Способ переработки лома литийсодержащего алюминиевого сплава

 

союз советских социАлистических

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБР ЕТЕ НИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21} 4816156/02 (22) 04,12.89 (46) 23.02.92. Бюл. М 7 (71) Красноярский институт цветных металлов (72) В.B.ÁóðíàêèH, Е.А.Панков, В.А,Блинов, П,B,Поляков, M.Ï. Боргоя ко в, С.А, Панова и В.В:Зырянов (53) 669.715.018(088.8) (56) Лебедев В.А. и др. Исследование электрохимического извлечения лития иэ отходов . алюминиево-литиевых сплавов.

Технология легких сплавов, 1987, М 5, с.

15-18. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЛОМА ЛИТИЙСОДЕРЖАЩЕГО АЛЮМИНИЕВОГО

СПЛАВА

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к переработке отходов производства изделий из сплавов алюминия, содержащих литий.

В настоящее время для переработки отходов из алюминиевых сплавов наиболее широко используются следующие схемы; очистка от влаги и масел путем отмывки отходов с последующей сушкой или просто высокотемпературная сушка (400-500 С) с . последующей расшихтовкой полученного продукта или предварительной его переплавкой с последующей расшихтовкой (отчет по теме: "Разработка вакуумной технологии переработки отходов алюминиевых сплавов. гк Гос. рег. 01860078459, Красноярск, КИЦМ, 1980, с. 70).

Недостатками. схем являются их многостадийность и невозможность их использования для - переработки отходов, содержащих литий, вследствие его потерь.. Ж 1713958 А1

I (я)э С 22 В 7/00, С 25 С 3/32 (Ь7) Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к переработке отходов производства иэделий из сплавов алюминия, содержащих литий.

Цель изобретения — повышение качества лигатуры за счет снижения содержания в ней водорода, Поставленная цель достигается за счет использования для расплавления лома электролита из. негигроскопичной смеси фторида лития (5-50 мас.%) и фторида бария (50-95 мас,%) и промежуточного биполярного электрода из тяжелого металла или его сплава для катодного осаждения лития. 1 табл, Известен также способ, по которому просушенный лом расплачляется в расплаве хлорида лития или его смеси с фторидом, лития с последующим анодным растворением из него лития и его катодным осаждением на алюминии с получением Д соответствующего сплава . а В

Основным недостатком способа являет- ( ся получение сплава с высоким содержанием водорода вследствие высокой гигроскопичности используемых электролитов, m . Целью изобретения является повышение качества получаемого продукта.

Указанная цель достигается тем, что в а способе переработки лома литийсодержащего алюминиевого сплава, включающем сушку лома, его расплавление в расплаве, содержащем соль лития, анодное растворение лития из сплава и его катодное восстановление на алюминии с получением лигатуры алюминий — литий, в качестве рас1713958 плава соли лития используют смесь, содержвщую 5-50 мес,$ фторидв лития и 50-96 мас. (, фторида бария, после аноднога ðàñтворения лития проводят его катодное осаждение на промежуточном биполярном жидком электроде из тяжелого. металла (свинец) или его сплава с последующим анодным растворением лития из сплава тяжелый металл — литий и катодным осаждением лития на алюминии.

Преимущества предлагаемого способа заключаются в использовании негигроскапичных солей в качестве электролита; а также использовании промежуточного биполярного электрода, позволяющего произвести очистку исходного сырья от водорода, что в совокупности приводит к резкому снижению концентрации. водорода в конечном продукте, Опыты показывают, чта дан.ная технология позволяет снизить его концентрацию в получаемой лигатуре с 300700 до 10-20 см /100 г сплава, По известному способу не удается получить лигатуру алюминий — литий (10-20 мас,g лития) с содержанием водорода менее 100 см /100 з г сплава.

Проведенный патентный поиск по мате. риалам СССР и других стран . США, Франция, Япония, Англия. Канада, показывает, что предлагаемый способ переработки отходов, содержащих литий, не имеет аналогов и, следовательно. отвечает критериям:

"существенные отличия" и "новизна".

