RU2400568C2 - Method of producing zirconium through molten electrolyte electrolysis (versions) - Google Patents
Method of producing zirconium through molten electrolyte electrolysis (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2400568C2 RU2400568C2 RU2008132913/02A RU2008132913A RU2400568C2 RU 2400568 C2 RU2400568 C2 RU 2400568C2 RU 2008132913/02 A RU2008132913/02 A RU 2008132913/02A RU 2008132913 A RU2008132913 A RU 2008132913A RU 2400568 C2 RU2400568 C2 RU 2400568C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrolyte
- potassium
- composition
- zirconium
- chloride
- Prior art date
Links
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 title claims abstract description 120
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 56
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 14
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 90
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 51
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims abstract description 45
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims abstract description 45
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 43
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 40
- BJZIJOLEWHWTJO-UHFFFAOYSA-H dipotassium;hexafluorozirconium(2-) Chemical compound [F-].[F-].[F-].[F-].[F-].[F-].[K+].[K+].[Zr+4] BJZIJOLEWHWTJO-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims abstract description 33
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 26
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 24
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims abstract description 23
- OMQSJNWFFJOIMO-UHFFFAOYSA-J zirconium tetrafluoride Chemical compound F[Zr](F)(F)F OMQSJNWFFJOIMO-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims abstract description 17
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 14
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 12
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 12
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 9
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 9
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 8
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 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 description 1
- 229910020148 K2ZrF6 Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области получения циркония электролизом расплавленного электролита.The invention relates to the field of production of zirconium by electrolysis of molten electrolyte.
Известен способ получения циркония, при котором дозирование солей в расплав осуществляется в зависимости от температуры электролита [Безумов В.Н., Бакланов В.П., Дунаев А.И., Матюшкин Н.А, Титов Г.Н., Огородников Л.В. Разработка математических моделей процесса электролиза в расплаве K2ZrF6-KCl-KF-NaCl, Цветные металлы, №7, 2005 г., 100-102 с.]. В соответствии с этим способом при температуре электролита больше заданного значения осуществляется дозирование солей в расплав, а при температуре электролита меньше заданного значения дозирование солей в расплав отсутствует.A known method of producing zirconium, in which the dosage of salts into the melt is carried out depending on the temperature of the electrolyte [Bezumov V.N., Baklanov V.P., Dunaev A.I., Matyushkin N.A., Titov G.N., Ogorodnikov L. AT. Development of mathematical models of the electrolysis process in the K 2 ZrF 6 -KCl-KF-NaCl melt, Non-ferrous metals, No. 7, 2005, 100-102 pp.]. In accordance with this method, at an electrolyte temperature greater than a predetermined value, dosing of salts into the melt is carried out, and at an electrolyte temperature below a predetermined value, dosing of salts into the melt is absent.
