Способ переработки шлаков производства литийсодержащих алюминиевых сплавов Советский патент 1992 года по МПК C22B7/00 C25C3/02 

Изобретение относится к вторичной металлургии цветных металлов и сплавов, в частности к переработке отходов производства литийсодержащих алюминиевых сплавов.

Для переработки шлаков, получаемых при производстве алюминиевых сплавов, используются способы, включающие операции дробления, классификации, с последующей переплавкой концентрата, обогащенного по металлической фазе, с получением металла, возвращаемого в производство. Обедненная по металлу фаза (со- левая, окисная) используется для производства экзопримесей, синтетических известково-глиноземистых шлаков, рафинирования стали, цементов и др.

Недостатками способа являются низкое извлечение металла (не более 60%), для шлаков от производства алюминиево-лити- евых сплавов характерно высокое содержание окиси лития вследствие избирательного окисления последнего, поэтому для данной технологии большая его часть не возвращается в производство.

Известен способ, по которому шлаки загружаются в солевой расплав хлорида лития или его смеси с фторидом, где происходит расплавление металлической фазы, с последующим электролизом (анодным растворением из нее лития и алюминия и их катодным осаждением на алюминии) с получением соответствующего сплава.

Недостатками способа являются низкое извлечение лития не более 50%, так как большая его часть в шлаке находится в окисленной форме, не подвергающейся электрохимическому разложению, высокий расход солей лития (примерно 0.5 т на 1 т шлака) вследствие накопления в них окислов, приводящих к необходимости периодической замены электролита или выборки осадка.

М

Ю

О vj

Целью изобретения является повышение степени извлечения лития из шлака и снижение расхода солей.

Согласно способу переработки шлаков производства литийсодержащих алюминие- выхсплавов, включающему загрузку шлаков в расплав хлорида лития или его смеси с фторидом, расплавление металлической фазы и электролиз с получением алюминиево-литиево- го сплава, электролиз осуществляют с выделением кислородсодержащих газов на угольном аноде, а лития и алюминия из растворившихся в расплаве окислов - на жидком металлическом катоде до начала выделения хлора. После проведения элект- релиза при начальной силе тока осуществляют ее снижение и повторяют электролиз с последующим ступенчатым снижением токовой нагрузки до величины, обеспечивающей достижение заданного значения извлечения лития.

Оксид лития имеет достаточно высокую растворимость в электролитах данной солевой системы, а окись алюминия - низкую, поэтому в процессе электролиза происхо- дит образование углекислого газа на аноде, а лития и алюминия - на катоде. Осуществление предлагаемого способа позволяет практически полностью извлечь литий из окисной фазы и шлаков и вернуть его в про- изводство алюминиево-литиевых сплавов. Так как электролизу подвергаются оксиды, то зашламление электролита происходит гораздо реже по сравнению с известным способом, что резко уменьшает выход шлака и расход дорогостоящих солей.

Переработка шлаков осуществляет при 750 790°С в обогреваемом аппарате, представляющем собой футерованную ванну, подина которой выполнена из углеграфито- вого материала, и служит катодным токо- подводом. На уровне подины в одной из стенок ванны выполнена летка для слива металла. Сверху в аппарате устанавливаются угольные аноды. В качестве электролита используется смесь солей фторид и хлорида лития в равных весовых соотношениях. После выливки металла предыдущей кампании работы аппарата в него производится загрузка шлака порциями, вес которых опре- деляется тепловым режимом работы аппарата (температура не ниже 750°С). Общее количество загруженного шлака составляет около 1/3-f/2 от веса электролита.

После загрузки осуществляется отстой электролита от капель металла в течение 20-30 мин. Далее включается ток и осуществляется электролиз при анодной плотности тока 0,6-0,8 А/см2. Анодные газы и возгоны отсасываются из ванны, контролируются специальным газоанализатором на содержание хлора и направляются в систему газоочистки. При появлении хлора в газах электролиз прекращают, а затем опять ведут, но при анодной плотности тока на 0,2 А/см2 ниже. Так поступают до достижения ее величины 0,1 А/см2. В этом случае при появлении хлора в газах процесс прекращают совсем. Такой плотности тока соответствует извлечение лития в катодный продукт не менее 90%.

Далее производится выливка металла с оставлением его слоя на подине высотой 5-10 см, а затем начинается новый цикл. Периодически по мере необходимости осуществляют загрузку шихты солями, теряемыми с возгонами и выливаемым металлом. Так как на подине остается слой металла, то в последнем случае потери электролита сводятся к минимуму. Расчеты показывают, что общие потери солей не должны превышать 2-3 кг на 1 т шлака. Катодный продукт направляется на производство алюминиево- литиевых шлаков.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет по сравнению с известным повысить извлечение лития с 30-40 до 90% и выше, и снизить расход солей с 500 до 2-3 кг на тонну шлака.

Фор м у лаизобретения

1.Способ переработки шлаков производства литийсодержащих алюминиевых сплавов,включающий загрузку шлака в расплав хлорида лития или его смеси с фторидом лития, расправление и электролиз металлической фазы с получением алюми- ниево-литиевого сплава, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения лития и снижения расхода солей, электролиз осуществляют с выделением кислородсодержащих газов на угольном аноде, а лития и алюминия - на жидком металлическом катоде до начала выделения хлора,

2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что при выделении хлора электролиз ведут со ступенчатым снижением анодной плотности тока до величины 0,1 А/см2,

Изобретение относится к вторичной металлургии цветных металлов и сплавов, в частности к переработке отходов производства литийсодержащих алюминиевых сплавов. Цель изобретения - повышение извлечения лития и снижение расхода солей. Поставленная цель достигается тем, что после растворения отходов в расплаве хлорида лития или его смеси с фторидом лития ведут электролиз с выделением кислородсодержащих газов на угольном аноде, а лития и алюминия на жидком металлическом катоде. При выделении хлора ступенчато снижают анодную плотность тока до 0,1 А/сма. Извлечение лития повышается с 30-40 до 90%, 1 з.п. ф-лы. (Л С