Солевая система фторидов лития и бария была выбрана на основании двух факторов: низкой гигроскопичности расплавав этой системы. что обеспечивает получение конечного продукта с низким содержанием водорода, и необходимости иметь расплав с плотностью выше плотности перерабатываемых отходов и конечного продукта. При концентрации фторида бария меньше нижнего предела разность плотностей электролита и металла мала и может стать отрицательной величиной, что приводит к замыканию катодного и анодного металлов и в свою очередь к загрязнению конечного продукта примесями, содержащимися в металле биполярного электрода. При концентрации фторида бария больше верхнего предела возрастает вероятность загрязнения конечного продукта барием, что также нежелательно. Данные по влиянию состава электролита на качество конечного продукта приведены в таблице. г

Процесс осуществляется в электролизере, шахта которого разделена вертикальной перегородкой на две части, электрически соединяющиеся между собой слоем жидкоto тяжелого металла (например, свинца), служащего биполярным электродом и л.)ni того на подину. В одном отделении помещены угольные аноды и в него производится периодическая загрузка лома через загрузочный канал, выполненный в футеровке или через окно, выполненное в своде. В другом отделении выполнен катодный токопадвод (углеграфитовые блоки, покрытые диборидам титана) к жидкому алюминию.

Свод электролизера, обеспечивает герметичность второго отделения, в котором выполнена устройство для выборки конечного и радукта.

Способ осуществляется следующим образом.

В анадном отделении производится периодическая загрузка лома в электролит, в

20 котором происходит его расплавление и выгарание масел, Литий из металла анадна растворяется и катодна восстанавливается на биполярном электроде. Анадная и като ная плотности тока составляют 0,5 А/см .

25 Водород, как сильно положительный, в электрахимическам процессе не участвует и накапливается в. анодном остатке. При заполнении отделения металлам загрузку прекращают, ведут электролиз или да скач30 коабразнага изменения напряжения на ванне на 1,0-1,5 В, отвечающего началу анадного растворения алюминия, или по данным химанализа до содержания лития в остатке менее 0,1-0,2% (далее начинается

35 растворение алюминия), после чего электрализ прекращают и осуществляют выборку остатка, который направляют на получение безлитиевых сплавов. Параллельно в катодном отделении при плотности тока 0,5

40 А/смг, происходит анадное растворение лития из биполярного электролизера и его катодное осаждение на алюминии при плотности тока не более 0,2 А/см . При полг учении сплава с содержанием лития 10-20;(, осуществляют частичную выборку металла и заливку свежей порции алюминия, Масса заливаемого в катодное отделение алюминия рассчитывается, исходя из содержания лития в загружаемом ломе, ега массы и состава получаемой лигатуры. В качестве электролита в обоих отделениях используют смесь солей,.содержащую 90 мас.,(, фторида бария и 10 мас.,ь фтарида лития. Процесс проводят при 740-770"С.

Экономическая эффективность предлагаемого способа по сравнению с известным определяется повышением качества полученного продукта, вследствие чего уменьшается выход брака при производстве из

1713958

Влияние состава электролита на содержание водорода (см /100r сплава) и бария (мас. 7 ) в конечном сплаве

Содержание примесей

Кон ент а ия ВаЕг мас.

95

50

9,8

0,13

10,5

0.015

Н2

Ва

11,5

0,001

18,2

Составитель В. Бугренкин

Редактор M. Кузнецова Техред M.Moðãåíòàë Корректор О. Кравцова

Заказ 662 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 него изделий (по данным практики выход брака, основной причиной которого является содержание водорода в сплаве, достигает ао ).

Формула изобретения

Способ переработки лома литийсодержаЩего алюминиевого сплава, включающий сушку лома, его плавление в расплаве; содержащем соль лития, анодное растворение лития из сплава и его катодное восстановление на алюминии с получением лигатуры алюминий — литий, о т л и ч а юшийся тем, что. с целью повышения . качества лигатуры за счет снижения содержания в ней водорода, в качестве расплава используют смесь, содержащую 5-50 мас.

5 фторида лития и 50-95 мас. фторида бария, перед катодным восстановлением лития.на алюминии проводят его катодное осаждение на промежуточном биполярном жидком электроде из тяжелого металла или

10 его сплава с последующим анодным растворением лития из сплава тяжелый металл— литий.