Недостатком известного способа является низкая точность поддержания состава электролита, вызванная возможностью неполной выработки загрузки солей.The disadvantage of this method is the low accuracy of maintaining the composition of the electrolyte, caused by the possibility of incomplete production of salt loading.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является аналог [а.с. СССР №1741476, кл. С25С 3/26], в котором имеется способ получения циркония электролизом расплавленного электролита с использованием в качестве исходных солей фторцирконата калия и хлорида калия, включающий контроль количества электричества и состава электролита, расчет величины загрузки исходных солей фторцирконата и хлорида калия и загрузку их в электролизер, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода циркония по току за счет повышения точности состава электролита перед загрузкой измеряют температуру электролита и расчет величины загрузки исходных солей ведут по формулам:Closest to the claimed technical solution is the analogue [and.with. USSR No. 1741476, cl. C25C 3/26], in which there is a method for producing zirconium by electrolysis of a molten electrolyte using potassium fluorozirconate and potassium chloride as initial salts, including control of the amount of electricity and electrolyte composition, calculation of the amount of loading of the initial salts of fluorozirconate and potassium chloride and loading them into the electrolyzer, characterized in that, in order to increase the current output of zirconium by increasing the accuracy of the electrolyte composition before loading, the electrolyte temperature is measured and the initial load is calculated lead salts of the formulas:
где PK2ZrF6, PKCl - количество солей фторцирконата и хлорида калия, загружаемых в текущем периоде, кг;where P K2ZrF6 , P KCl - the number of salts of fluorozirconate and potassium chloride, loaded in the current period, kg;
Q - количество электричества за прошедший период, кАч;Q - the amount of electricity over the past period, kAh;
CZr, CCl - содержание циркония и хлора в электролите в прошедшем периоде, мас.%;C Zr , C Cl - the content of zirconium and chlorine in the electrolyte in the past period, wt.%;
Т - результат измерения температуры электролита перед загрузкой, °С;T is the result of measuring the temperature of the electrolyte before loading, ° C;
C'Zr, C'Cl - заданные значения содержания циркония и хлора в электролите, мас.%;C ' Zr , C' Cl - set values of the content of zirconium and chlorine in the electrolyte, wt.%;
Т' - заданное значение температуры электролита, °С;T 'is the set value of the temperature of the electrolyte, ° C;
AZr, BZr, DZr, ACl, BCl, DCl - заданные коэффициенты AZr=1,6-2,0; BZr=2-40; DZr=1,4-3,7; ACl=1,3-3,1; BCl=10-30; DCl=0,8-2,6.A Zr , B Zr , D Zr , A Cl , B Cl , D Cl - given coefficients A Zr = 1.6-2.0; B Zr = 2-40; D Zr = 1.4-3.7; A Cl = 1.3-3.1; B Cl = 10-30; D Cl = 0.8-2.6.
Данное техническое решение принято в качестве прототипа всех заявленных объектов.This technical solution was made as a prototype of all the declared objects.
Недостатками этого способа являются низкая точность поддержания химического состава электролита, что существенно снижает извлечение циркония, а также частый анализ химического состава электролита (два раза в сутки).The disadvantages of this method are the low accuracy of maintaining the chemical composition of the electrolyte, which significantly reduces the extraction of zirconium, as well as frequent analysis of the chemical composition of the electrolyte (twice a day).
Указанные недостатки являются следствием того, что при расчете величины загрузки солей не учитываются изменения массы жидкой фазы электролита. В качестве оперативной информации, характеризующей состав электролита в текущий момент времени, используется температура электролита, которая, как известно, зависит также от индивидуальных особенностей каждого электролизера, температуры окружающей среды, токовой нагрузки, номера среза катодного осадка, межполюсного расстояния и т.д.These shortcomings are due to the fact that when calculating the loading of salts, changes in the mass of the liquid phase of the electrolyte are not taken into account. As the operational information characterizing the composition of the electrolyte at the current time, the electrolyte temperature is used, which, as you know, also depends on the individual characteristics of each cell, ambient temperature, current load, cut number of the cathode deposit, interpolar distance, etc.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение точности поддержания состава электролита и, как следствие, повышение извлечения циркония, а также снижение частоты анализа химического состава электролита до одного раза в сутки.The problem to which the invention is directed, is to increase the accuracy of maintaining the composition of the electrolyte and, as a result, increase the extraction of zirconium, as well as reducing the frequency of analysis of the chemical composition of the electrolyte to once a day.
