Способ получения лигатуры алюминий-лантан Советский патент 1982 года по МПК C25C3/36 

1

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и сплавов, в частности к получению сплавов алюминия с лантаном электролизом расплавов .

Известен способ получения лигатуры алюминий-лантан, включакщий злектроосаждение ланта1Ш при 690700с из эквимольной смеси хлоридов калия и натрия с трихлоридом лантана на жидкий алюминиевый катод при частоте импульсного тока ,22 Гц и скважности 1,10-1,15. Процесс электроосаждения заканчивается при пропускании через электролизер электричества не более 450-500 АЧ/кг исходной массы катода

Однако для этого способа характерна относительно низкая эффективность использования жидкой алюминиевой подложки, что ухудшает производительность способа. Так, характеризующий эту эффективность коэффициент (к) использования подложки.

определяемый как отношение массы лантана, осажденного иа жидкий каток, к массе алкминия, не превышает 0,88. Это составляет 70% от теоретически достижимого К ,27, рассчитанного по стехиометрии для условия полного использования жидкой подложки с образованием продукта, составляющего преимущественно из интерметаллкда La А1 (56 мас.% ланtoтана) .

Цель изобретения - повышение производительности способа за счет улучшеетя эффективности использования катода.

IS

Поставленная цель достигается тем, что электроосаждение лантана ведут при потенциале катода - (2,76 2,78) В относительно хлорного электрода сравнения при количестве элек30тричества 710-730 А-ч/кг исходной массы катода.

Потенциостатирование катода о(5еспечивает соответствие токовой нагрузки электролизера процессам массопереноса в солевой и металлической фазах. Это позволяет избежать дендритообразования на катоде и получить компактный продукт, поскольку осаждаемый металл успевает полностью поглощаться подложкой. Потен циостатирование катода эффективно лишь при определенных задаваемых потенциалах (V), поэтому электроосаждение лантана возможно только При ((2,76-2,78) В относительно хлорного электрода сравнения. Этот потенциал обеспечивает максимум скорости и избирательности электродного процесса. Электролиз при более электроотрицательных потенциалах не эффективен, так как снжается выход по току и нарушается компактность катодного продукта (образование на поверхности катода лантан-алюминиевых и лантановых дендритов). Электролиз же при более электроположительных задаваемых потенциалах не обеспечивает максимапь но возможных скоростей процесса.

Необходимость прекращения электролиза после пропускания через элетролизер не более 710-730 А-ч/кг исходной массы катода (О/М) обуслов лена эффективным использованием исХ0ДНОЙ жидкой алюминиевой подложки для получения компактной гщгатуры с содержанием лантана вплоть до 56 мас.% (,27), что соответствуёт полному исчезновению жидкой фазы. Превьшение указанной величины О/М приводит к образованию на поверхности сплава дендритов, которые при обработке катодного осадка разрушаются, что приводит к потерям ценного компонента и снижению эффективности процесса.

Пример. Лантан-алюминиевые композиции приготавливают электроосаждением лантана из хлоридного расплава на жидкий алюминиевый като при . Опыты организованы в трехэлектродной ячейке, анодом служит насьпценный лантан-алюминиевый сплав, электродом сравнения - хлорный полуэлементо Измерения проводят, с помощью потенциостата П-20-6 и генератора калиброванных импульсо Г-20-10. Электролизер ведут пульсирующим током с частотой 0,2 Гц, скважностью 1,13. Параметрами оптимизации служит выход по току и копактность катодного продукта.

В первой серии опытов определена оптимальная величина задаваемого потенциала. Установлено, что при потенциале -2,77, В электролиз идет с получением компактных сплавов при выходе по току близком к 100%.

В таблице представлены результаты приготовления богатых лантан-алюминиевых сплавов при различных величинах задаваемого потенциала катоДа.

,72 50 99 Компактный, котекучесть

2,77 45 98 То же

2,80 41 86 На поверхности

2,95 54 75 На поверхности

Во второй серии опытов, проведенных при f, -(2,77+0,01) В (значение

потерял жиддендриты

металлическая губка, пропитанная солью

приведено с учетом точности поддержания потенциостатом задаваемого потенциала), установлен предел ный расход электричества на килограмм исходной массы катода. При этом исходное количество алюминиевой подложки позволяет осадить на катод до полного расхода жидкой фазы при сохранении однородности и компактности сплава 56мае.% лантана. Это соответствует 720+10 А-ч электричества, пропущенном на килограмм апншиния. Таким образом, злектроосаящение лантана на ясидкий алюминий из хлоридного расплава током, пульсирующим с частотой 0,18-0,11 Гц, сквах ностью 1,10-1,15 при задаваемом потенциале -(2,76-2,78) В относительно хлорного электрода сравнения и количестве пропускаемого эле тричества не более 710-730 А-ч/кг исходной массы катода, позволяет получать алк шниевые сплавы, содержащие до 56 масЛ лантана (,27) с катодным выходом по току 95%. Следовательно предлагаемый способ позволяет получить избыточный положительный эффект„ повысить коэффициент использования подложки на жительный эффект, т.е. повысить ко27эффи1щент использования подложки на 45% и приблизить его величину к максимально возможной. Формула изобретения Способ получения лигатуры алюминий-лантан, включаюпщй электроосаждение лантана при 690-700С из эквимольной смеси хлоридов калия и натрия с трихлоридом лантана на жидкий алюминиевый катод при частоте импульсного тока 0,18-0,22 Гц и скважности 1,10-1,15, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности способа за счет улучшения эффективности использования катода, электроосаждение лантана ведут при потенциалекатода -(2,76-2,78) В относительно хлорного электрода сравнения при количестве электричества 710-. 730 А.ч/кг исходной массы катода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2383425/22-02, кл. С 25 С 3/36, 1976,