RU2068017C1 - Method of refining aluminium from sodium and calcium - Google Patents
Method of refining aluminium from sodium and calcium Download PDFInfo
- Publication number
- RU2068017C1 RU2068017C1 RU94005991A RU94005991A RU2068017C1 RU 2068017 C1 RU2068017 C1 RU 2068017C1 RU 94005991 A RU94005991 A RU 94005991A RU 94005991 A RU94005991 A RU 94005991A RU 2068017 C1 RU2068017 C1 RU 2068017C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- refining
- flux
- aluminum
- calcium
- sodium
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 16
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 10
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 title claims abstract description 10
- 239000011575 calcium Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 10
- 239000011734 sodium Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 10
- 238000007670 refining Methods 0.000 title claims description 30
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 title abstract 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 29
- KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K Aluminium flouride Chemical compound F[Al](F)F KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 12
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 6
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 27
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims description 13
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims description 13
- IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 2,2,3,3,3-pentafluoropropanal Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C=O IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 4
- 229910016569 AlF 3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 2
- -1 melting aluminum Chemical compound 0.000 claims description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 abstract description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 abstract 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract 1
- PALNZFJYSCMLBK-UHFFFAOYSA-K magnesium;potassium;trichloride;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[K+] PALNZFJYSCMLBK-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 6
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003878 thermal aging Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано для рафинирования алюминия и его сплавов от натрия и кальция. The invention relates to the metallurgy of non-ferrous metals and can be used for refining aluminum and its alloys from sodium and calcium.
Известны следующие методы рафинирования: термическое выстаивание алюминия [1] вакуумирование [2] продувка газами [3] фильтрация [4] флюсовое рафинирование [4]
Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности является способ флюсового рафинирования, в частности рафинирование флюсом на основе карналлита (MgCl2•KCl) с добавкой фтористого алюминия (AlF3), принимаемый за базовый вариант [4, стр.59]
Недостатки базового способа: недостаточно высокая степень рафинирования; длительность процесса рафинирования; гигроскопичность флюса, что приводит к гидролизу хлорида магния с образованием хлористого водорода, выделяющегося в атмосферу на рабочем месте, а также к образованию оксида магния, осаждающегося на границе солевого и металлического расплавов, поэтому отрицательно влияет на процесс рафинирования; высокая летучесть флюса, обусловливающая увеличение содержания вредностей на рабочем месте.The following refining methods are known: thermal aging of aluminum [1] evacuation [2] gas purge [3] filtration [4] flux refining [4]
Closest to the claimed method in technical essence is the method of flux refining, in particular flux refining based on carnallite (MgCl 2 • KCl) with the addition of aluminum fluoride (AlF 3 ), taken as the basic version [4, p. 59]
The disadvantages of the basic method: insufficiently high degree of refining; the duration of the refining process; hygroscopicity of the flux, which leads to the hydrolysis of magnesium chloride with the formation of hydrogen chloride released into the atmosphere at the workplace, as well as to the formation of magnesium oxide deposited at the boundary of salt and metal melts, therefore, negatively affects the refining process; high volatility of flux, causing an increase in the content of harmful substances in the workplace.
Целью изобретения является увеличение степени рафинирования, сокращение времени рафинирования, снижение гигроскопичности и летучести флюса. The aim of the invention is to increase the degree of refining, reducing the time of refining, reducing the hygroscopicity and volatility of the flux.
Поставленная цель достигается за счет использования флюса, содержащего хлорид калия и фторидный алюминий, при следующих соотношениях по массе (0,85-0,95):1. This goal is achieved through the use of a flux containing potassium chloride and aluminum fluoride, with the following mass ratios (0.85-0.95): 1.
Сущность изобретения: экзотермическая реакция взаимодействия фтористого алюминия с натрием и кальцием, в результате чего натрий и кальций переходят в солевую фазу. По термодинамическим расчетам реагентом на натрий и кальций (при температурах рафинирования 710-740oC) является фтористый алюминий, хлорид калия при температурах рафинирования не взаимодействует с натрием и кальцием, но применяется для снижения температуры плавления флюса.The inventive exothermic reaction of the interaction of aluminum fluoride with sodium and calcium, with the result that sodium and calcium are transferred to the salt phase. According to thermodynamic calculations, the reagent for sodium and calcium (at refining temperatures of 710-740 o C) is aluminum fluoride, potassium chloride at refining temperatures does not interact with sodium and calcium, but is used to reduce the melting point of the flux.