Для решения поставленной задачи способ получения циркония электролизом расплавленного электролита с использованием в качестве исходных солей фторцирконата калия, хлорида калия и тетрафторида циркония включает контроль количества электричества, контроль температуры электролита, поддержание состава электролита путем взятия проб электролита для определения его состава по концентрациям циркония и хлора, определения расчетной массы загрузки фторцирконата калия и хлорида калия и загрузки их в электролизер, причем определение расчетной массы загрузки фторцирконата калия и хлорида калия ведут по формуламTo solve this problem, a method for producing zirconium by electrolysis of a molten electrolyte using potassium fluorozirconate, potassium chloride and zirconium tetrafluoride as initial salts includes controlling the amount of electricity, monitoring the electrolyte temperature, maintaining the electrolyte composition by taking electrolyte samples to determine its composition from zirconium and chlorine concentrations, determine the estimated mass of the load of potassium fluorozirconate and potassium chloride and load them into the electrolyzer, and the calculation loading weight potassium fluorozirconate and potassium chloride are according to the formulas
где
k1, k2, - эмпирические коэффициенты: k1=1-3; k2=0,5-2,5;k 1 , k 2 , are empirical coefficients: k 1 = 1-3; k 2 = 0.5-2.5;
Wn - количество электричества, кАч;W n - the amount of electricity, kAh;
Pэ - масса жидкой фазы электролита, кг;P e - the mass of the liquid phase of the electrolyte, kg;
где
Wn-1 - фактическое количество электричества, потраченное после взятия пробы электролита для определения его состава, кАч;W n-1 - the actual amount of electricity spent after sampling the electrolyte to determine its composition, kAh;
Pсэ - масса слитого электролита, кг.P se is the mass of the drained electrolyte, kg
Для решения поставленной задачи по второму варианту способ получения циркония электролизом расплавленного электролита с использованием в качестве исходных солей фторцирконата калия, хлорида калия, хлорида натрия и тетрафторида циркония включает контроль количества электричества, контроль температуры электролита, поддержание состава электролита путем взятия проб электролита для определения его состава по концентрациям циркония и хлора, определение расчетной массы загрузки фторцирконата калия и хлорида калия и загрузки их в электролизер, причем определение расчетной массы загрузки фторцирконата калия, хлорида калия и хлорида натрия ведут по формуламTo solve the problem of the second embodiment, the method of producing zirconium by electrolysis of a molten electrolyte using potassium fluorozirconate, potassium chloride, sodium chloride and zirconium tetrafluoride as initial salts includes controlling the amount of electricity, controlling the temperature of the electrolyte, maintaining the composition of the electrolyte by taking electrolyte samples to determine its composition according to the concentrations of zirconium and chlorine, the determination of the estimated mass of the load of potassium fluorozirconate and potassium chloride and their load into the electric Lieser, wherein determining the estimated mass loading potassium fluorozirconate, potassium chloride and sodium chloride are according to the formulas
где
k1, k2 k3, - эмпирические коэффициенты: k1=1-3; k2=0,5-2,5; k3=0,05-0,3;k 1 , k 2 k 3 , are empirical coefficients: k 1 = 1-3; k 2 = 0.5-2.5; k 3 = 0.05-0.3;
Wn - количество электричества, кАч;W n - the amount of electricity, kAh;
Рэ - масса жидкой фазы электролита, кг;R e - the mass of the liquid phase of the electrolyte, kg;
где С
Wn-1 - фактическое количество электричества, потраченное после взятия пробы электролита для определения его состава, кАч;W n-1 - the actual amount of electricity spent after sampling the electrolyte to determine its composition, kAh;
Pсэ - масса слитого электролита, кг.P se is the mass of the drained electrolyte, kg
Для решения поставленной задачи по третьему варианту способ получения циркония электролизом расплавленного электролита с использованием в качестве исходных солей фторцирконата калия, хлорида калия, хлорида натрия, хлорида магния и тетрафторида циркония включает контроль количества электричества, контроль температуры электролита, поддержание состава электролита путем взятия проб электролита для определения его состава по концентрациям циркония и хлора, определения расчетной массы загрузки фторцирконата калия и хлорида калия и загрузки их в электролизер, причем определение расчетной массы загрузки фторцирконата калия, хлорида калия, хлорида натрия и хлорида магния ведут по формуламTo solve the task of the third embodiment, the method of producing zirconium by electrolysis of a molten electrolyte using potassium fluorozirconate, potassium chloride, sodium chloride, magnesium chloride and zirconium tetrafluoride as initial salts includes controlling the amount of electricity, controlling the temperature of the electrolyte, maintaining the composition of the electrolyte by taking electrolyte samples for determination of its composition according to the concentrations of zirconium and chlorine, determination of the estimated loading mass of potassium fluorozirconate and potassium chloride and zag narrow them into the electrolytic cell, wherein determining the estimated mass loading potassium fluorozirconate, potassium chloride, sodium chloride and magnesium chloride are according to the formulas
