Способ получения электролита для электролиза глинозема Советский патент 1993 года по МПК C01F7/54 

Изобретение относится к области металлургии алюминия.. ..

Целью изобретения является повышение выхода по току при электролизе глинозема и снижение энергозатрат в производстве алюминия.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве алюминийсодержащего материала используют давсонит, полученный при выщелачивании гидроксида или оксида алюминия бикарбонатом натрия. Сущность изобретения заключается том, что в результате такой обработки получают вещество, которое может служить электролитом при электролизе алюминия, причем это вещество обладает повышенными технологическими свойствами. Электропроводность электролита равна 2,26 , а температура плавления 740°С. Несмотря на одинаковое с прототипом криолитовое отношение и одинаковый химический состав электролит, получаемый по заявляемому способу, имеет лучшие физические и связанные с ними технологические характеристики. Последнее обусловлено образованием комплексных ионов, возникающих при обработке давсонита раствором плавиковой кислоты. Увеличение электропроводности электролита с 1,5 до 2,25 Ом см существенно снижает затраты электроэнергии и увеличивает выход по току при электролизе. Снижение температуры плавления с 785 до 740°С позволяет понизить температуру рабочей ванны при электролизе и тем самым также снизить энергозатраты.

Пример 1. Оксид алюминия выщелачивали в 20%-ном растворе бикарбоната натрия при Ж:Т 10:1 и температуре 220°С в течение 1 ч. Полученный твердый продукт (давсонит)отделяли от раствора, промывали горячей водой, после чего обрабатывали его при 70°С с 2 плавиковой кислотой до нейтрализации. Выпавший хорошо откри- сталлизованный осадок легко отделяли от раствора путем фильтрации, промывали горячей водой и сушили при температуре 95°С. Известными методами определяли физико-химические свойства электролита;

&

Ё

00

о

4 О

СА)

Температура плавления Плотность ЭлектропроводностьВязкость

Oi

740°С 2,08 г/см3

2,26

при 740°0.2,27

Криолитовое отношение 1

Пример 2. Гидроксид алюминия выщелачивали в 20%-ном растворе бикар- боната натрия при Ж:Т 10:1 температуре 175°С в течение 1 ч. Полученный давсонит обрабатывали по приведенной в первом примере схеме. Физические свойства электролита такие же, как в первом примере.

П.р и м е р 3 (по прототипу). Гидроксид алюминия выщелачивали в плавиковой кислоте и затем добавляли карбонат натрия до получения хиолита. Сметанообразную массу центрифугировали с целью отделения твердой фазы от жидкого промывали горячей водой и сушили при температуре 105°С. Полученный продукт имел Криолитовое отношение 1,2.

Далее были проведены опыты по опре- делению выхода по току в промышленном электролите, в электролите полученном в . примерах 1 и 2, в электролите, полученном вЗ примере. Опыты проводились в герметической реторте из нержавеющей стали flvia- метром 80 мм при температуре 1000°С с промышленным электролитом и 840°С с легкоплавкими электролитами. Контейнером для электролита служит тигель из стеклоуг- лерода марки СУ-2000. Он служил противо- электродом во время поляризации исследуемого образца. Рабочий электрод помещался в центре тигля, при этом площадь поверхности контакта регулировалась глубиной погружения в электролит, Свобод- ное пространство в реторте заполнялось уг

5

0

0

5 . 5 Q

0

лекислым газом, перед нагреванием и в дальнейшем опыт проводился при герметично закрытой крышке. Для защиты пробки из вакуумной резины от высокой температуры изнутри использовались теплооотража- ющие экраны, а верхняя часть стенок охлаждалась водяной рубашкой.

Содержанке растворенного глинозема во всех криолит-глиноземных расплавах соответствовало 2%. Выход потоку в промышленном электролите с криолитовым отношением 3 равен 48%, выход по току в электролите, полученном в примерах 1 и 2 равен 53,2%, выход по току в криолите, полученном в примере 3 равен 45,0%0 что ниже показателя по предлагаемому способу на 53,2-45,0 8,2%.

Заявляемый способ позволил получить Электролит, обладающий электропроводностью на 100 (2,26-1,50)/1,50 51%, температурой плавления на 785-740 45°С ниже, чем в случае применения технологии по прототипу. Увеличение электропроводности снижение температуры плавления электролита при электролизе приводит к снижению энергозатрат и увеличению выхода потоку; Кроме того, полученный электролит является веществом, легко отделяемым от жидкой фазы в процессе получения, таким образом обладает высокой технологичностью.

Формула изобретения

Способ получения электролита для электролиза глинозема, включающий обработку алюминийсодержащего материала плавиковой кислотой, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода по току при электролизе и снижения, энергозатрат, в качестве алюминийсодержащего материала используют давсонит, полученный при выщелачивании оксида или гидроксида алюминия раствором бикарбоната натрия.

Использование: касается электролитического выделения алюминия из криолит - глиноземных расплавов. Суть: оксид алюминия обрабатывали раствором бикарбоната натрия. Получили осадок - давсонит, который после отделения обрабатывали 2%-ной плавиковой кислотой до нейтрализации. Выпавшая соль являлась электролитом для получения алюминия электролизом.