. C 25 C 3/36, 197. if. USSR author's certificate, class .. C 25 C 3 / 3b, 1976.
SU782582163A 1978-02-20 1978-02-20 Electrolyte for producing aluminium-silicon alloys SU918336A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782582163A SU918336A1 (en) 1978-02-20 1978-02-20 Electrolyte for producing aluminium-silicon alloys

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782582163A SU918336A1 (en) 1978-02-20 1978-02-20 Electrolyte for producing aluminium-silicon alloys

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU918336A1 true SU918336A1 (en) 1982-04-07

Family

ID=20749974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782582163A SU918336A1 (en) 1978-02-20 1978-02-20 Electrolyte for producing aluminium-silicon alloys

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU918336A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1037621C (en) * 1994-09-28 1998-03-04 郑州轻金属研究院 Aluminium, silicon and titanium multielement alloy produced by electrolytic process
CN102817044A (en) * 2012-07-27 2012-12-12 中国铝业股份有限公司 Aluminium electrolyte and using method thereof
CN116425184A (en) * 2023-05-23 2023-07-14 中铝郑州有色金属研究院有限公司 Method for reducing aluminum fluoride consumption in aluminum electrolysis

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1037621C (en) * 1994-09-28 1998-03-04 郑州轻金属研究院 Aluminium, silicon and titanium multielement alloy produced by electrolytic process
CN102817044A (en) * 2012-07-27 2012-12-12 中国铝业股份有限公司 Aluminium electrolyte and using method thereof
CN116425184A (en) * 2023-05-23 2023-07-14 中铝郑州有色金属研究院有限公司 Method for reducing aluminum fluoride consumption in aluminum electrolysis

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5378325A (en) Process for low temperature electrolysis of metals in a chloride salt bath
CN105473766B (en) For obtaining the electrolyte of melt using aluminium electroloysis device
US3294656A (en) Method of producing aluminium
CN101255574A (en) Potassium salt system electrolyte for aluminium electrolysis
SU918336A1 (en) Electrolyte for producing aluminium-silicon alloys
RU2203337C1 (en) Flux for aluminum and its alloys
CN103603014A (en) Electrolytic aluminum production method taking elpasolite as supplemental system
CN102817044A (en) Aluminium electrolyte and using method thereof
CN102703932B (en) Electrolyte replenishment system in aluminum electrolysis process and preparation method thereof
US20240141529A1 (en) Method for producing metal aluminum by molten salt electrolysis of aluminum oxide
US4135994A (en) Process for electrolytically producing aluminum
US2829092A (en) Electrolytic process for the manufacture of aluminum alloys
RU2288977C1 (en) Electrolyte for production of aluminum
RU2276701C1 (en) Electrolyte for production of aluminum (versions)
CN115849419B (en) Production method of fluorine-carrying alumina and application of fluorine-carrying alumina produced by production method
US2915443A (en) Electrolyte for aluminum reduction
CN105803490A (en) Electrolyte composition used for aluminum electrolysis
US5114545A (en) Electrolyte chemistry for improved performance in modern industrial alumina reduction cells
RU2266986C1 (en) Electrolyte for aluminum production
US3518172A (en) Process for the electrolysis of aluminum chloride
SU631559A1 (en) Correcting additive to electrolyte for obtaining aluminium
RU2023131641A (en) METHOD FOR PRODUCING METAL ALUMINUM AND POLYSILICON FROM AN ENVIRONMENT WITH HIGH SILICON AND ALUMINUM CONTENT
SU486076A1 (en) Electrolyte for producing alumina-silicon alloys by ion-melt electrolysis
CA1114769A (en) Process for electrolytically producing aluminum
RU2009273C1 (en) Method for production of aluminium from anorthosites