[go: up one dir, main page]

RU2257426C1 - Zirconium production process - Google Patents

Zirconium production process Download PDF

Info

Publication number
RU2257426C1
RU2257426C1 RU2003132638/02A RU2003132638A RU2257426C1 RU 2257426 C1 RU2257426 C1 RU 2257426C1 RU 2003132638/02 A RU2003132638/02 A RU 2003132638/02A RU 2003132638 A RU2003132638 A RU 2003132638A RU 2257426 C1 RU2257426 C1 RU 2257426C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
zirconium
melt
electrolysis
chloride
electrolyte
Prior art date
Application number
RU2003132638/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Е.Л. Бут (RU)
Е.Л. Бутя
В.И. Кошелев (RU)
В.И. Кошелев
П.И. Москаленко (RU)
П.И. Москаленко
С.Е. Погудин (RU)
С.Е. Погудин
А.Н. Редькин (RU)
А.Н. Редькин
Г.Н. Титов (RU)
Г.Н. Титов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" (ОАО ЧМЗ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" (ОАО ЧМЗ) filed Critical Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" (ОАО ЧМЗ)
Priority to RU2003132638/02A priority Critical patent/RU2257426C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2257426C1 publication Critical patent/RU2257426C1/en

Links

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: production of refractory metals, namely zirconium by electrolysis of melt salts.
SUBSTANCE: process comprises steps of electrolysis of melt of fluoride-chloride electrolyte containing, mass %: zirconium, 3 - 5, chlorine, 8 - 13; sodium, 2 - 4; cyclically charging to melt potassium fluozirconate, potassium chloride and sodium chloride for sustaining predetermined content of electrolyte; further separation of zirconium powder by hydraulic metallurgy; performing electrolysis at adding to melt magnesium chloride additive in quantity providing mass content of magnesium in electrolyte 0.05 - 0.5%.
EFFECT: improved current yield of zirconium powder at electrolysis, extraction of zirconium from initial salt to powder, lowered specific consumption of DC power.
1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области получения тугоплавких металлов, в частности циркония, электролизом расплавленных солей.The invention relates to the field of production of refractory metals, in particular zirconium, by electrolysis of molten salts.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению (прототип) является способ получения циркония электролизом расплава фторидно-хлоридного электролита, содержащего фторид калия, хлорид калия и фторцирконат калия, согласно которому повышение технико-экономических показателей (увеличение катодного выхода по току и извлечения циркония из фторцирконата калия в порошок) достигают путем введения в расплав хлорида натрия при поддержании в расплаве массовой доли циркония 3-5%, хлора - 8-13%, натрия - 2-4% (А. с. СССР, №1776092, кл. С 25 С 3/26).Closest to the claimed technical solution (prototype) is a method for producing zirconium by electrolysis of a molten fluoride-chloride electrolyte containing potassium fluoride, potassium chloride and potassium fluorozirconate, according to which the increase of technical and economic indicators (increase in cathodic current efficiency and extraction of zirconium from potassium fluorozirconate to powder) is achieved by introducing sodium chloride into the melt while maintaining the mass fraction of zirconium in the melt 3-5%, chlorine - 8-13%, sodium - 2-4% (A. S. USSR, No. 1776092, class C 25 C 3 / 26).

Недостатком известного способа является то, что увеличение массовой доли натрия более 4% приводит к снижению технико-экономических показателей вследствие образования малорастворимых в воде фтористых соединений натрия и циркония, осложняющих отделение солевой фазы в процессе гидрометаллургической обработки катодного осадка.The disadvantage of this method is that an increase in the mass fraction of sodium by more than 4% leads to a decrease in technical and economic indicators due to the formation of slightly soluble fluoride compounds of sodium and zirconium in water, which complicate the separation of the salt phase during the hydrometallurgical treatment of the cathode deposit.

Изобретение решает задачу повышения технико-экономических показателей электролиза. Техническим результатом является повышение выхода порошка циркония по току и извлечения циркония из исходной соли в порошок, снижение удельного расхода электроэнергии постоянного тока.The invention solves the problem of increasing the technical and economic indicators of electrolysis. The technical result is to increase the current output of zirconium powder and to extract zirconium from the initial salt to the powder, to reduce the specific consumption of direct current electricity.

