Электролит для получения алюминиево-кремниевых сплавов

(61),Дополйител (22)Заявлено 2 ое к авт, с вид-ву 02.78 (2)заявки И,о 07.04нкованн 2163/22-0 1) М. рисоедииением 25 С Гоеудерствсвпый кенптет СССР по депаи изебретенвй и открытий23) Приоритет Опубликова ДК 669.1782.0189(088.8)(54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЕВОКРЕИНИЕВЫХ СПЛАВОВ Изобретение относится к электроли тицескому получению алюминия и его , сплавов из криолитоглиноземных расоглиноземныйения алюминиевоследующего соста 5-8,0; ЫО 1,5 Ма АОР - осталього электролита ": летучесть и поводность его,йри фтористого алюмиство ЫО также ию электропровод" язкости электроли 1 О т ноземные МяСВ для по 2,2-3,2; СаР иниево-крем 18) 23.Известны электролиты луцения алюм 6-93 и ИаСЕ криолитогл с добавкам иния К,О, 4-94 и алю ов (МаСЕ д ниевых спла плавов,Известен криолитэлектролит для полуцкремниевых сплавовва, мас.: АВИЗО 3,4,0; АСГ 8,0-25,0;ное 1.Недостатком даннявляется повышеннаяниженная электропровысоком содержанииния. Большое колицеспособствует сниженности и повышению в 2Недостатком этого электролита является повышенная летучесть и пониженная электропроводность его при низких криолитовых.отношениях: повышенное содержание ионов натрия в электролите при высоких,криолитовых отношениях и высоких содержаниях МаСс.,что приводит к увеличению содержаниянатрия в металле и снижению срокаслужбы катода (электролизера),Известен также криолитоглиноземныйэлектролит для получения алюминиевокремниевых сплавов с добавками КРот 15 до 40 вес. ь 1, 3Основной недостаток такого электролита - высокое содержание КР, который отрицательно влияет на углеродистую подину электролизера, что снижает срок его службы.Наиболее близким к предлагаемомуявляется следующий состав электролита для получения алюминиево-кремниевых сплавов, мас.й: АВР 39,1-45;МаР 52,8-58,7; АЬ 20 0,3-3,5; МОу3 9183 0,2-0,38. Оксид кремния поступает в электролит или с высококрЕынистым глиноземом, или из отходов, например силуминовых шлаков Щ.Недостатком известного электролита является повышенное сопротивле" ние электролита за счет содержания в нем оксидов, что приводит к повышенному расходу электроэнергии, по; вышенной температуре электролита и, 0 в результате, к снижению выхода по току и повышенному расходу фтористых солей.Цель изобретения - улучшение технико-экономических показателей элект % ролиза (сокращение расхода электро" энергии, фтористых солей и глинозема повышение выхода по току, снижение себестоимости получаемого сплава) за счет улучшения физико-химических свойств электролита (увеличение элект" ропроводности, снижение температуры плавления электролита и др.) и при" менение более дешевого литийсодержащего сырья. 23.Поставленная цель достигается .тем, что электролит для полУчения алюминиево-кремниевых сплавов,содержащий фтористый натрий, фтористый алюминий, оксид алюминия и оксид кремния, до- Эв полнительно содержит фтористый кальций, фтористый магний, фтористый калий, фтористый литий и литийсодержащий концентрат при следующем соотношении компонентов, мас.:ЗФфтористый алюминий 29-37фтористый кальций 1"7фтористый магний 1-5фтористый калий 0,5-6фтористый литий 1"549Оксид алюминия 0,5-7Оксид кремния 0,1-0,5Литийсодержащийконцентрат 0,01-1фтористый натрий Остальное при этом молекулярное отношение фтористого натрия к фтористому алюминию составляет от 2,6 до 3,4.Литийсодержащие концентраты (сподуменовый, лепидолитовый, мусковитовый, петалитовый, слюдяной и др.) имеют следующее содержание основных компонентов, мас.Ф: ЫО 1-8; ЫО 35-60; К О 0,5-10; ДЕ,О, 15-30; Г 0,5-10. 364В качестве литийсодержащего сырья могут быть использованы непосредственно минералы (сподумен, петалит ф и другие) или их смесь.Введение в электролит от. 0,01 до 1 мас.Ф литийсодержащего концентрата обусловлено следующим: при загрузке концентрата менее 0,013 снижается положительный эффект применения соединений лития, так как не удается поддерживать требуемую концентрацию фтористого лития; при загрузке более 1 Ф рез. ко повышается сопротивление электро" лита за счет большого количества оксидов.