Способ переработки силуминовых шлаков Советский патент 1981 года по МПК C22B7/00 C22B9/10 

(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СИЛУМИНОВЫХ ШЛАКОВ

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, а именно к технологии переработки шлаков, образующихся при приготовлении силумина растворением кристаллического кремния и алюминия. Известен способ переработки шлаков, образующихся при приготовлении алюминиевых сплавов, например силумина, под слоем флюса в металлургических печах с выплавлением металлической фазы сппава из шлака 1 . Однако известный способ не позволяет полностью извлечь алюминиевый сплав из шлака, так как корольки металла, т.е. алюминиевого сдлава и кремния, запутываются в неметаллической фазе, в результате содержание сплава в уже обедненном шлаке может достигать 5%. Кроме того, окись алюминия, содержащуюся в рипуминовых штшках, вследствие высокого содержания в них окиси кремния нельзя использовать для производства алюминия электролизом. Это обуслоЕэтено тем, гго большая часть окиси кремния оседает на подину и тем самым увеличиваются потери напряжения в катоде. Электролизеры с повышенным содержанием крюмнйя в алюминии работают неустойчиво, с низкими технико-економическими показателями, так, при содержании кремния в алюминии свьпие 1,5% выход по току на электролизерах уменьшается на 8-10%. Цель изобретения - повышение извлечения силумина и кристаллического крем« ния и обеспечение возможности использования окиси еааоминия, содержащейся в шлаках, для производства алюминия электролизом. Поставленная цель достигается тем, что в способе переработки силуминовых шлаков, включающем шлплавление из шлака металлической фазы сплава в лечи, выплавление металптеской фазы на шпака проводят в слое расплавленного криолита с криолитовыМ отношением 1,5-2,5 при 9ОО-95О°С. Расплавленный криолит растворяет окись алюминия, т.е. тугоплавкую составпяюшую шпака, а также защищает силумин от оки.спения, тем самым обеспечивается высокая степень извлечения силумина и кремния, последний при 9ОО 95О°С полностью растворяется в силумин

При более низких температурах криолитовый расплав находится или в твердом состоянии, или недостаточно жидкотекуч. Процесс необходимо проводить при температуре не выше 9 5 О С. При более высо ких температурах возможно растворение ркиси кремния в криолитовом расплаве.

Для проведения переработки силуминовых шлаков используется криолит с криолитовым отношением 1,5-2,5. Для проведения прюцесса при криолитовом отношении более 2,5 необходима температура;, процесса более 95О°С. Проведение процесса при криолитовом отношении расплава менее 1,5 нецелесооЬразно, так как в этих условиях существенно понижается растворимость окиси алюминия в криоли- товом расплаве и, кроме того, сильно увеличиваются потери фтористого алюминия за счет испарения.

П р и м е р. В лабораторных условиях силуминовый шлак, содержащий силумина 61,7% с содержанием кремния 12,0%, окиси алюминия 28,6О% и кр мнияЗ,82% (в виде кристаллического кремния и окиси кремния), подвергают переработке в расплаве технического криолита с крио- литовым отношением 1,7 при в течение 2О мин. После чего пробу замораживают (количество криолита для опы. та взято из расчета на растворимость окиси алкиииния в криолите, равную, 10%) Исследование пробы показывает, что силумин полностью отделяется от криолита.

Извлечение силумина составляет 1О5%, при этом содержание кремния в силумине повьпиается до 14,8%. Это свидетельствует о растворимости кристаллического кремния в силумине. Пробу электролита разделяют пополам. Содержание окиси кремния в верхней части пробы составляет 0,17%, а в нижней - 0,91%, что свидетельст1 ет о переходе окиси кремния в донный осадок.

Использование предлагаемого способа переработки сил миновых щлаков обеспечивает по сравнению с существующими способами более высокое извлечение силумина и кремния из шлаков и возможность использования окиси алюминия,содержащейся в шлаках, для производства алюминия электролизом.

Формула изобретен и. я

Способ переработки силуминош 1Х шпаков, включающий выплавление из шлака металлической фазы сплава в печи, отличающийся тем, что, с целью повышения извлечения силумина и кремния и обеспечения возможности использования содержащейся в шлаке окиси алюминия для производства алняниния электролизом, выплавление металлической фазы из шлака проводят в слое расплавленного криолита с криолитовым отношением 1,5-2,5 при 900-95О°С.

Источники информации, принятые во внимание -при экспертизе 1, Справочник. Алк 1иниевые сплавы. Плавка и литье алюминиевых сплавов. М., Металлургия, 1970, с. 164-165.