Технический результат достигается способом получения циркония, включающим электролиз расплава фторидно-хлоридного электролита с массовой долей циркония 3-5%, хлора 8-13% и натрия 2-4%, периодическую загрузку в расплав солей фторцирконата калия, хлорида калия и хлорида натрия для поддержания заданного состава электролита и последующее выделение порошка циркония гидрометаллургическим методом, согласно изобретению электролиз осуществляют с введением в расплав добавки соли хлорида магния в количестве, обеспечивающем поддержание массовой доли магния в электролите 0,05-0,5%.The technical result is achieved by the method of producing zirconium, including electrolysis of a fluoride-chloride electrolyte melt with a mass fraction of zirconium 3-5%, chlorine 8-13% and sodium 2-4%, periodic loading of potassium fluorozirconate, potassium chloride and sodium chloride salts into the melt to maintain the specified composition of the electrolyte and the subsequent separation of the zirconium powder by the hydrometallurgical method, according to the invention, the electrolysis is carried out with the introduction of a magnesium chloride salt in the melt in an amount that ensures the maintenance of mass whether magnesium in the electrolyte is 0.05-0.5%.

Возможность осуществления предлагаемого способа подтверждается следующими опытами.The possibility of implementing the proposed method is confirmed by the following experiments.

ПримерExample

Электролиз вели в промышленном герметичном электролизере с токовой нагрузкой 10 кА из расплава, содержащего фторид калия, хлорид калия, фторцирконат калия и хлорид натрия. В процессе электролиза по прототипу заданный состав расплава поддерживали согласно действующему технологическому регламенту периодической загрузкой хлорида калия, фторцирконата калия и хлорида натрия, а при электролизе по предлагаемому способу в расплав дополнительно вводили хлорид магния. Массовая доля в расплаве при проведении опытов составляла:The electrolysis was carried out in an industrial sealed electrolyzer with a current load of 10 kA from a melt containing potassium fluoride, potassium chloride, potassium fluorozirconate and sodium chloride. During the electrolysis of the prototype, the specified melt composition was maintained according to the current technological regulations by periodically loading potassium chloride, potassium fluorozirconate and sodium chloride, and during electrolysis according to the proposed method, magnesium chloride was additionally introduced into the melt. The mass fraction in the melt during the experiments was:

- по прототипу: циркония 3-5%, хлора 8-13%, натрия 2-4%;- the prototype: zirconium 3-5%, chlorine 8-13%, sodium 2-4%;

- по предлагаемому способу:- by the proposed method:

- циркония 3-5%, хлора 8-13%, натрия 2-4%, магния менее 0,05%;- zirconium 3-5%, chlorine 8-13%, sodium 2-4%, magnesium less than 0.05%;

- циркония 3-5%, хлора 8-13%, натрия 2-4%, магния 0,05-0,5%;- zirconium 3-5%, chlorine 8-13%, sodium 2-4%, magnesium 0.05-0.5%;

- циркония 3-5%, хлора 8-13%, натрия 2-4%, магния более 0, 5%.- zirconium 3-5%, chlorine 8-13%, sodium 2-4%, magnesium more than 0.5%.

