Способ электролитического рафинирования алюминия трехслойным методом

 

Использование: утилизация отходов сплавов типа АМО (алюминий-медь-олово), являющихся вторичными ресурсами отходов машиностроения. Сущность: способ основан на проведении электролиза с загрузкой сплава типа АМО в качестве анодного сплава при периодическом удалении алюминия и анодного сплава, обогащенного оловом и медью. Технический результат: способ позволяет извлекать практически без потерь алюминий и олово и поэтому является более экономичным.

Изобретение относится к области технологии металлургии цветных металлов, а именно к использованию вторичных ресурсов отходов машиностроения.

В автомобильной и тракторной промышленности при изготовлении подшипников из антифрикционных сплавов на основе алюминия, содержащих олово, медь (типа АМО) при расточке образуется много стружки, куда частично попадает железо, что делает невозможным повторное использование этого материала после переплавки.

В настоящее время используется процесс фьюмингования для переработки стружки сплава типа АМО [1] который выбран в качестве прототипа. Стружка сплава АМО загружается в расплавленный шлак, находящийся в печи, через который продуваются продукты сгорания мазута. В расплав загружается также коксик и пирит. Олово извлекается в возгоны в виде сульфида, который окисляется в потоке газа до диоксида и улавливается системой газоочистки.

К недостаткам данного способа следует отнести следующее: алюминий, составляющий основу антифрикционного сплава (80-85%), полностью окисляется, переходит в шлак и теряется; медь, содержащаяся в сплаве (2-4%), переходит в шлак и теряется.

возгонка олова сопровождается образованием сернистого газа, загрязняющего атмосферу.

Задачей изобретения является получение алюминия, сплава олова и меди с минимальными потерями и расходом реагентов без загрязнения окружающей среды.

С этой целью проводится электролиз расплава в трехслойной электролизной ванне, которая используется в рафинировочных цехах алюминиевых заводов. В донный слой, расположенный на подине ванны и являющийся анодом, периодически загружается сыпучая или окускованная стружка в твердом или предварительно расплавленном состоянии. В результате электролиза на катоде выделяется чистый алюминий, образующий верхний слой в ванне. Олово и медь, а также железо накапливается в донном анодном металле, который после достаточного обогащения периодически удаляется из ванны и используется для получения их в чистом виде.

Проведены опыты по переработке сплава, содержащего 20% олова и 2% меди, остальное алюминий, в трехслойном электролизере при температуре 720^oC и плотности тока 0,5-0,6 А/см². При пуске ванны анодный сплав содержит 30% олова и 70% алюминия. После 18 ч работы с загрузкой жидкого сплава через каждый час получен анодный металл, содержащий 86% олова. В катодном алюминия содержалось менее 0,001% олова и менее 0,001% меди.

Проводились также опыты с загрузкой в анодный сплав стружки АМО, температура была 750^oC, плотность тока 0,6-0,7 А/см². После 20 ч работы получен анодный металл, содержащий 89% олова, остальное алюминий и медь.

Предлагаемый способ позволяет извлекать практически без потерь алюминий и олово, поэтому является более экономически выгодным. Отсутствие выделения сернистого газа делает его экологически чистым.

Формула изобретения

Способ электролитического рафинирования алюминия трехслойным методом, включающий загрузку анодного сплава в ванну, электролиз, выделение алюминия на катоде, его отвод и удаление анодного сплава, обогащенного примесями, отличающийся тем, что в качестве анодного сплава загружают отходы сплавов типа алюминий-медь-олово в твердом и/или расплавленном виде, а отвод чистого катодного алюминия осуществляют периодически.