В процессе электролиза глинозема и литийсодержащего концентрата, растворенных в электролите, состоящем из фторидов натрия, алюминия,екальция, магния и лития, на катоде выделяется . жидкий сплав алюминия с кремнием, содержащий Я 0,2-5. Загрузка литий- содержащего концентрата в электролит может производиться непрерывно, полу- непрерывно или периодически; вместе с глиноземом или с фтористыми солями ипи отдельно; на корку электролита или непосредственно в расплав. В результате.взаимодействия оксидов с компонентами электролита образуется активный глинозем фф-АРО), который лучше растворяется в электролите, Корректировка электролита по криолито. вому отношению производится криолитом, фтористым алюминием или фтористым натрием. Загрузка добавок (СаР, ИКР, ИцО и другие) производится периодически. При большом их поступлении с концентратом в виде примесей (СаО, ИдО) загрузка добавок вообще не производится. Для создания первоначальной требуемой концентрации литий может быть введен в электролит в виде чистых солей (фторида, карбоната, алюмината) или в виде ли-тийсодержащего концентрата. Для компенсации потерь лития при электролизе и введения кремнезема, а также частично оксида алюминия в электролит вводится литийсодержащий концентрат в количестве 0,01-1 мас. Некоторые составы предлагаемогоэлектролита и их свойства приведены в таблице.) ( ) Г Составы электролитаи их свойства 1 2 3 4 5 48,4 54,0 37,3 31,72,6 3,4 3,0 3,0 3,0 3,0 30 3,0 210 210 3,0 3,0 0,2 0,3 48,9 52,7 329 ф 2 2 5 30,5 3,2 7 эО 1,0 35 4,0 1,0 0,5 3,0 7,0 АЕ О,0,2 ЫО,Литийсодержащийконцентрат 0,1 0,01 0,2 0,1 0,1 1,0 50 417 17 0,6 . 0,6 1,0 Ов 2 Снижение температуры началакристаллизации, ф С 25 40 1 О 50 12 100. 20 20 ход глинозема 1930 кг/т АР, расход фтористых солей.32 кг (в пересчете на фтор) на тонну алюминия.При применении электролита с криолитовым отношением 3,2 предлагаемого состава, мас.Ф: МаР 52,7; А 6 Р32,91 Так, при использовании для электролиза электролита с криолитовым от"ношением 2,7 известного состава,И мас.4: А 6 Р 42; МаР 56; А 62.0 э,2; ИО . 0,3, температура процесса составля" ет 970-980 С, напряжение 4,65 В, расКомпоненты электролита, мас.Ф ИаГАКРИаР/АСР. (моль) СаРМФ,ЫР Компоненты концентрата, мас.Ф ИО810АСОРПримеси (Иа О, СаО, Т 10 , . Мф), МпО, Ге О и другие) Содержание 51 в сплаве,мас.Ф Изменение свойств предлага-.емого электролита относительноизвестного Повышение электропроводНОСТИ 1 3 Образование активнОгоЯ.АйО (экономия глинозема),кг/т Ат. 52,332,7формула изобретения Составитель В. Бадовский Редактор М. Петрова Техред Т.Маточка Корректор О. БилакЗаказ 2061/2 е е е е е е е е е е Тираж 687 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Же 35, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,7 9183СаР 2,5; МдР 3,5; ЫР 4; КР 1;АЯ) 3; Б 10 г 0.,2, а также 0,24 литийсодержащего концентрата температурапроцесса снижается на 20 С (приснижении температуры начала кристал- Влизации на 35 д С), среднее напряжение 4;5 В, расход глинозема состав"ляет 1880 кг/т А (т.е. ниже на50 кг), расход фтористых солей уменьшается на 2,5 кг фтора на тонну алю- твминия,Кроме того, предлагаемый электролит способствует образованию активного глинозема 5-10 от загружаемогоглинозема), что также приводит к сни зжению рабочего напряжения; снижаютсязатраты и на литиевое сырье на 20,все это способствует улучшению тех. нико-экономических показателей и снижению себестоимости получаемого спла- Мва. Электролит для получения алюмини" у.ево"кремниевых сплавов, содержащийфтористый натрий, фтористый алюминий,оксид алюминия и оксид кремния, о т "л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью улучшения техникоеэкономичесе 8ких показателей электролиза, электролит дополнительно содержит фтористыйкальций, фтористый магний, фтористыйкалий, фтористый литий и литийсодержащий концентрат при следующем соотношении компонентов, мас.Ф:фтористый алюминий 29-37фтористый кальций 1 е 7фтористый магний 1 е 5фтористый калий 0,5 еб, фтористый литийОксид алюминия 0,5 е 7Оксид кремния 0,1-0,5Литийсодержащийконцентрат. 0,01 е 1фтористый натрий Остальное,при этом молекулярное отношение фуористого натрия к фтористому алюминиюсоставляет от 2,6 до 3,41Источники информации,принятые во внимание при экспертиз1. Авторское свидетельство СССРй 491724, кл. С 25 С 3/36 1 19732. Патент США И 2915443,кл, 204 е 67, опублик. 1957.3. Авторское свидетельство СССРИ 554318, кл. С 25 С 3/36, 19744. Авторское свидетельство СССРМ 554319, кл С 25 С 3/36, 1976.