где
k1, k2 k3, k4 - эмпирические коэффициенты: k1=1-3; k2=0,5-2,5; k3=0,05-0,3; k4=0,01-0,1;k 1 , k 2 k 3 , k 4 - empirical coefficients: k 1 = 1-3; k 2 = 0.5-2.5; k 3 = 0.05-0.3; k 4 = 0.01-0.1;
Wn - количество электричества, кАч;W n - the amount of electricity, kAh;
Pэ - масса жидкой фазы электролита, кг;P e - the mass of the liquid phase of the electrolyte, kg;
где
Wn-1 - фактическое количество электричества, потраченное после взятия пробы электролита для определения его состава, кАч;W n-1 - the actual amount of electricity spent after sampling the electrolyte to determine its composition, kAh;
Рсэ - масса слитого электролита, кг.R se - mass of drained electrolyte, kg
С целью выработки всей загрузки солей производят расчет остатка солей в загрузочном бункере по формуле:In order to develop the entire loading of salts, the balance of salts in the loading hopper is calculated according to the formula:
Pост=Pзагр-zрш·Vш,P ost = P zagr -z rsh · V w ,
где Рост - масса оставшихся солей за истекший период, кг;where R ost - the mass of the remaining salts over the past period, kg;
Рзагр - масса солей загруженных в бункер электролизера за истекший период, кг;R zag - the mass of salts loaded into the electrolytic bin for the elapsed period, kg;
zрш - время работы шнекового питателя за истекший период, мин;z rsh - the operating time of the screw feeder over the past period, min;
Vш - производительность шнекового питателя, кг/мин.V W - screw feeder capacity, kg / min.
В случае необходимости осуществляется равномерное дозирование остатка солей в расплав в зависимости от массы оставшихся солей и производительности шнекового питателя.If necessary, uniform dosing of the remaining salts into the melt is carried out depending on the mass of the remaining salts and the capacity of the screw feeder.
Указанные признаки являются необходимыми и все вместе достаточны для решения поставленной задачи.These signs are necessary and all together are sufficient to solve the problem.
Предлагаемый способ осуществляют на промышленном электролизере для получения циркония. В случае отсутствия данных анализа химического состава электролита производят расчет содержания Zr, Cl. При добавках в электролит NaCl рассчитывают содержание Na. При добавках в электролит MgCl2 рассчитывают содержание Mg. Затем осуществляют расчет загрузки солей K2ZrF6, KCl, NaCl, MgCl2 (если в состав шихты не входит NaCl, то расчет массы загрузки для этой соли (PNaCl) не производят. Если в состав шихты не входит MgCl2, то расчет массы загрузки для этой соли (PMgCl2) не производят). Затем взвешивают их и загружают в бункер электролизера. Дозирование солей в электролит осуществляют в зависимости от температуры электролита: t>tзад - включают шнековый питатель; t<tзад шнековый питатель отключают. В конце текущего периода дозирования осуществляют расчет остатка солей в загрузочном бункере электролизера. Если расчет показал, что соли в бункере остались, то производят их равномерное дозирование в расплав.The proposed method is carried out on an industrial electrolyzer to obtain zirconium. In the absence of analysis data on the chemical composition of the electrolyte, the content of Zr, Cl is calculated. When adding NaCl to the electrolyte, the Na content is calculated. When MgCl 2 is added to the electrolyte, the Mg content is calculated. Then the calculation of the loading of salts K 2 ZrF 6 , KCl, NaCl, MgCl 2 is carried out (if NaCl is not part of the mixture, then the load mass calculation for this salt (P NaCl ) is not performed. If the mixture does not include MgCl 2 , then the calculation loading masses for this salt (P MgCl2 ) do not produce). Then they are weighed and loaded into the electrolyzer hopper. Dosing of salts into the electrolyte is carried out depending on the temperature of the electrolyte: t> t ass - turn on the screw feeder; t <t back screw feeder shut off. At the end of the current dosing period, the remaining salts are calculated in the feed hopper of the electrolyzer. If the calculation showed that the salts remained in the hopper, then they are uniformly dosed into the melt.
