Электролит для получения магниевокальциевых сплавов

 

СОЮЗ ССНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСтИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51}4 С 25 С 3 Зб

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2!) 3873261/22-02 (22) 20.03.85 (46} 23.09.86. Бюл. Р 35 (71) Московский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов (72) В,H. Проценко, В.Я. Абрамов, A.И. Иванов, 1О.М. Рябухин, В.Н. Девяткин, И.В. Забелин и И.А. Баранник (53) 669.721.372(088.8) (56) Родякин В.В. Кальций, его соединения и сплавы. М.: Металлургия, 1867, с. 157. . Авторское снидетельство СССР

- Ф 417533, кл. С 25 С 3/02, 1974. (54)(57) 1. ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

МА1 НИЕВО-КАЛЬЦИЕВЫХ СПЛАВОВ, содержащий хлорид и оксид кальция, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения процесса и снижения себестоимости сплава, он дополнительно содержит оксид магния при следующем содержании компонентов, мас.%:

„Л0„, 258885 А I

Оксид магния 1 — 10

Оксид кальция 1-5

Хлорид кальция Остальное

2. Электролит по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью снижения температуры электролиза, он дополнительно содержит хлорид кальция при следующем содержании компонентов, мас.X:

Оксид магния 1 — 10

Оксид кальция 1-5

Хлорид калия 15-18

Хлорид кальция Остальное

3. Электролит по и, 1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью снижения температуры электролиза, он дополнительно содержит фторид кальция при следующем содержании компонентов, мас.X:

Оксид магния 1-10

Оксид кальция 1-5

Фтора кальция 12-14

Хлорид кальция Остальное

85 2 да на аноде. Если концентрация оксида кальция больше 5%, то увеличивается вязкость элеКтролита, что снижает выход сплава по току. Кроме того, снижается электропроводность расплава и повышается напряжение на электролизере.

При содержании хлорида калия в электролите менее 15 или более 18% увеличивается температура плавления электролита, возрастает вязкость и снижается электропроводиость расплава. 3то приводит к снижению выхода сплава по току и к повышению напряжения на электролизере. При содержании фторида кальция в электролите менее

12 или более 14% также увеличивается температура плавления электролита, снижается выход сплава по току и возрастает напряжение на электролизере.

Электролит для получения магниевокальциевых сплавов используют следующим образом.

В электролизер загрукают и расплавляют электролит одного из следующих составов, мас.%: 1. МчО 1-10;

1-5 СаО; СаС1 остальное. 2. KCf 1518; СаО 1-5; МдО 1-10, СаСС остальное. 3. СаУ 12-14; СаО 1-5;

I4g0 l-l0, СаС1 остальное. Доводят температуру до рабочего интервала (715-1000 С). В электролит погружают анод и катод в виде вертикальных пластин. Подключают источник постоянного тока и периодически или непрерывно производят загрузку сыпучей шихты в электролизер. Шихта представляет собой смесь оксидов магния и кальция. По мере наработки сплава на поверхности электролита его выбирают.

В табл. 1 приведены экспериментальные данные зависимости выхода сплава по току напряжения на электролиэере и состава получаемого сплава от концентрации оксидов кальция и магния в электролите при температуре процесса 800 С.

4 12588

Изобретение относится к электрометаллургии легких металлов и может быть использовано при электролитическом получении магниево-кальциевых сплавов из оксидного сырья. 5

Цель изобретения .— упрощение процесса и снижение себестоимости сплава, а также снижение температуры электролиза.

Сущность изобретения состоит в 10 том, что электролит дополнительно содержит оксид магния при следующем содержании компонентов, мас.X:

Оксид магния 1 — 10

Оксид кальция l-5 IS

Хлорид кальция Остальное

С целью снижения температуры электролиза электролит дополнительно содержит хлорид калия при следующем содержании компонентов, мас.%: 20

Хлорид калия 15-18

Оксид магния 1 — 10

Оксид кальция 1-5

Хлорид кальция Остальное

С целью снижения температуры элек- 25 тролиза электролит дополнительно содержит фторид кальция при следующем содержании компонентов, мас.%:

