Способ получения алюминия

-Ьли САНИЕ ИЗОБРЕТЕ ПАТЕН осуществляется в две параллельно идущи восстановление водорода на катоде, нахо в алюминатном растворе, и восстановление ния на катоде, находящемся в химически н ной и неэпектропроводной жидкости, конт щей с раствором, с диффузией ионов ал катоду под действием силы движущегося ного поля 1 ил. Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(46) 15.1093 Бюл. На 37-38 (76) Копытов Геннадий Григо (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ (7) Использование: получен электролиза водных раствор - повышение эффективно рьевичАЛЮМИНИЯ ие алюминия методом ов. Цель изобретени ти способа Способ стадии. дящемся алюми - йтраль- ктируююминия к магнит 20 с.11625 10 3 Г,/10 4 Г 111)рг ние относится к гидрометалЛ/,ГЧ 11 М) сКР Г бЫТЬ ИСПОЛ ЬЗОВдНО ДЛЯ ПОЛ/,гил ал ми ния зле ктролитическим)Г)с)м из раствора глиноземного произ" )ол.Изос стн способ получения металлов,1 1;римр кадмия электролитическим оыде и; ег) из раствора в элекгролизере с;"; ЯР:) 1;оридического спуска р:)свора иГ;Лг)лосз кд/змия,1.;)сдкже спс)соб элек рс)лГГче 1:)1 1)1/енлл алюминия из о/ных расОро его солеи, В данном гпогобе накатод, рд"положенный на днице ванны,ооодлс электропроводное органи еское соединг.ние, здщищдюцее осажддемьй алю;. 1.,э ОГ воды, а выше ванну зсзполняюз), аКГ)ОЛзтоь НаСЫЩЕННОГО РДСтоРД СУЛЬ 1,: д.) о; ; ия. В кдчестведдфрлгмы меж 11) 1сг1 / ь 3 у 10 т с /) 0 и с) 11 л и н /1 . В.",; Сцсл,с". )лектролизд нд казасе выделяетсядород и алюлиний.11 дс)стдткс)1 гпосбд лоллссл то, что).Г)/С,)С)Д ) ЬДЛЕТС) НД ОДНОМ КЛДЕ С ДЛЮ;л ьм 1и э 1 Г)ыде.)он ос)/" рода идетГ)Р,О. МРВД 1 11 Р)ССС.У ЗЫДГЛРИЯ,) зд с )Г поляриздци, О делдетспас 1 мзлозффектионым и невозможным1)ри полу ении алюминия из нсндсыщенного длюминатного раствора глиноземногопроизводства.Г)лью изобретения является повышение эффективности способа в широком диапазоне концентраций водных рдс воров,Указанная цель достигается тем, чтоэлектролитический процесс ведут в специальном электролизере. дндлогичс ом известному, с выделением водорода ивосстдноолением алюминия н,отдельных катодах, При этом процесс осущестолнот с однооременным воздействием магнитногополя, оыделяя водород на катоде, рдсполо)кенном в водном растворе, а восстановлениедлюминил ведут на катоде. расположенномне только в неводной химически инертной длянего жидкости, но и в неэлектропроводной,На чертеже дан общий (принципиальный) вид электролизера для осуществленилпредлагаемого способа.Злектролизер состоит из источника 1магнитного поля (соленоида), закрепленного нд внутренней (осевой) части 2 магнитопрооода, имеющего также наружную часть3. обрдзующие межполюсный кольцевой зав котором неподвижно установлена электролитическая мдгнитопроницдемдя ванна 4 с электродами 5, 6, 7 (при:зм электроды 5 и 7 соединены между собой), подключенными к источнику постоянного тока через прооодники 8, 9, окрытые изоляцией и экранировкой (электрд 5, играющий роль катода, выполен из отдельных плоских колец, соединеных мРжду собой). Весь магнитопрооод, сос)оящий из частей 2, 3, и соленоид 1 устдндолиодются с возможносгью ос)дщения относительно ванны 4. Косеа, возможны и друне варианты конструкции, 1 спримср, г ордщеием только одно о солс.ноидд 1 и ри нс) и Од) ижном мдгиспрооода, д также с ис:по),зооднием постоя 1 ыхдг 1 тоо (с ерх) .;1 ьх, разрд- Ь)т зннх о Чр)льском филиале / 1 ,оцего СССР)Сгосс)б сущестоллегся следуюцим образом. В одну 1 до уровня, укдзсзннс)о тонкой сп ошои линией (ьду концами .зпектродд 5 и кольцевым электс)одом 7), за- ЛИОЗЕС) )лОЬиндтньй )дстГ)О) д СОЕрх него здлиодез сл гидрофобдя жидкость (ндриер, 1 з разряда орган Рекх соединеНИйУГЛВДОРОД, Эф)11, а ЬД)ГИДЫ И т.п,), кОр.5 /олж;3 бь 1 сь 11:)ллкз рОпрооод с)с 3)дзм 1 ддгпслгстс) );и ток(через гко/,з 1;.И) к)нзсгы, 1,)Грые нд чгр Гс)ъ ) н Чк 1 з ны) 11;1 Г) снг, 1, и ося,1., Гемд)води Гс,1 )(1)Г. ПР. 1 3 Еже одатсл ок нд э/сзкгэс);5, б /. В результдте э)оо. под действием .)лг пр еского полл, ионы одородд дзжугс)1 к с;егке - катоду 7, д ионы кислорода к лоду 6, где образуотсо газы (нд аоде 6 мс);сРт обрдзооаться окисел метдллд, есги он металлический), поднимающиеся зоерх и у/для Оцес 51 из оаннь 4. Газ.1 10 ут произ- ВОДИТЬ гЕРРЕШИОДНИЕ РДСТ)ОРД С НЕйтральной жидкостьо. Для устранения этого на границе их рэздела может Гьь устаноо- ЛЕНД ПОРИСтая ДиафРДГМД (О ЭтМ СЛУсаЕ жидкосз ь мОже 1 Г)ять и не 1 дрофобной). Под дест ч)е.1 элсзктрисского тока нд катоде 71 евозмож о выделение дло иния, т,к, он обладает большим электрсс)трцательньил потенциалом по сраонению с водородом, который полностью "оккупирует" всю поверхность кс)тода 7.