Катодный осадок, полученный электролизом расплава с близкими значениями массовой доли магния, комплектовали в партии и подвергали гидрометаллургической обработке согласно действующему технологическому регламенту. Значения массовой доли компонентов расплава, усредненные по каждому опыту, выхода циркония по току, извлечения циркония из фторцирконата калия в порошок и удельного расхода электроэнергии постоянного тока приведены в таблице 1.The cathode deposit obtained by electrolysis of a melt with close values of the mass fraction of magnesium was completed in a batch and subjected to hydrometallurgical treatment in accordance with the current technological regulations. The values of the mass fraction of melt components averaged over each experiment, the current output of zirconium, the extraction of zirconium from potassium fluorozirconate to powder, and the specific direct current power consumption are shown in Table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Из данных, приведенных в таблице 1, видно, что наибольшие значения выхода циркония по току и извлечения циркония из фторцирконата калия в порошок, а также наименьший удельный расход электроэнергии постоянного тока достигнуты при массовой доле магния в расплаве 0,05-0,5%. При массовой доле магния менее 0,05% технико-экономические показатели электролиза практически не отличаются от прототипа. При увеличении массовой доли магния более 0,5% наблюдается снижение выхода по току и извлечения циркония из фторцирконата калия в порошок.From the data given in table 1, it is seen that the highest current output of zirconium and the extraction of zirconium from potassium fluorozirconate to powder, as well as the smallest specific direct current power consumption were achieved with a mass fraction of magnesium in the melt of 0.05-0.5%. When the mass fraction of magnesium is less than 0.05%, the technical and economic indicators of electrolysis practically do not differ from the prototype. With an increase in the mass fraction of magnesium of more than 0.5%, a decrease in current efficiency and extraction of zirconium from potassium fluorozirconate to a powder is observed.

Предлагаемый способ опробован в процессе опытно-промышленных испытаний и рекомендован к внедрению в действующую технологическую схему получения электролитического порошка циркония.The proposed method was tested in the process of pilot testing and is recommended for implementation in the current technological scheme for the production of electrolytic zirconium powder.

Claims (1)

Способ получения циркония, включающий электролиз расплава фторидно-хлоридного электролита с массовой долей циркония 3-5%, хлора 8-13% и натрия 2-4%, периодическую загрузку в расплав солей фторцирконата калия, хлорида калия и хлорида натрия для поддержания заданного состава электролита и последующее выделение порошка циркония гидрометаллургическим методом, отличающийся тем, что электролиз осуществляют с введением в расплав добавки соли хлорида магния в количестве, обеспечивающем поддержание массовой доли магния в электролите 0,05-0,5%.A method of producing zirconium, including electrolysis of a molten fluoride-chloride electrolyte with a mass fraction of zirconium 3-5%, chlorine 8-13% and sodium 2-4%, periodic loading of potassium fluorozirconate, potassium chloride and sodium chloride into the melt to maintain a given electrolyte composition and subsequent separation of the zirconium powder by the hydrometallurgical method, characterized in that the electrolysis is carried out with the addition of magnesium chloride salt in the melt in an amount that ensures the maintenance of the mass fraction of magnesium in the electrolyte 0.05-0.5%.
RU2003132638/02A 2003-11-06 2003-11-06 Zirconium production process RU2257426C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003132638/02A RU2257426C1 (en) 2003-11-06 2003-11-06 Zirconium production process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003132638/02A RU2257426C1 (en) 2003-11-06 2003-11-06 Zirconium production process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2257426C1 true RU2257426C1 (en) 2005-07-27

Family

ID=35843566

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003132638/02A RU2257426C1 (en) 2003-11-06 2003-11-06 Zirconium production process

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2257426C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101358359B (en) * 2008-08-27 2010-07-21 哈尔滨工程大学 A method for directly preparing Mg-Zr alloy by electrolysis of MgCl2 and K2ZrF6, ZrO2
RU2401888C1 (en) * 2009-03-27 2010-10-20 Государственное Учреждение Институт металлургии Уральского отделения Российской Академии Наук (ИМЕТ УрО РАН) Procedure for production of powder of high-melting metal
RU2777071C1 (en) * 2022-01-13 2022-08-01 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской академии наук (ИВТЭ УрО РАН) Method for obtaining zirconium by electrolysis of molten salts

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0053567B1 (en) * 1980-11-27 1986-07-02 Pechiney Cell for producing polyvalent metals like zr or hf by electrolysis of molten halogenides, and process for using this cell
US4851089A (en) * 1987-04-01 1989-07-25 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Carel Va N Bylandtlaan Process for the electrolytic production of metals
FR2636347A1 (en) * 1988-09-12 1990-03-16 Westinghouse Electric Corp PROCESS FOR REDUCING ZIRCONIUM CHLORIDE, HAFNIUM OR TITANIUM TO A METAL PRODUCT
US5015342A (en) * 1988-04-19 1991-05-14 Ginatta Torno Titanium S.P.A. Method and cell for the electrolytic production of a polyvalent metal
SU1722071A1 (en) * 1989-03-21 2000-02-27 Чепецкий механический завод METHOD OF OBTAINING ZIRCONIA
SU1776092A1 (en) * 1990-10-29 2000-02-27 Производственное объединение "Чепецкий механический завод" METHOD OF OBTAINING ZIRCONIA

