Способ электрофлюсового рафинирования сплавов на основе алюминия

 

Использование: в металлургии, в технологии получения алюминия из отходов магниевои литиевосодержащих алюминиевых сплавов. Сущность: рафинирование осуществляют путем обработки расплава флюсом. В качестве флюса используют смесь криолита и глинозема. Через расплав пропускают постоянный ток напряжением 4,3- 4,5 В. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю С 22 В 9/10, 21/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4904316/02 . (22) 22.01.91 (46) 23.03.93. Бюл. М 11 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт вторичных цветных металлов (72) A.Ì. Апанасенко и М,Я, Гендельман (56) А.В. Курдюмов, С.В. Инкин и др.

Флюсовая обработка и фильтрование алюминиевых расплавов, Металлургия, 1980, с. 160.

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам рафинирования сплавов на основе алюминия, и может быть использовано в технологии получения алюминия из отходов магниево- и литиевосодержащих алюминиевых сплавов.

Цель изобретения — повышение степени рафинирования от магния и лития.

Это достигается благодаря тому, что в способе электрофлюсового рафинирования сплавов на основе алюминия, включающем обработку сплава криолитсодержащим флюсом при пропускании через расплав постоянного тока, предусмотрены следующие новые условия его осуществления; обработку сплава производят при температуре 960 — 975 С; в качестве рафинирующего флюса используют смесь криолита с глиноземом с криолитовым отношением 2,6 — 2,8; через расплав пропускают постоянный электрический ток йапряжением 4,3 — 4;5 В; . содержание глинозема во флюсе 3-7%, „„Я „„1803442 А1 (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОФЛЮСОВОГО РАФИНИРОВАНИЯ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ

АЛЮМИНИЯ (57) Использование: в металлургии, в техноnorw получения алюминия из отходов магниево- и литиевосодержащих алюминиевых сплавов, Сущность: рафинирование осуществляют путем обработки расплава флюсом.

В качестве флюса используют смесь криолита и глинозема. Через расплав пропускают постоянный ток напряжением 4,3—

4,5 В. 3 э.п, ф-лы, 1 табл, Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Сплавы на основе алюминия, содержащие до 6% магния и

2,3 лития, подвергаются рафинированию до содержания в нем магния не более 0,02% и лития 0,01%, Рафинирование сплава происходит в ваннах-электролизерах, В качестве флюса используется криолитово-глиноземистый расплав с криолитовым соотношением 2,62,8, Температура расплава 960 — 975 С, Ра- Ф бочее напряжение постоянного тока в ванне

4,3 — 4,5 В. Содержание глинозема во флюсе .3 —.7%.

Рафинирование происходит за счет взаимодействия расплава флюса под воздействием электрического тока с примесями (магния и лития) в жидком металле. В результате взаимодействия образуются фториды магния и лития, которые переходят в электролит. Время рафинирования зависит от исходного содержания примесей в исходном сплаве, По окончании процесса рафинирования полученный алюминий

1803442 сливается существующими способами.

Алюминий получается чистый и соответствует ГОСТ 11070 — 74.

Процесс очень гибкий и позволяет, изменяя время рафинирования, удалять только литий и частично магний. Наличие фторидов магния и лития в электролите не мешают процессу. Наличие в электролите

1,2-4,6% фтористого лития и 4,0-10% фто"ристого магния улучшает технологические свойства электролита (электропроводность и температуру плавления), По мере накопления в электролите значительных количеств фтористого лития и фтористого магния часть электролита передается на ванны, работающие по получению алюминия из глинозема, а в ванну загружаются свежий электролит.

Предложенные параметры процесса были отработаны в процессе рафинирования отходов сплава 1420 и поясняются ни- 20 жеследующим:

Криолитовое отношение ниже 2,6 приводит к нестабильности процесса. Криоли- . товое отношение выше 2,8 приводит к значительному уменьшению рафинирую- 25 щей способности флюса, что приводит к увеличению расхода флюса на тонну алюминия.

Проведение процесса рафинирования при температуре ниже 960 С приводит к 30 замедлению процесса и в отработанном флюсе остаются мелкие корольки алюминия. При проведении процесса при темпе-. ратуре выше 975 С уменьшается извлечение за счет возгонки фтористого 35 алюминия.

Проведение процесса рафинирования при напряжении выше 4,5 В приводит к восстановлению примесей„накапливающихся в электролите. 40

Предлагаемый способ иллюстрируется следующими примерами его осуществления, Пример 1. В лабораторный электролизер для электролиза алюминия с полез- 45 ной емкостью ванны 10 л загрузили 30 кг отходов сплава 1420 с содержанием Li

1,87% и Mg 5,73%, и 12 кг криолито-глиноземистого флюса с криолитовым отношением 2,6. Содержание глинозема во флюсе 5, На электролизер подали электрический ток с напряжением 4,3 В. После расплавления флюса и металла в расплав добавили еще 9;5 кг отходов сплава и довели температуру расплава до 960 С. В заданном режиме расплав выдержали 20 часов. После отключили электрический ток и слили отдельно отрафинированный алюминий и отработанный флюс.

Результаты анализа показаны в таблице.

ll. р и м е р 2. В электролизер загрузили

12 кг флюса и 12,5 кг отходов сплава 1420.

Напряжение на ванне установили 4,5 В, а рабочую температуру 975 С, Остальные параметры по примеру 1-, В остальных опытах изменялись параметры при рафинировании: напряжение тока, криолитовое. отношение во флюсе, температура расплава, химсостав и масса загружаемых отходов. Неизменным оставалась масса используемого флюса и время рафинирования — результаты опытов сведе- . ны в таблицу.

