Способ переработки шлаков производства литийсодержащих алюминиевых сплавов

 

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

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.!Ж,„, 1721 107 (я)5 С 22 В 7/00, С 25 С 3/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4813701/02 (22) 04.12,89 (46) 23.03.92. Бюл. N 11 (71) Красноярский институт цветных металлов (72) В.B.Áóðíàêèí, Е,А.Панков, В.А.Блинов.

П,В Поляков, М.П.Боргояков и С.А.Панова (53) 669.715.018(088.8) (56) Технология легких сплавов, бюл. ВИЛСа, 1987, N. 5, с.15-18. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ШЛАКОВ

ПРОИЗВОДСТВА ЛИТИЙСОДЕРЖАЩИХ

АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

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 (солевая, 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-литиевых сплавов характерно высокое содержа(57) 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 s расплаве хлорида лития или его смеси с фторидом лития ведут электролиз с выделением кислородссдержащих газов на угольном аноде, а лития и алюминия на жидком металлическом катоде, При выделении хлора ступенчато снижают анодную плотность тока до 0,1 А/см-, Извлечение лития повышается с 30-40 до 90", /0 °

1 з.п. ф-лы, lpga с

l ние окиси лития вследствие избирательного окисления последнего, поэтому для данной технологии большая его часть не возвращается в производство.

Известен способ, по которому шлаки эа- ) гружаются 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 4 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.

1721107

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

Согласно способу переработки шлаков производства литийсодержащих алюминие- 5 вых сплавов, включающемузагрузку шлаков в расплав хлорида лития или его смеси с фторидом, расплавление металлической фазы и электролиз с получением алюминиево-литиевого сплава, электролиз осуществляют с 10 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- 15 ролиза при начальной силе" тока осуществляют ее снижение и повторяют электролиз с последующим ступенчатым снижением токовой нагрузки до величины, обеспечивающей достижение заданного значения 20 извлечения лития.

Оксид лития имеет достаточно высокую растворимость в электролитах данной солевой системы, а окись алюминия — низкую, поэтому в процессе электролиза происхо- 25 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- 30 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 35 расход дорогостоящих солей.

Переработка шлаков осуществляет при

750-790 С в обогреваемом аппарате, представляющем собой футерованную ванну, подина которой выполнена из углеграфито- 40 вого материала, и служит катодным токоподводом. На уровне подины в одной из стенок ванны выполнена летка для слива металла. Сверху в аппарате устанавливаются угольные аноды. В качестве электролита 45 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- 50 деляется тепловым режимом работы аппарата (температура не ниже 750 С). Общее количество загруженного шлака составляет около 1/3-1/2 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/см . Анодные газы и возгоны

2 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/см ниже. Так поступают до достижения

2 ее величины 0,1 А/см . В этом случае при

2 появлении хлора в газах процесс прекраща- . ют 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 алюминиеволитиевых 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.

Формула изобретения . 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 алюминиево-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, отличающийся тем, что при выделении хлора электролиз ведут со ступенчатым снижением анодной плотности тока до величины 0,1 A/см,