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0053567B1 (en) * 1980-11-27 1986-07-02 Pechiney Cell for producing polyvalent metals like zr or hf by electrolysis of molten halogenides, and process for using this cell
US4851089A (en) * 1987-04-01 1989-07-25 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Carel Va N Bylandtlaan Process for the electrolytic production of metals
US5015342A (en) * 1988-04-19 1991-05-14 Ginatta Torno Titanium S.P.A. Method and cell for the electrolytic production of a polyvalent metal
FR2636347A1 (en) * 1988-09-12 1990-03-16 Westinghouse Electric Corp PROCESS FOR REDUCING ZIRCONIUM CHLORIDE, HAFNIUM OR TITANIUM TO A METAL PRODUCT
SU1722071A1 (en) * 1989-03-21 2000-02-27 Чепецкий механический завод METHOD OF OBTAINING ZIRCONIA
SU1776092A1 (en) * 1990-10-29 2000-02-27 Производственное объединение "Чепецкий механический завод" METHOD OF OBTAINING ZIRCONIA

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101358359B (en) * 2008-08-27 2010-07-21 哈尔滨工程大学 A method for directly preparing Mg-Zr alloy by electrolysis of MgCl2 and K2ZrF6, ZrO2
RU2401888C1 (en) * 2009-03-27 2010-10-20 Государственное Учреждение Институт металлургии Уральского отделения Российской Академии Наук (ИМЕТ УрО РАН) Procedure for production of powder of high-melting metal
RU2777071C1 (en) * 2022-01-13 2022-08-01 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской академии наук (ИВТЭ УрО РАН) Method for obtaining zirconium by electrolysis of molten salts

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2774075T3 (en) Production procedure of an aluminum alloy and scandium
WO2016171584A1 (en) Method for producing aluminum-scandium ligature
CN103603014A (en) Electrolytic aluminum production method taking elpasolite as supplemental system
RU2257426C1 (en) Zirconium production process
CN103710541A (en) Wet process for producing electrolytic manganese dioxide
EP2878710A1 (en) Method for preparing electrolyte and supplemental system thereof in aluminum electrolysis process
Levin et al. Electrochemical recovery of rhenium from W–Re alloys in the form of perrhenic acid: I. Fundamentals of the process
US9656873B2 (en) Purification of tungsten carbide compositions
RU2510669C2 (en) Method of extracting noble metals from wastes
RO132597A2 (en) Process for recovering precious metals from electrical and electronic waste by anodic dissolution in ionic liquids
NO20071763L (en) Process and reactor for the production of high purity silicon
EP1683877A4 (en) METHOD FOR PRODUCING Ti OR Ti ALLOY THROUGH REDUCTION BY Ca
EP3339480A1 (en) Electrochemical production of rare earth alloys and metals comprising a liquid anode
RU2334828C1 (en) Method of electrolyte production of magnesium and chlorine
CN103469248B (en) The production method of electrolytic manganese metal
US2986503A (en) Production of titanium and zirconium by the electrolytic refining of their alloys
JP7420001B2 (en) Method for producing metal cadmium
RU2307180C2 (en) High purity magnesium producing method
RU2576663C1 (en) Electrochemical method for obtaining tris(2-chloroethyl)phosphate
KR101978140B1 (en) Appratus for producing aluminum-scandium alloy and method using the same
CN103132108B (en) Method for preparing heat resistance magnesia-alumina-neodymium alloy through electrolysis in fused salt system
CN110512237B (en) A composite additive and its application in zinc electrodeposit
RU120102U1 (en) BLACK LEAD REFINING PLANT
RU2434065C1 (en) Procedure for processing sulphide copper-nickel alloys
JP6068936B2 (en) Zinc electrolysis pre-solution used for zinc electrowinning, zinc electrolyte treatment method, and zinc electrowinning method