Способ получения силумина

 

Изобретение относится к металлургическим способам получения сплавов и может быть использовано в технологии получения легких сплавов алюминия с кремнием. Цель изобретения - разработка способа получения высокочистого силумина, исключающего образование технологических отходов. Поставленная цель достигается тем, что кремний вводят в расплав алюминия в виде высокочистого тетрафторида кремния в газовой фазе и получают кроме силумина безводный фторид алюминия.

Изобретение относится к металлургическим способам получения сплавов и может быть использовано в технологии получения легких сплавов алюминия с кремнием.

В основе известных способов получения легких сплавов алюминия с кремнием лежит технология сплавления компонентов сплава в металлическом состоянии.

В промышленности при производстве силумина получают электролизом технический алюминий (99,0%) и технический кремний (98,0-99,0%) восстановлением диоксида кремния углеродом в дуговых электрических печах [1, 2] Затем технические металлы и легирующие добавки сплавляют в заданном соотношении [1] Этот способ принят в качестве прототипа.

Основным недостатком способа-прототипа является то, что в результате его осуществления получают силумин только технической чистоты (< 99,0%). Даже при использовании высокочистого алюминия при сплавлении с техническим кремнием получается силумин, загрязненный примесями из технического кремния. Применение высокочистого поликристаллического кремния экономически не оправданно ввиду очень высокой его пены. Кроме того, при получении технического кремния в дуговых электрических печах восстановлением диоксида кремния углеродом расходуется большое количество электроэнергии [2] и образуются в огромных количествах отходы в виде тонкодисперсного порошка диоксида кремния, загрязненного углеродом.

Основные задачи изобретения получение силумина, чистота которого не хуже чистоты применяемого алюминия, и исключение образования отходов.

Поставленная цель достигается тем, что кремний вводят в расплав алюминия в виде высокочистого тетрафторида кремния в газовой фазе и получают кроме силумина безводный фторид алюминия.

Рассмотрим предлагаемый способ на конкретном примере.

Берут технический алюминий (99,0%) или высокочистый алюминий (99,9999%), вводят легирующие добавки, расплавляют шихту, и через расплав барботируют высокочистый тетрафторид кремния (99,99999%), и в результате получают силумин с заданным соотношением кремния и алюминия и безводный фторид алюминия по реакции: 7Al_(ж)+3SiF_4(г)_→ 3SiAl_(ж)+4AlF_3(тв.) Силумин отделяют от фторида алюминия и используют в качестве товарной продукции. Чистота товарной продукции не хуже чистоты использованного алюминия. Фторид алюминия очищается от силумина вакуумной отгонкой последнего и используется в качестве товарной продукции высокой чистоты. Высокочистый тетрафторид кремния, используемый в процессе производства силумина, получают во вращающихся печах термическим разложением кремнефтористых солей кальция или натрия, образующихся при переработке апатитов и фосфоритов в фосфорные минеральные удобрения.

Фтористый кальций или натрий используются в качестве товарных продуктов в производстве безводного фтористого водорода или в алюминиевой промышленности при получении криолита.

Таким образом, в предлагаемом способе получаются товарные продукты - силумин, фторид алюминия, фтористый кальций или натрий и исключается образование технологических отходов. Силумин, полученный предлагаемым способом, значительно дешевле силумина, полученного по способу-прототипу.

Формула изобретения

Способ получения силумина, включающий введение кремния в расплав алюминия, отличающийся тем, что кремний вводят в виде высокочистого тетрафторида кремния (99,99999%) в газовой фазе.