Способ приготовления электролита для получения алюминия

 

Союз Советск@к

Соцканистичесннк

Ресттуьпян

О П И С А Й И Е (Ä) 713928

ИЗОБРЕТЕНИЯ (6! ) Дополнительное к авт. санд-ву— (22) Заявлено 07.07.78 (21) 2639351/22-02

С 25 С 3/18 с присоединением заявки М—

Ввудлрствеияый кввктет

ССЕР вв делам кав6ретеккк к еткрьгткк (23 }Прноритет—

Опубликовано 05,02.80 Бюллетень И 5 (53) УДК бб9.713, .723 (088.8) Дата опубликования описания 15,02.80

Б. П. Подафа, О. Г. Зарубнцкнй, Л. Н. Малашок, В. Г. Будник и В. T. Мелехин (72) Авторы изобретения

Институт общей н неорганической химии АН Украинской ССР (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЛИТА

ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АЛ10МИНИЯ

Изобретение относится к металлургии легких металлов и может быть использовано в производстве алюминия злектролизом крнолитоглнноземных расплавов.

Современная алюминиевая промышленность основана на электролизе криолитоглиноземных расплавов.

Известные способы приготовления электролитов для получения алюминия включают предварительную раздельную стадию получения нскуссгвенного крнолита с последукицим его сплавлением с компонентами электролита, Известен способ приготовления электролита для получения алюминия электролизом криолитоглнноземного расплава, включающий использование фторидов натрия и алюминия 1т1.

Способ осушествляют совместным расплавлением предварительно полученных криолнга, фторидов алюминия и натрия в ваннах-матках илн в электрической печи. Полученный электро-

JIHI заливают в ванну электролизера для получения алюминия и добавляют глинозем.

Существенным недосгатком такого способа является его многостадийность.

Целью изобретения является упрощение тех нологин процесса цри приготовлении элекгполн. та.

Цель достигается тем, что в расплавленную эвтсктику хлорида н фгорнда нагрня прн 700—

750 С добавляют 50 — 53Я. фгорнда алюминия н ведут элекгролиз, поддерживая гсмпера уру вы. ше темперагуры начала кристаллизации расплава на 50-100 до получения лрн 900 950 С криолнтового отношения, отвечающего хнолигу, затем добавляют фторнд натрия до крнолитового отношения 2,6--2,8 и глинозем.

Оглнчительной особешгостью предлагаемого способа является то, что для приготовле п я электролита крнолит не требуется, а нслользуюгся фториды натрия н алюминия н хлорнд натрия. Г!ри этом сохраняегся принятая в промьниленносги технологическая схема получения фзорнстых солей и устраняются онерацнн варки и сушки криолнта.

Другое отличие заключается в том, что в процессе приготовления электролита крнолнт накапливается в расплаве в результате э:гекгро. лиза с одновременным получением алюминия на катоде. На аноде вьщеляется хлор, Вследствие чего электролит обогащается ионами фтора и повышается криолитовое отношение., Благодаря Взаи fojleHerÂHIo фторида алюминия (AlFz) с расплавленной смесью хлорид натрия -- фторид натрия (NaCt — МВР) фторид алюминия прочно удерживается в распляве. г емпература начала кристаллизации исходной расплавленной смеси NaO NaF,ar -AIF3 (50 — о

53%) составляет 650 — 660 С, Растворение фторида алюминия в расплавленной эвтектике NaC)—

NaF проводят при 700 — 750 С; нри этом же интервале темпсратур начинают Вести элсктролиэ.

При электролизе расплав обогащается ионами фтора, что приводит к усилению комплексообразования между фторидом натрия и фторидом алюминия и позВоляет ЛО мере электролиза повьппать температуру до 950 С без улетучивания фторида алюминия из расплава. Плотность 20 катодного и анодтгого тока 0,1 — 0,5 А/см". Готовый электролит содержит остаточное коли. чество хлорида натрия. 5-10%, который в практике сОвременнОй алюминиеВОй ирОмьшвгенности используют в качестве полезной добавки, снижающей температуру начала кристаллизации криолитоглиноэемного расплава и повышающей

eI.o электропроводность, что способствует повышению выхода по току алюминия, Фторид натрия до криолнтового отношения 2,6 — 2,8 и окисьЭО алюминия (1 — 8%) растворяют без затруднений. $

Электролит можно приготовить В ванне для получения алюминия. Hp>-; этом coxðàíÿþòñÿ

Все особенности пускового период:::. Ванны, за исключением температурного режима электролиЗа На стадии приготоВления элек ролита. Известно, что во время пуска алюминиевых Ванн рекомендуется поддерживать температуру около о