Доижеие (ди.рфузия) ионоо дзюлиния к катоду 5 происходит под Дестием силы Лоренца, равной Е =- с 1 Ч В,где с 1 - здрлд иона:)/- линейная скорость доижеил мдгнитноо поля относительно ионов (или наоборот); В - мдгнитндя индукция поля, Этд сила будег действовать и на ионы водорода, но о 3 раза слабее. чем нд ионы2001162 35 40 менным воздействием магнитного поля, выделение водорода ведут на катоде. расположенном в водном растворе, а восстановление алюминия - на катоде, расположенном в неэлектропроводной жидкости,45 50 алюминия, т,к, заряд последнего в 3 раза больше. К тому же силу электрического поля можно сделать большей, чем магнитного. При этом на ионы алюминия не будет действовать сила электрического поля, ввиду поляризации катода 7. Поэтому ионы алюминия будут двигаться к катоду 5, проходя через сетку - катод 7, В результате на катоде 5 будет выделяться алюминий в виде кристаллического осадка, Чтобы не происходило химического разложения выделившегося апюминля, катод 5 находится в химически нейтральной и неэлектропроводной жидкости (обычно все. неэлектропроводные жидкости безводные и химически нейтральные к алюминию), в которой движение ионов алюминия к катоду 5 будет происходить под действием силы магнитного поля. При этом ионы водорода будут концентрироваться на сетке - катоде 7, нейтрализуя его для ионов алюминия,В принципе возможно нахождение катода 5 и в нижней части ванны 4. Но в этом случае нейтральная жидкость должна иметь удельный вес больший, чем у алюминатного раствора.По мере осаждения алюминия на катоде 5, производится отключение эпектропиэера и съем осадка. В процессе работы происходит постоянное обновление раствора в ванне 4 (иэ нижней части он отводится, концентрированный по щелочи, а в верхнюю часть, ниже катода 7 подводится свежлй) через специаль ые патрубки (не указаны).Напряжение электролиза, необходимое для извлечения алюминия, равное приблизительно 4 в, может быть легко достигнуто согласно формулы: О =-./ В 1, где Ч- скорость движения магнитного поля относительно раствора; В - магнитная индукция между полюсами 2, 3; - расстояние между электродамл 5, 6, Напримср, при величине магФормула изобретения спосоБ получения Алкании ия электролитическим методом из водного раствора, включающий выделение водорода л восстановление алюминия, отличающийся тем, что процесс осуществляют с одновре 5 10 15 20 25 30 нитной индукции, равной 0,6 тл и расстоянии - 0,15 м, скорость вращения магнитной системы при среднем диаметре межполюсного зазора 0,25 м, должна быть, приблизительно, 2700 об/мин.Предлагаемый способ получения алюминия при сложности электролизера имеет ряд преимуществ по сравнению с известным способом, повсеместно применяемым, Это отсутствие выделения вредных газов, ниэ эя температура процесса (ниже 100 С, вплоть до температуры окружающей среды), значительное упрощение технологии глиноземного производства. Само по себе производство глинозема для получения алюминия будет не нужно. Необходимо будет лишь получать алюминатный раствор, выщепочив боксит с получением ионов алюминия. В результате отпадает надобность в очень громоздких и сложных переделах декомпозиции апюминатного раствора и капьцинации гидроксида алюминия. Кроме того, отпадает надобность в упаривании маточного раствора, т,к. отпадает надобность в разбавлении выщелоченной пульпы перед декомпозицией, При этом процесс сгущения может быть заменен фильтрацией (на Богословском алюминиевом заводе были получены прекрас ые результаты при фильтрации различных растворов и пульп при испытании Нутч-фипьтра итальянского производства). Все эти преимущества с лихвой компенсируют единственный недостаток способа - усложнение конструкции электролизера, осуществляющего предлагаемый способ, а также, вероятно, больший расход электро. энергии при электролизе.(56) Авторское свидетельство СССР ГФ 38327 кп, С 25 С 102, 1934.2001162 Составитель И,Девнинатор М,Самерханова Техред М.Моргентал орректор Е.Пап Заказ 311 иц сное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж. Раушская н иэводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1