Электролит для рафинирования алюминия

рская Изобре стности к кт олизом ни ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТРО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЦУИЯУ .ПРИ ГКНТ СССР Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Красноярский институт цветныхметаллов им, М.И.Калинина(56) Нагаяна К. и др, Электрохимичес:кое раФинирование алюминия при использовании керамических двухслойныхдиафрагм, проницаемых для хлоридов,.Канкиндзоку, 1984, т.34, 9 10,с, 585-590. е относится к металлургии цветных металлов, в чараФинированию алюминия эле ррасплавленных солей,Цель изобретения - увеличение производительности электролизера и снижение себестоимости раФинированногоалюминия - достигается тем, что процесс ведется в электролите с плотностью 0,85-1,0 от плотности алюми-.ния при температуре процесса, причемв качестве электролита, отвечающегоданному условию, используют расплавиз хлоридйторидных солей следующегосостава, мас.Е: ВаС 1 35-65, А 1 Р 5-15,хлорид калия - остальное.Как показывают исследования, лимижрующей стадией процесса раАинирова я является катодный процесс. При(57) Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частностик рафинированию алюминия электролизом расплавленных солей. Целью изобретения является повышение производительности электролизера и снижениесебестоимости рафинированного алюминия. Процесс ведется в электролитес плотностью 0,85-1,0 от плотностиалюминия при температуре процесса,причем в качестве электролита, отвечающего данному условию, используютрасплав из хлоридФторидных солей следующего состава, (мас.Е): ВС 1 35-65;А 1 Р 5-15; хлорид калия остальное.1 табл. одинаковои пористости диаАрагм предельная плотность тока разряда ионов алюминия зависит от размера пор, но с их увеличением возрастает подмыкание друг с другом слоев алюминия, раз деленных диафрагмой (даже при условии плохого смачивания ее металлом) за счет гидростатического давления столба жидкости. Кроме того, разность ппотностеи металла и электролита обусловливает снижение толщины его пленки между металлом и диайрагмои,что затрудняет развитие естественнойконвекции и, следовательно, снижаетвеличину предельной плотности тока,Сближение плотностей металла и расплава приводит к росту толшины пленкиэлектролита, к более сильному развитию ее естественной конвекции и уве 1578233личению предельной плотности тока.Кроме того, выравнивание плотностейуменьшает возможность проникновенияметалла в поры диафрагмы и следова-.9Ьтельно, подмыкания слоев алюминия друг с другом, что позволяет увели" чить размер пор и, соответственно,предельную плотность тока, В идеалеплотности металла и электролита долж ны быть равны. Более высокая плотность расплава нежелательна, так какнеобходимо будет предпринимать мерыпо предотвращению окисления алюминия с поверхности кислородом атмосферы.Система КС 1-. ВаС 1 -А 1 Рз удовлетворяет поставленной цели с точки зрения как плотности, так и температур кристаллизации расплавовПредлагаемый диапазон составов расплава выбран в соответствии с заявляемым отношением его плотноети по отношению к плотности алюминия в диапазоне температур700-750 Се Например, при 720 С отношению плотности 2,4 г/см (соотноше ние плотностей равно 1,0) соответствует следующий состав расплава, мас.7,:ВаС 1, 59; КС 1 31,8; А 1 Г 9,2.Способ осуществляется следующимобразом.30В, ванну для рафинирования заливаютэлектролит, рафинируемый и рафинированный алюминий. На катоде происходит восстановление, на аноде - окисление металла. Так как плотности металла и электролита близки одна к другой, то вследствие изменения уровней металлов в обоих отделениях в процессе работы гидростатическоедавление жидкости остается постоянным, что предотвращает подмыкание металла через перфорированную диафрагму. По меренакопления катодного и убыпи анодного металла производят выпивку первого и заливку второго. 45Ниже показано влияние соотношения плотностей на величину предельнойплотности тока (рассчитанной на площадь одной поры) для диафрагмы толщиной 5 мм пористостью 927 и разме 50 ром пор до 1,5 мм при температурео720 С для заявляемыхрасплавов.а.,/а , д А/см 2 0,8 2,64 0,85 3,41 0,92 3,93 1,0 4,3 1,05 4,35 Добавление в расплав солей натрия приводит, к значительному снижению предельной плотности тока при рафинировании алюминия, хотя влияние соотношения плотностей остается прежним.Конкретные примеры выполнения способа с использованием электролита с содержанием ингредиентов в соответствии с указанным в Формуле приведены в таблице, где содержания компонентов указаны в мас.7.Для исследованной солевой системы при работе на плотностях тока ниже предельных значений чистота получа-. емого алюминия соответствовала высшим сортам металла АВЧ даже при рафинировании алюминия с содержанием железа и кремния более 1 мас.7.По сравнению с прототипом использование заявляемых электролитов позволяет более чем вдвое повысить токовую нагрузку электролизера .и соответственна снизить вклад амортизации оборудования в себестоимость рафинированного алюминия.Формула из о бре тенияЭлектролит для рафинирования алюминия анодным растворением в электролите из расплавленных солей, содержащий хлорид калия, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения производительности и снижения себестоимости, он дополнительно со" держит хлорид бария и Фторид алюминия при следующем соотнощении ингредиентов, мас Е:Хлорид бария 35"б 5Фторид алюминия 5-15Хлорид калия Остальное1578233 Состав и характеристика электролита 2 3 4 23 35 47 6578 3 5 11 15 20 1,0 1,05 4,3 4,35 Ов 8 Оф 85 Оэ 92 2,64 3,41 3,93 Составитель С. МаховРедактор А. Маковская Техред М,ДндыкКорректор В, ярняк Заказ 1893 Тираж 542 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета. по изобретениям и открнтиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 СЕКСЕ,сдегз/ 1 ьЕА/см 2 э е Электролит по примеру Г 11