Повышение степени рафинирования достигается благодаря более энергичному взаимодействию фтористого алюминия (предлагаемый вариант) с натрием и кальцием по сравнению с карналлитом (базовый вариант). An increase in the degree of refining is achieved due to a more vigorous interaction of aluminum fluoride (the proposed option) with sodium and calcium compared with carnallite (the basic version).
Образующийся при гидролизе карналлита (базовый вариант) оксид магния располагается на границе раздела фаз металл соль и препятствуют взаимодействию рафинирующего реагента с примесями. В предлагаемом варианте оксидная пленка на границе металл соль отсутствует, что значительно упрощает доставку рафинирующего реагента к примеси и сокращает время рафинирования. Magnesium oxide formed during the hydrolysis of carnallite (basic version) is located at the metal-salt phase boundary and prevents the interaction of the refining reagent with impurities. In the proposed embodiment, there is no oxide film at the metal-salt interface, which greatly simplifies the delivery of the refining reagent to the impurity and reduces the refining time.
Применение флюса на основе хлорида калия (КCl) по сравнению с флюсом на основе карналлита (MgCl2•KCl) уменьшает склонность к испарению и снижает гигроскопичность флюса [4] так как уровень гигроскопичности флюсов на основе хлоридов примерно в 10 раз ниже по сравнению с флюсами на основе карналлита (кроме того, добавка фтористого алюминия понижает гигроскопичность хлорида калия). Флюсы на основе хлоридов (NaCl, KCl) имеют склонность к испарению (летучесть) в 10 раз меньшую, чем флюсы на основе карналлита [4, стр.137]
Предлагается использовать флюс состава (по массе) KCl:AlF3=(0,85-0,95): 1. Меньшее количество КСl применять нецелесообразно, поскольку увеличивается летучесть флюса (в основном фтористого алюминия), что приводит к снижению степени рафинирования и увеличению времени рафинирования. Большее количество КСl применять также нецелесообразно, так как в этом случае увеличивается температура плавления флюса и при температурах рафинирования в солевом расплаве появляются твердые агрегаты (комки). Переход части флюса в твердую фазу снижает степень рафинирования и увеличивает продолжительность процесса.The use of potassium chloride (KCl) -based flux compared to carnallite-based flux (MgCl 2 • KCl) reduces the tendency to evaporate and decreases the flux hygroscopicity [4] since the level of hygroscopicity of chloride-based fluxes is about 10 times lower compared to fluxes based on carnallite (in addition, the addition of aluminum fluoride reduces the hygroscopicity of potassium chloride). Chloride-based fluxes (NaCl, KCl) have a tendency to evaporate (volatility) 10 times less than carnallite-based fluxes [4, p.137]
It is proposed to use a flux of the composition (by weight) KCl: AlF 3 = (0.85-0.95): 1. A smaller amount of KCl is impractical to use, since the volatility of the flux (mainly aluminum fluoride) increases, which leads to a decrease in the degree of refining and an increase in refining time. It is also impractical to use a larger amount of KCl, since in this case the melting temperature of the flux increases and solid aggregates (lumps) appear in the salt melt at refining temperatures. The transition of part of the flux to the solid phase reduces the degree of refining and increases the duration of the process.
Обоснование температурного интервала процесса. Выбранный температурный интервал рафинирования (710-740oС) незначительно превышает температуру плавления флюса. При проведении процесса ниже 710oС наступает окомкование флюса. При этом уменьшается поверхность контакта флюса с металлическим расплавом, что снижает степень рафинирования и увеличивает продолжительность процесса. При температурах выше 740oС резко увеличиваются потери фтористого алюминия в газовую фазу, что также снижает степень рафинирования и увеличивает продолжительность процесса.Justification of the temperature range of the process. The selected refining temperature range (710-740 o C) slightly exceeds the melting temperature of the flux. When carrying out the process below 710 o With comes the pelletization of flux. This reduces the contact surface of the flux with the metal melt, which reduces the degree of refining and increases the duration of the process. At temperatures above 740 o With, the losses of aluminum fluoride in the gas phase sharply increase, which also reduces the degree of refining and increases the duration of the process.