Возможность осуществления предлагаемого способа подтверждается следующим примером.The possibility of implementing the proposed method is confirmed by the following example.
ПримерExample
Всего опыт длился 24 периода по 6 часов и проводился на двух электролизерах (на первом электролизере получение циркония осуществлялось по прототипу, на втором электролизере - по предлагаемому способу). В качестве исходных солей по прототипу использовались фторцирконат калия и хлорид калия. Состав электролита в первом электролизере в среднем поддерживался на уровне: CZr=5 мас.%, CCl=9,5 мас.%. В качестве исходных солей по предлагаемому способу использовались фторцирконат калия, тетрафторид циркония, хлорид калия, хлорид натрия и хлорид магния. Состав электролита во втором электролизере в среднем поддерживался на уровне: CZr=3,3 мас.%, CCl=8,5 мас.%, CNa=3 мас.%, CMg=0,2 мас.%. Загрузка исходных солей в электролизеры производилась один раз в период. Контроль количества электричества производился по амперметру. Температура электролита измерялась с помощью термопары ТХА. Температура электролита в среднем поддерживалась на уровне 760°С. Масса жидкой фазы электролита определялась статистическими методами. Слив избыточного электролита осуществлялся один раз в сутки. Масса слитого электролита определялась на электронных весах. При проведении опыта по предлагаемому способу загрузка тетрафторида циркония в электролит осуществлялась по следующему регламенту: 1, 5, 9, 13, 17, 21, периоды по 60 кг; все остальные периоды по 30 кг. Взятие пробы электролита и ее химический анализ осуществляли один раз в сутки. При проведении опыта по прототипу в периодах, когда отсутствовали данные химического анализа, состав электролита принимался равным заданному. Для определения расчетной массы загрузки фторцирконата калия и хлорида калия по прототипу использовались следующие значения коэффициентов: AZr=1,80, ACl=1,20, BZr=30, BCl=20. Значения коэффициентов DZr и DCl определялись из условийIn total, the experiment lasted 24 periods of 6 hours and was carried out on two electrolyzers (on the first electrolyzer, zirconium was produced according to the prototype, on the second electrolyzer - according to the proposed method). As source salts of the prototype used potassium fluorozirconate and potassium chloride. The composition of the electrolyte in the first cell was maintained on average at a level of: C Zr = 5 wt.%, C Cl = 9.5 wt.%. As the starting salts of the proposed method, potassium fluorozirconate, zirconium tetrafluoride, potassium chloride, sodium chloride and magnesium chloride were used. The electrolyte composition in the second cell was maintained at an average level of: C Zr = 3.3 wt.%, C Cl = 8.5 wt.%, C Na = 3 wt.%, C Mg = 0.2 wt.%. The loading of the starting salts into the electrolysers was carried out once a period. The amount of electricity was controlled by an ammeter. The electrolyte temperature was measured using a TXA thermocouple. The electrolyte temperature was maintained at an average of 760 ° C. The mass of the liquid phase of the electrolyte was determined by statistical methods. The excess electrolyte was discharged once a day. The mass of the drained electrolyte was determined on an electronic balance. When conducting experiments on the proposed method, the loading of zirconium tetrafluoride into the electrolyte was carried out according to the following regulations: 1, 5, 9, 13, 17, 21, periods of 60 kg; all other periods of 30 kg. An electrolyte sample and its chemical analysis were carried out once a day. When conducting the experiment on the prototype in periods when there was no chemical analysis data, the electrolyte composition was taken equal to the specified. To determine the estimated load mass of potassium fluorozirconate and potassium chloride according to the prototype, the following coefficient values were used: A Zr = 1.80, A Cl = 1.20, B Zr = 30, B Cl = 20. The values of the coefficients D Zr and D Cl were determined from the conditions
Для определения расчетной массы загрузки фторцирконата калия, хлорида калия, хлорида натрия и хлорида магния по предлагаемому способу использовались следующие значения коэффициентов: k1=1,82; k2=1,14; k3=0,11; k4=0,01. Фактические массы солей, отдозированных в расплав, определяли с помощью шнекового дозатора.To determine the estimated load mass of potassium fluorozirconate, potassium chloride, sodium chloride and magnesium chloride by the proposed method, the following coefficients were used: k 1 = 1.82; k 2 = 1.14; k 3 = 0.11; k 4 = 0.01. The actual masses of salts dispensed into the melt were determined using a screw batcher.
