Способ приготовления электролита для получения алюминия

Союз Сов етскьпСоцкалистическнкРесттублмк О П И С А ЙИ Е (, 713928ИЗОБРЕТЕНИЯ(22) Заявлено 07.07,78 (21) 2639351/22-02 С 25 С 3/18 с присоединением заявки М -Вкумрствеавй кввитет СССР ее влэн кавбрвпккй к етквыткйДата опубликования описания 15,02.80 Б. П. Подафа, О. Г. Зарубнцкнй, А. Н, Малашок, В. Г. Будник и В, Т. Мелехин(72) Авторы изобретения Институт общей н неорганической химии АН Украинской ССР(54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЛИТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯИзобретение относится к металлургии легкихметаллов и может быть использовано в производстве алюминия злектролизом крнолитоглнноземных расплавов.Современная алюминиевая промышленностьоснована на электролизе криолитоглиноземныхрасплаво в.Известные способы приготовления электролитов для получения алюминия включают предварительную раздельнув стадию получения искус.сгвенного криолита с последующим его сплавле.нием с компонентами электролита,Известен способ приготовления электролитадля получения алюминия электролизом криолитоглнноземного расплава, включающий использование фторидов натрия и алюминия (11.Способ осуществляют совместным расплавлением предварительно полученных криолига,фторидов алюминия и натрия в ваннах-маткахилн в электрической печи. Полученный электролиг заливают в ванну электролизера для получения алюминия и добавляют глинозем.Существенным нецосгатком такого способаявляется его многостадийность. Целью изобретения является упрощение технологин процесса при приготовлении элекгролнта.Цель достигается тем, что в расплавленнуюэвтсктику хлорида н фгорида нагрня прн 700 -750 С добавлянн 50-53 Я фгорила алюминия нведут элекгролиз, поддерживая гсмперауру вы.. ше темперагуры начала кристаллизации распла.ва на 50-100 до получения при 900-950 Скриолнтового отношения, отвечающего хиолигу,затем добавляют фторид натрия до крнолитово.го отношения 2,62,8 и глинозем.Огличительной особешгостью предлагаемогоспособа является то, что для приготовлепяэлектролита крнолит не требуется, а нспользу.югся фториды натрия и алюминия н хлорнднатрия. При этом сохраняется принятая в про.мьниленносги технологическая схема полученияфдористых солей и устраняются онерацнн варкии сушки криолнта.Лругое отличие заключается в том, что впродессе приготовления электролита крнолнтнакапливается в расплаве в результате электролиза с одновременным получением алюминияна каоде. На аноде выделяется хлор, Вследствие чего электролит обогащается ионами фтораи повышается криолитовое отношение,Благодаря ВзаимодейстВию фторида алюми.ния (А 1 ГЗ) с расплавленной смесью хлорид натрияфторид натрия (МВС 1 - Маг) фторид алюминия прочно удерживается в расплаве, Тем. пература начала кристаллизации исходной рас плавленной смеси ЙВС 1-йаЕЗТ-АИз (50 - О 53%) составляет 650 - 660 С, Растворение фторида алюминия в расплавленной эвтектике КВС 1 - Май проводят при 700 - 750 С; при этом же интервале темпсратур начинают Вести элсктролиз.При электролизе расплав обогащается ионами .5 фтора, что приводит к усилению комцлексообразования между фторидом натрия и фторидом алюминия и позВоляет по мере электролиза повышать температуру до 950 С без улетучива. ния фторида алюминия из расплава. Плотность 20 катодного и анодттого тока 0,1 - 0,5 А/см", 1 отовый электролит содержит остаточное коли чество хлорида натрия: 5-10%, который в практике сОвременной алюминиеВОй нромыщленности используют в качестве полезной добавки, снижающей температуру начала кристаллизации криолитоглиноземного расплава и повышающей его электропроводность, что способствует ловы щению выхода по току алюминия, Фторид натрия до криолнтового отношения 2,6 - 2,8 и окисьЗО апюминид (1 - 8%) растворяют без затруднений,Электролит можно приготовить В ванне дляполучения алюминия, При этом сохраняютсяВсе особенности пускового период; Вагины, заисключением темчературного режима электролиза на стадии приготовления электролита. Известно, что во время пуска алюминиевых ванн рекомендуется поддерживать температуру околооОООО.С во избежание разрушения угольных ка.тодных блоков.гонижением темцецатуры уси.ливается взаимодействие натрия, Вьь:ллющегося на катоде подине), с ллеродом, чт: Вы.зываег разрыхление углегоц" с:;" материалакатода. Однако в предлагаемом способе приго.ТОВЛЕНИЯ ЗЛЕКТРОЛНТа ПРИ ЗЛЕ.ТРОЛИЗЕ РВСПЛаваМВСК - КВР - А 1 Г; натрий не Вьщеляется Вслед.сгвие повышенного содержания А 1 РЗ и КаС 1в электролите. После проведения стадии злек.тролиза с накоплением криолига в расплаве,корректировки электролита ло фториду натрияи добавления окиси алюминия пусковой периодВанны ничем не Отличае гол От принятого Впромышленности,Использование предлагаемого способа цриготовления электролита для получения алюминияобеспечивает но сравнению с известными способами устранение операции приготовления вар.ки) и сушки криолита.П р и м е р и. В лабораторных условиях цроводят опыты цо электролизу расцлавов МаС -Май Сэва) - А 1 Г; 50 - 53%). Результаты сведе.ны в таблтщу,7 . 713928Как видно из таблицы, предлагаемый способпозволял иэ исходного расплава ь 1 ЗС - 11 ЗР-МГ.150 - 53%) получить расплав МЗС 1 - ИзЕ - А 1 Рззкриолитовым откоще)гнем не мек е 53 Огве.чающим хиолиту, при высокой скорости про 1 есса 1,примеры 1 и 2). Составитель 1.1, КоробоваРедактор 3, Бородкщ)з 1 ехред И.Бабурка Корректор М. Пожо Подписное Заказ 9222/21 1 краж 698 ЦЯИИ 11 И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьгтий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ПИН "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 Измене 11 ие г(редельнь)х значении содержания фторидз злюмийия В исходном рзс 1 щаве при. 1 О водит либО к высокому содержани 1 хлоридз натрия в получаемом электролите гболее 10%) (пример 3), либо к выделени)о нат 1)и)1 1,пример 4), Повыптекие начальной температуры электролиза приводит к испарению фторида алюминия из расплава. Иижний предел этой температуры определяется температурой плзвле)гия смеси 1 чаГ 1 - МЗГ,З - А 1 ГЗ 150 - 53%). Конечная температура электролиза определяется рабочей температурой промышленного электролиза. 8Формула изобретенияСпособ приготовления электролита для по.лучекия алюминия из криолитогликоземного ра;(п.звавключающий использованис фторидов(атрия и алюминия с добавле 11 ием гликозема,о .: л и ч а ю щ и й с я тем. что, с целью упроще.ния техколо)ии, в расплавленную эвтектику хло.рида и фторида натрия при 700 - 750 С добавляют 50 - 53% фторида алюминия и Ведут элек.тр лиз, поддерживая температуру вы.:1 е темпе.ратуры качала кристаллизации расплава на 50 -100 С до получения,)ри ц 00 о 51)С коиолитс.ВОГО Отношения Отвечаю)цс 1 э хц,лг) у затемдобавляют фгорид натрия до криолигового ОтИОщеБИЯ 2,6 - 2,8 и Глинозем.Источники информации,принятые во внимание при.экспертизе1. Справочник металлурга по цвегным металлам. Производство алюминия, М. Метзллур 1 ия,1974, с, 263.