1000.C во избежание разрушения угольных катодных блоков. гонижением геь левагуры усиливается взаимодействие натрия, Вьь..:.":Вюшегося на. катоде (подине), с у.парадом, чт-- Вызывает рязрыхление угл ".О;", .;,„-,:"„- Матепияла катода. Однако в предлагаемом IIo",oáe приготОВления электролита при Злак i po: Ha расплава

NaCt — NaF — ДАРЯ натрий не Вьщеляется Вслсдсгвие повышенного ".î.äåðæ.àíè.ÿ A1Fa и КЯС1 в электролите. После проведения стадии элек тролиза с накоплением криолига в расплаве, корректировки электролита ло фториду натрия и добавления окиси алюминия пусковой период

Ванны ничем Не отличае гсл От лриня ГОГО в промышленности.

Использование предлагаемого способа пригоI товления электролита для получения алюминия ,обеспечивает ло сравнению с известными спосо1 бами устранение операции приготовления (Варки) и суцгки криолита.

Пример и. В лабораторных условиях про.

Водят Опытьх по 3JIeKTpOJIH3) расплаВОВ ЙЯС!—

NaF (звгп) — A1F- (50 — 53%). Результаты сведены в таблицу.

7)3928

0 х

Г 4

1 о

С.4 сх

m k а

O М

0 Я о е.

Я ц

2 о а 4 о

R я о а I о

Й и а й

Ю 0

М

Ю

Itl

О ñ ь о v

Щ

0 о

Й Ц

o <>

Ж и о

И

g v

I u 5 оо ж

00 (Ch и о о

Х

&х о

М о и . о

1 0;О!

00 ф « о" о\ о н

C( о

0 о

Ы й) Ch

М

00 о а ж о Я о 0 >

Х

g е0 о ы g оЯ3 х х2 х

«I ь

C) I ь. о а4

I0 о В о

Ф/1

М и о

lA

<:Ь

v о (б а г к а OI °

0 1„-! Ь о оо

1 а

«Э о а

S у ао о

h4 н х

0> Р 00 о К

In ы I» v о - ц ca

v о о о Б

Л, О ее I0 аX ж а.д

I ra М

9> и

Са2Xа

0Р а л

М 00

М х хФ

0О 00

С4 о о

° ю о

1

I с о - 1

t 0O 1

I

I

00 о Ю

О 00

1

I

Ch 1О

0О и I ч

1

I о о

2

I

I

I а 1 м. и

1 ь ьо о «7 1

I

°

7 . 7I3928

Как видно из таблицы, предлагаемь,:й спос .б позволяет иэ исходного расплава NBCI — NBF-МГ.. (50 — 53%) получить расплав NBCI — NBF — AI F3 с криолитовым Отношением не менее 5/3 отвечающим хиолиту, при высокой скорости процесса (примеры 1 H 2).

Составитель 1-1. Коробова

Редактор 3. Бородками 1ехред И.Бабурка

Корректор М. Пожо

Подписное

Заказ 9222/21 1 краж 698

Ц1эИИ11И Государственно«о комитета СССР по делам изобретений и открьггий

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

Филиал ЛИП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Изменение предельнь1х значении .:Одержания фтоРИДа злюмийия в нсхОДном 1?асплаве ПРн- с и водит J JHGo K BbIcoKo?J! содержании ? JioI?8> B натрия в получаемом электролите (более 10%) (пример 3), либо к выделению натрия (пример 4), Повыщение начальной температуры электролиза приводит к испарению фторида алюминия из расплава. Иижний предел этой температуры определяется температурой плавления смеси Наг1 — NBF<,„, — AI F B (50 — 53%) . Конечная температура электролиза определяется рабочей температурой промышленного электролиза.

Формула изобрeтения

Способ приготовления электролита для получения алюминия пз криолитоглиноземного ра-;и.:.ава„включающий испольэованис фторидов гатрия и алюминия с добавлением глинозема, о .: л и ч а ю шийся тем. что, с целью упрощения технологии, в расплавленную эвтектику хлорида и фторида нат-;эия при 700 — 750 С добавляют 50 — 53% фторида алюминия и ведут электр лиз, поддерживая температуру вы:.е температуры начала кристаллизации расплава на 50—

100 C JJo получения пр«900 -"50 C .,соиолито

BQJ o Отнощения, Отзечаюгцг1 ) х« л„т? у затем добавляют фгорид натрия до криолигового отнощения 2,6 — 2,8 и глинозем.

Источники информации, принятые во внимание при.экспертизе

1. Справочник металлурга по цвсгным металHB%. Гфоизводство алюминия, М.; Мет аллур ия, 1974, с. 263.