Результаты опыта для первого электролизера приведены в таблице 1. Результаты опыта для второго электролизера приведены в таблице 2.The results of the experiment for the first cell are shown in table 1. The results of the experiment for the second cell are shown in table 2.
Как видно из таблиц 1 и 2, при получении циркония по прототипу колебания содержания циркония в электролите составили + 0,8; -0,7 мас.%; колебания содержания хлора в электролите составили + 1,3; -0,8 мас.%. При получении циркония по предлагаемому способу колебания содержания циркония в электролите составили + 0,2; -0,3 мас.%; колебания содержания хлора в электролите составили + 0,4; -0,3 мас.%; колебания содержания натрия в электролите составили + 0,2; -0,1 мас.%; колебания содержания магния в электролите составили + 0,03; -0,02 мас.%.As can be seen from tables 1 and 2, upon receipt of zirconium according to the prototype, the fluctuations in the zirconium content in the electrolyte were + 0.8; -0.7 wt.%; fluctuations in the chlorine content in the electrolyte were + 1.3; -0.8 wt.%. Upon receipt of zirconium by the proposed method, fluctuations in the zirconium content in the electrolyte were + 0.2; -0.3 wt.%; fluctuations in the chlorine content in the electrolyte were + 0.4; -0.3 wt.%; fluctuations in the sodium content in the electrolyte were + 0.2; -0.1 wt.%; fluctuations in the magnesium content in the electrolyte were + 0.03; -0.02 wt.%.
Таким образом, получение циркония по предлагаемому способу позволяет одновременно увеличить точность поддержания состава электролита и вести процесс электролиза при одном химическом анализе состава электролита в сутки, что приводит к повышению выхода по току и извлечению циркония, а также к снижению издержек при производстве циркония.Thus, the production of zirconium by the proposed method can simultaneously increase the accuracy of maintaining the composition of the electrolyte and to conduct the electrolysis process with one chemical analysis of the composition of the electrolyte per day, which leads to an increase in current efficiency and extraction of zirconium, as well as to reduce costs in the production of zirconium.