Апробацию способа проводили в промышленных условиях. Рафинирование осуществлялось в литейных ковшах емкостью 5 тонн алюминия. В ковш заливали жидкий алюминий марки А7 или сплав марки АК120Ч (предварительно приготовленный в печи ИАТ-6), снимали шлак, при температуре 740oС на поверхность алюминия наносили флюс, после расплавления флюса осуществляли перемешивание в течение 15 минут, выдерживали расплав и вновь снимали шлак.The method was tested under industrial conditions. Refining was carried out in casting ladles with a capacity of 5 tons of aluminum. Liquid A7 grade aluminum or AK120CH grade alloy (previously prepared in the IAT-6 furnace) was poured into the ladle, slag was removed, a flux was applied to the aluminum surface at a temperature of 740 o C, after the flux was melted, stirring was carried out for 15 minutes, the melt was kept and removed again slag.
Для сравнения приводили рафинирование по базовому варианту. Расход флюса во всех опытах (по базовому варианту и по предлагаемому) принят равным и составил 2 кг на тонну алюминия. For comparison, refining was performed according to the basic version. The flux consumption in all experiments (in the base case and in the proposed one) was assumed equal to 2 kg per ton of aluminum.
Результаты экспериментов приведены в таблице. The experimental results are shown in the table.
Анализ результатов рафинирования, приведенных в таблице, показывает, что при рафинировании по предлагаемому способу, по сравнению с базовым вариантом, увеличивается степень удаления натрия (на 6%) и кальция (на 3%) из алюминия и сокращается время рафинирования. ТТТ1 Analysis of the refining results shown in the table shows that when refining according to the proposed method, in comparison with the base case, the degree of removal of sodium (6%) and calcium (3%) from aluminum increases and the refining time is reduced. TTT1
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94005991A RU2068017C1 (en) | 1994-02-21 | 1994-02-21 | Method of refining aluminium from sodium and calcium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94005991A RU2068017C1 (en) | 1994-02-21 | 1994-02-21 | Method of refining aluminium from sodium and calcium |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94005991A RU94005991A (en) | 1995-10-20 |
| RU2068017C1 true RU2068017C1 (en) | 1996-10-20 |
Family
ID=20152739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94005991A RU2068017C1 (en) | 1994-02-21 | 1994-02-21 | Method of refining aluminium from sodium and calcium |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2068017C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2227166C1 (en) * | 2003-01-16 | 2004-04-20 | ООО "Промтрейдинтелл" | A method of refining of a siliceous alloy of aluminum from calcium |
-
1994
- 1994-02-21 RU RU94005991A patent/RU2068017C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Курдюмов А.В. и др. Флюсовая обработка и фильтрование алюминиевых расплавов. - М.: Металлургия, 1980, с. 59. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2227166C1 (en) * | 2003-01-16 | 2004-04-20 | ООО "Промтрейдинтелл" | A method of refining of a siliceous alloy of aluminum from calcium |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Utigard | The properties and uses of fluxes in molten aluminum processing | |
| US4099965A (en) | Method of using MgCl2 -KCl flux for purification of an aluminum alloy preparation | |
| RU2112065C1 (en) | Method of refining of aluminum and aluminum-base alloys | |
| RU2068017C1 (en) | Method of refining aluminium from sodium and calcium | |
| RU2187559C1 (en) | Flux-cored wire for pig iron desulfurization | |
| US2760859A (en) | Metallurgical flux compositions | |
| RU2002134993A (en) | RECYCLING METHOD | |
| RU2083699C1 (en) | Method of reprocessing aluminium wastes | |
| RU2237736C2 (en) | Method of removing bismuth from molten lead by adding calcium/magnesium alloys | |
| Gallo et al. | Aluminum fluxes and fluxing practice | |
| RU2184789C1 (en) | Method of preparing magnesium alloy for shaped castings | |
| SU1705384A1 (en) | Method of treating aluminum alloys | |
| SU897876A1 (en) | Covering refining flux for copper and its alloys | |
| RU2094514C1 (en) | Method of modifying silumins | |
| RU2230809C1 (en) | Flux for melt, refining, inoculation of non-ferrous metals amd alloys | |
| US2262106A (en) | Flux for use in the treatment of light metal | |
| RU2190679C1 (en) | Magnesium alloy ingot production method | |
| JP5066018B2 (en) | Casting method | |
| SU1700079A1 (en) | Aluminium alloy refining flux | |
| RU2113527C1 (en) | Method of refining aluminium and alloys thereof | |
| SU1721110A1 (en) | Method of refining aluminum alloys | |
| RU2772055C1 (en) | Method for refining hard zinc from aluminium impurities | |
| RU2156816C1 (en) | Method for remelting small-size waste and chips of non-ferrous metals | |
| RU2187560C1 (en) | Flux-cored wire for pig iron desulfurization | |
| SU1122721A1 (en) | Flux for refining zinc alloys |