Фторид кальция 12-14

Оксид магния 1.-10

Оксид кальция 1-5

Хлорид кальция Остальное

Пределы изменения концентрации компонентов в электролите лимитируются следующим. Если концентрация окси- 35 да магния в электролител меньше 1%, то увеличиваются потери кальцая, что снижает выход сплава по току. Если концентрация оксида магния больше

10%, то увеличивается вязкость элект- 4О ролита, что.также снижает выход сплава по току. Кроме того, снижается электропроводность электролита и воз" растает напряжение на электролизере, а следовательно, уменьшается выход по 4> энергии. Если концентрация оксида кальция в электролите меньше IX, то возрастает напряжение на электролизере вследствие разряда.анионов хлори1258885

Таб"".ица) 2 Содержание кальВыход сплава по

Напряжение на электролизере, В

MgO ция в сплаве, . мас.Х току, Ж

38,0

Осталь- 72 4,6 ное

0,7

25,1

80 4,6

88 . 47

1,0

4,0

S,3

84 4,9

1,2

10,0

1,0

l2,0

2,0

4,0

0,5

4,3

4,0

l,0

4,0

25,0

5,0

29,0

6,0 4,0

Таблица 2

Содержание кальНапряжение на электролизере, В

Выход сплава по току, Х

Содержа" ние хларида калия в цня s магниевокальциевом сплаве, мас.X электролите, мас.Х

25,1

79,4, 8

85 50

19,3

20,8

89 5,0

84 5,0

78 4,9

16

22,1

45 18

24,0

Содержание компонентов, мас.

СаО СаСЕ

Данные, приведенные в табл. 1, показывают, что выход сплава по току

30 более 80Х при напряжении на электро.лизере не более 5,2 В достигается при содержании в электролите 1-10 мас,X

MgO u 1-5 мас.Х СаО, причем предпочтительные концентрации MgO 4,0Х; 35

СаО 2,0Х, СаС1 остальное. В данном электролите можно осуществлять процесс электролиза при температуре не ниже 770 С.

С целью осуществления процесса при более низкой температуре (до

715 С) к указанному электролиту первого состава добавляют хлорид калия или фторнд кальция.

В табл. 2 приведены экспериментальные данные зависимости выхода сплава по току, напряжения на электролнзере и состава сплава от концент-50 рации хлорнда калия в электролите нри предпочтительных концентрациях оксида магния 4,0 мас.Х и оксида кальция 2,0 мас.Х, СаС остальное.

Температура процесса электролиза

7)5 С, что на 55-85 ниже, чем прн использовании первого состава электролита.

79 5;О

82 5,4

84 5,2

82 4,9

77 4,9

В табл, 3 приведены экспериментальные данные зависимости выхода сплава по тону, напряжение на электролнзере и состава сплава от концентрации фторида кальция в электролите прн предпочтительных концентрациях оксида магния 4,0 мас.% и оксида кальция 2,0 мас.Х, СаС1 остальное.

Температура процесса электролиза

715 С, что на 55-85 ниже, чем при

Ф. 1 258885 использовании первого состава электролита.

ДаниыЕ, приведеннйе в табл. 2 и 3

H показывают, что применение электролита с добавкой хлорида калия или

4торида кальция позволяет осуществлять электролиз при 715 С, что на

55-85 ниже, чем при применении ь . р м . электролита без добавок. Выход сплава по току при этом более SOX, напря- 1п 14 жение не вьппе 5,0 В.

Таблица 3 15. б

Продолжение табл. 3

Напряжение на электролиэере, В

Содержание кальВыход. сплава по току, Ж ция в магниевокальцие" вом силаве, мас.й

4,9

5,0

18,4

12.5,0

15,0

Составитель В. Бадовскнй.

Редактор А. Козориз Техред Л.Сердюкова Корректор А. Тяско

Заказ 5091/28 Тираж б15 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Н, 4

Содержание Фто" рида кальция в элект-. ролите, мас.й, Данные,, полученные при эксперимен« тальиых исследованиях, подтвеРждают достижение положйтельного эффекта при использовании предлагаемого электролита для получения магниевокальциевых сплавов, Использование предлагаемого электролита для полученйя магниево-кальциевых сплавов позволит снизить себестоимость l т сплава на 100150 руб, только лишь за счет исполь25 зования оксида магния вместо металлического магния.