Claims (3)
где
k1, k2, - эмпирические коэффициенты: k1=1-3; k2=0,5-2,5;
Wn - количество электричества, кАч;
Рэ - масса жидкой фазы электролита, кг;
где
Wn-1 - фактическое количество электричества, потраченное после взятия пробы электролита для определения его состава, кАч;
Рсэ - масса слитого электролита, кг1. A method of producing zirconium by electrolysis of a molten electrolyte using potassium fluorozirconate, potassium chloride and zirconium tetrafluoride as starting salts, including controlling the amount of electricity, controlling the temperature of the electrolyte, maintaining the composition of the electrolyte by taking samples of the electrolyte to determine its composition from the concentrations of zirconium and chlorine, to determine the estimated mass of the load of potassium fluorozirconate and potassium chloride and load them into the electrolyzer, while determining the estimated mass of the load of fluorozirco ata potassium chloride and potassium are the following formulas:
Where
k 1 , k 2 , are empirical coefficients: k 1 = 1-3; k 2 = 0.5-2.5;
W n - the amount of electricity, kAh;
R e - the mass of the liquid phase of the electrolyte, kg;
Where
W n-1 - the actual amount of electricity spent after sampling the electrolyte to determine its composition, kAh;
R ce - mass of drained electrolyte, kg
где
k1, k2, k3, - эмпирические коэффициенты: k1=1-3; k2=0,5-2,5; k3=0,05-0,3;
Wn - количество электричества, кАч;
Рэ - масса жидкой фазы электролита, кг;
где
Wn-1 - фактическое количество электричества, потраченное после взятия пробы электролита для определения его состава, кАч;
Рсэ - масса слитого электролита, кг.2. A method of producing zirconium by electrolysis of a molten electrolyte using potassium fluorozirconate, potassium chloride, sodium chloride and zirconium tetrafluoride as starting salts, including controlling the amount of electricity, controlling the temperature of the electrolyte, maintaining the composition of the electrolyte by taking electrolyte samples to determine its composition from zirconium concentrations and chlorine, determining the estimated mass of the load of potassium fluorozirconate and potassium chloride and loading them into the electrolyzer, while determining the estimated mass of the charge narrow potassium fluorozirconate, potassium chloride and sodium chloride are according to the formulas:
Where
k 1 , k 2 , k 3 , are empirical coefficients: k 1 = 1-3; k 2 = 0.5-2.5; k 3 = 0.05-0.3;
W n - the amount of electricity, kAh;
R e - the mass of the liquid phase of the electrolyte, kg;
Where
W n-1 - the actual amount of electricity spent after sampling the electrolyte to determine its composition, kAh;
R se - mass of drained electrolyte, kg
где
k1, k2, k3, k4 - эмпирические коэффициенты: k1=1-3; k2=0,5-2,5; k3=0,05-0,3; k4=0,01-0,1;
Wn - количество электричества, кАч;
Рэ - масса жидкой фазы электролита, кг;
где
Wn-1 - фактическое количество электричества, потраченное после взятия пробы электролита для определения его состава, кАч;
Рсэ - масса слитого электролита, кг. 3. A method of producing zirconium by electrolysis of a molten electrolyte using potassium fluorozirconate, potassium chloride, sodium chloride, magnesium chloride and zirconium tetrafluoride as starting salts, including controlling the amount of electricity, controlling the temperature of the electrolyte, maintaining the composition of the electrolyte by taking electrolyte samples to determine its composition by the concentration of zirconium and chlorine, determining the estimated mass of the load of potassium fluorozirconate and potassium chloride and loading them into the cell, while determining the net mass of the load of potassium fluorozirconate, potassium chloride, sodium chloride and magnesium chloride are given by
Where
k 1 , k 2 , k 3 , k 4 - empirical coefficients: k 1 = 1-3; k 2 = 0.5-2.5; k 3 = 0.05-0.3; k 4 = 0.01-0.1;
W n - the amount of electricity, kAh;
R e - the mass of the liquid phase of the electrolyte, kg;
Where
W n-1 - the actual amount of electricity spent after sampling the electrolyte to determine its composition, kAh;
R se - mass of drained electrolyte, kg
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008132913/02A RU2400568C2 (en) | 2008-08-08 | 2008-08-08 | Method of producing zirconium through molten electrolyte electrolysis (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008132913/02A RU2400568C2 (en) | 2008-08-08 | 2008-08-08 | Method of producing zirconium through molten electrolyte electrolysis (versions) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008132913A RU2008132913A (en) | 2010-02-20 |