Во всех случаях по качеству и содержанию примесей получают чистый алюминий, соответствующий ГОСТ 11070 — 74, Формула изобретения

1. Способ электрофлюсового рафинирования сплавов на основе алюминия, включающий обработку расплава криолитсодержащим флюсом при пропускании через расплав постоянного тока, отличающийся ем, что, с . целью повышения степени рафинирования от магния и лития, обработку расплава осуществляют при 960 — 975 С и в качестве флюса используют смесь криолита и глинозема.

2. Способ по-п. 1, о тл и ч а ю щи и с я тем, что криолитовое отношение флюса со- . ставляет 2,6-2 8.

3, Способ по пп, 1 и 2, о т л и ч а ю щ и- и с я тем, что через расплав пропускают ток напряжением 4;3-4,5 В, 1803442 .

0 исходнзн снрье содервалось

Расход флюса, кг/т

Продол.китель" ность обраб., ч

Извлечение алхниСоде рвание в отграфирован ал>з>инин

Получено алюминия

Иасса исход. сир ья кг

Иапряве ние в ванне °

Температура расплава.

01Г пп содервит,8 криоt»>T, отнзюе ние расход, кг всего, в т.ч.

J. крио- глинолит st

II0, i Ы,2

t1g X Lj,I за счет восстан. кг кг

2,6

2,6

2,6

2,6

2,7

2,7

2,7

12,0 95,0 5,0

12,0 95,0 S,О

12 О 95 О 5 О

12,0 95,0 . 5,0

12,0 95,0 5,0

l2,О 95,0 5,0

12,0 95 ° О 5 0

12 О 95 О 5 О

12,0 95,0, 5,0

12,0 95,0 5,0

20

2,7

2,8

2,8

12,0

12,0

12,0

12,0

О, 0010

0,0009

0,0017

0,0011

0,001

l1 11,2

12 11,2

13 10,7

14 \0,7

15 10,7

16 10,7

17 12,2

18 12,4

19 13>0

20 11 О

21 11,3

22 ll 9

23 11>8

24 12,4

Извест- 10,0

»»>II

О, 020

О, 019

О, 035

О, 022

О, 020

2О

20

zo

2,7 . 5,5 720 0,05 1,96 1,43

5,46 2,03

0,08 19,0

8,0

Составитель Т,Касаткина

Редактор А.Полионова Техред M.Mîðreíòàë Корректор В.Петраш

Заказ 1034 Тираж. -. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

2

4

6

7 в

l0

12,5

12,5

12,5

12>5

11,9

11,9

11,9

11,9

11,2 !

t,2

5,73

S.73

5 ° 73

5,73

5,73

5,73

5,73

5,73

3,3!

S.31

5,31

5,31

5,31

5,31

5,31

5,3!

5,46

5,46

5,46

5,46

5,46

5,46

5,46 . 5,46

1,87 1 ° 87

1>87

1,87

I,В7

1 ° 87

1,87

1,87

2,18

2,18

2,18

2,18

2,18

2,18

2,18

2,18

2,03

3,03

2,03

2,03

2,03

2,03

2,03

2>03

12,0

12,0

12,0

12,0

12,0

l2,О

12,0

12,0

12,0

12,0

95,0

95,0

95,0

95.0

95,0

95,0

95,0

Ý5,О

95,0

95,0

° 95,0

95,0 . 95,0

95,0

5,0

5,0

5,0

5,0

5хО

5,0

5,,0

5,0

5,0

5,0

5,0

5,0

5,0

5,0

2,8

2,8

2,9

2.9

2.9

2,9

2,6

2,6

2,6

2,8

2,8

2,8

2,7

4,3 960

4,5 975

4,4 . 985

4,2 945

4,6 950

4 ° 6 960

4,4 975

4,2 985

4,3 950

4,2 960

4,3 975

4,2 985

4,4 945

4,5 960

4,6 975

4 6 985

4,3 960

4,4 960

4,5 960

4,5 975

4,4 975

4,3 . 975

4,4 . 945

4,4 985

О, 021

О> 020

0, 018 о, 023

О, 022

0,020

О, 019

0,018

О ° 023

О, 021

О, 019

0,010

0,020

0,23

0 019

0,023

0,26

0,021

0,24

0,0011

0,0010

0,0008

0>0015

0>0014

О, 0011

0,0009

0,0009

0,0013

0,0011

0,0009

0,0009

0,0010

0,053

0,0008

0,О011

0,006

0,0011

0,051

12,276

12,265

12,218

12,183

11 ° 610

11,686

11,676

11,621

10,960

11,011

11,022

t0,949

10,450

10,529

10,519

10,440

l1,986

12, 193

12, 768

10,717

11,102

11,684

11,527

12,096

0,В3О

0,830

0,830 .0,830

О, 790

О, 790

0,790

0,790

О, 756

О, 756

О, 756

О, 756

О, 722

0,722

0,722

О, 722

О, 813

0,826

О, 826

О, 733

О, 753

О, 753

0,786

0,786

99,1

89, О

98,6

98 3

98,4

99,1

99,0

98,5

98,5

99,0

99,1

98,4

98,3

99,1

99,0

98,2

99,0

99,1

99,3

98,9

29,0

99,2

98,4

98,5

977,5

878,4

982,4

985,0

1033 ° 6

1026,9

1027,7

IO32.6

1094,8

1089,8

1088,7

1096,0

1t48,3

1139,7

1140,8

1149,4

t001i1

984,2

939,8

1111,4

1080", 9

1027,0

1041,0

992,!