| RU2400568C2 true RU2400568C2 (en) | 2010-09-27 |
Family
ID=42126658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008132913/02A RU2400568C2 (en) | 2008-08-08 | 2008-08-08 | Method of producing zirconium through molten electrolyte electrolysis (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2400568C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2654397C2 (en) * | 2016-09-06 | 2018-05-17 | Акционерное общество "Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара" | Method of producing zirconium through molten electrolyte electrolysis (versions) |
Citations (7)
| 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 |
| SU1776092A1 (en) * | 1990-10-29 | 2000-02-27 | Производственное объединение "Чепецкий механический завод" | METHOD OF OBTAINING ZIRCONIA |
| SU1722071A1 (en) * | 1989-03-21 | 2000-02-27 | Чепецкий механический завод | METHOD OF OBTAINING ZIRCONIA |
| SU1741476A1 (en) * | 1988-07-04 | 2000-02-27 | Чепецкий механический завод | METHOD OF CORRECTING THE ELECTROLYTE COMPOSITION WHEN RECEIVING ZIRCONIUM |
-
2008
- 2008-08-08 RU RU2008132913/02A patent/RU2400568C2/en active
Patent Citations (7)
| 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 |
| SU1741476A1 (en) * | 1988-07-04 | 2000-02-27 | Чепецкий механический завод | METHOD OF CORRECTING THE ELECTROLYTE COMPOSITION WHEN RECEIVING ZIRCONIUM |
| 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 (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2654397C2 (en) * | 2016-09-06 | 2018-05-17 | Акционерное общество "Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара" | Method of producing zirconium through molten electrolyte electrolysis (versions) |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008132913A (en) | 2010-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2017020102A5 (en) | ||
| Jin et al. | A green electrorefining process for production of pure lead from methanesulfonic acid medium | |
| US4324621A (en) | Method and apparatus for controlling the quality of electrolytes | |
| RU2400568C2 (en) | Method of producing zirconium through molten electrolyte electrolysis (versions) | |
| DE102011080105A1 (en) | Process for the purification of polycrystalline silicon fragments | |
| Liu et al. | The use of finite element methods (FEM) in the modeling of localized corrosion | |
| CN103954522A (en) | Method for measuring electrolyte molecular ratio in aluminum electrolysis process | |
| RU2424379C1 (en) | Roentgen-fluorescent procedure for determination of cryolite ratio of electrolyte | |
| RU2654397C2 (en) | Method of producing zirconium through molten electrolyte electrolysis (versions) | |
| Wu et al. | Modeling and simulation of neodymium oxide dissolution in molten fluorides | |
| Dedyukhin et al. | Density and molar volume of KF-NaF-AlF3 melts with Al2O3 and CaF2 additions | |
| CN103849897A (en) | Method of preparing metal aluminum | |
| RU2673597C1 (en) | Method of aluminum alloys production | |
| Muhlare et al. | The effect of electrolyte additives on cathode surface quality during copper electrorefining | |
| Antille et al. | Hall‐Heroult Cell Simulator: A Tool for the Operation and Process Control | |
| Dedyukhin et al. | Electrical conductivity of the (KF-AlF3)-NaF-LiF molten system with Al2O3 additions at low cryolite ratio | |
| Gladysz et al. | The electrochemical nucleation of copper on disc-shaped ultramicroelectrode in industrial electrolyte | |
| WO2020190271A1 (en) | System and method for controlling of smelting pot line | |
| Grjotheim et al. | Transport numbers in molten fluorides—I. Sodium fluoride | |
| Meirbekova et al. | Effect of Current Density and Phosphorus Species on Current Efficiency in Aluminum Electrolysis at High Current Densities | |
| JP5431909B2 (en) | Electrolytic elution method and electrolytic treatment apparatus for platinum | |
| RU2404845C2 (en) | Method to control carnallite ore dissolution | |
| JP5406073B2 (en) | Copper electrolytic purification apparatus and copper electrolytic purification method using the same | |
| Thorne et al. | Electrochemical characterization of carbon anode performance | |
| JP2003090836A (en) | Method and device for measuring nitrogenous compound |