RU2418104C1 - Procedure for preparing samples of calcium containing electrolyte in aluminium production for analysis of composition with rpa (roentgen-phase analysis) method - Google Patents
Procedure for preparing samples of calcium containing electrolyte in aluminium production for analysis of composition with rpa (roentgen-phase analysis) method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2418104C1 RU2418104C1 RU2010118954/02A RU2010118954A RU2418104C1 RU 2418104 C1 RU2418104 C1 RU 2418104C1 RU 2010118954/02 A RU2010118954/02 A RU 2010118954/02A RU 2010118954 A RU2010118954 A RU 2010118954A RU 2418104 C1 RU2418104 C1 RU 2418104C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrolyte
- sample
- crust
- analysis
- composition
- Prior art date
Links
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 title claims abstract description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 title description 41
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 14
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 title description 14
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 title 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 18
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 41
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 23
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 13
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 9
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical compound [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 4
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 description 4
- 229910016569 AlF 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000011775 sodium fluoride Substances 0.000 description 3
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 3
- KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K Aluminum fluoride Inorganic materials F[Al](F)F KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Chemical compound [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 2,2,3,3,3-pentafluoropropanal Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C=O IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 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
- 238000005280 amorphization Methods 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L magnesium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Mg+2] ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- PPPLOTGLKDTASM-UHFFFAOYSA-A pentasodium;pentafluoroaluminum(2-);tetrafluoroalumanuide Chemical compound [F-].[F-].[F-].[F-].[F-].[F-].[F-].[F-].[F-].[F-].[F-].[F-].[F-].[F-].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Al+3].[Al+3].[Al+3] PPPLOTGLKDTASM-UHFFFAOYSA-A 0.000 description 1
- 230000002685 pulmonary effect Effects 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 1
- 238000009681 x-ray fluorescence measurement Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электролитическому получению алюминия и может быть использовано при определении состава электролита для регулирования технологических параметров процесса.The invention relates to the electrolytic production of aluminum and can be used to determine the composition of the electrolyte to regulate the process parameters.
Контроль состава электролита является важной технологической процедурой при электролитическом производстве алюминия. В процессе работы электролизной ванны состав и свойства электролита изменяются. В связи с этим электролит примерно раз в три дня анализируется, на основании чего выполняется коррекция состава каждой ванны. К числу контролируемых характеристик состава относят криолитовое отношение (далее КО) - отношение общего содержания фторида натрия к фториду алюминия (NaF/AlF3), общее содержание фторида кальция, фторида магния, в некоторых случаях фторида лития. Криолитовое отношение определяет такие важные параметры электролита, как температура кристаллизации, растворимость глинозема, электропроводность, вязкость и некоторые другие. Определение состава производится методом количественного рентгенофазового анализа (РФА) на отобранных из ванн закристаллизованных пробах электролита. Необходимая точность определения КО составляет Δ=±0,03 и относительная ошибка определения CaF2 - Δ=±10%.Monitoring the composition of the electrolyte is an important process in the electrolytic production of aluminum. During the operation of the electrolysis bath, the composition and properties of the electrolyte change. In this regard, the electrolyte is analyzed approximately every three days, on the basis of which the composition of each bath is corrected. Among the controlled characteristics of the composition are the cryolite ratio (hereinafter referred to as KO) - the ratio of total sodium fluoride to aluminum fluoride (NaF / AlF 3 ), total calcium fluoride, magnesium fluoride, and in some cases lithium fluoride. The cryolite ratio determines such important electrolyte parameters as crystallization temperature, alumina solubility, electrical conductivity, viscosity and some others. The composition is determined by the method of quantitative x-ray phase analysis (XRD) on crystallized electrolyte samples taken from the baths. The required accuracy for determining the CO is Δ = ± 0.03 and the relative error in the determination of CaF 2 is Δ = ± 10%.
В закристаллизованных пробах электролита наблюдается одновременное присутствие четырех, а иногда и пяти фаз, что указывает на неравновесные условия их кристаллизации. В процессе кристаллизации основные компоненты NaF и AlF3 образуют две фазы: криолит Na3AlF6 и хиолит Na5Al3F14. Фторид кальция образует три фазы: CaF3 (флюорит), NaCaAlF6 и Na2Ca3Al2F14 (кальциевые криолиты). Поскольку фторид кальция связывает также фториды алюминия и натрия, кальций необходимо определить не только как химический компонент, но и измерить содержание каждой кальцийсодержащей фазы (NaCaAlF6 и Na2Ca3Al2F14). К сожалению, фаза NaCaAlF6 имеет недостаточную окристаллизованность, что понижает точность ее измерения, методом РФА. Между тем, соотношение между кальцийсодержащими фазами в образце в процессе пробоотбора может изменяться (Кирик С.Д., Якимов И.С., Головнев Н.Н. и др. // Тезисы Межд. конф. «Алюминий Сибири 2002», Красноярск, 2002, с.400-404). Четкое понимание причин, по которым это происходит, отсутствует.In crystallized electrolyte samples, the simultaneous presence of four, and sometimes five, phases is observed, which indicates nonequilibrium crystallization conditions. During crystallization, the main components of NaF and AlF 3 form two phases: cryolite Na 3 AlF 6 and chiolite Na 5 Al 3 F 14 . Calcium fluoride forms three phases: CaF 3 (fluorite), NaCaAlF 6 and Na 2 Ca 3 Al 2 F 14 (calcium cryolites). Since calcium fluoride also binds aluminum and sodium fluorides, calcium must be determined not only as a chemical component, but also to measure the content of each calcium-containing phase (NaCaAlF 6 and Na 2 Ca 3 Al 2 F 14 ). Unfortunately, the NaCaAlF 6 phase has insufficient crystallization, which reduces the accuracy of its measurement by the XRD method. Meanwhile, the ratio between the calcium-containing phases in the sample during sampling may vary (Kirik S.D., Yakimov I.S., Golovnev N.N. et al. // Abstracts of the International Conference “Aluminum of Siberia 2002”, Krasnoyarsk, 2002, p. 400-404). A clear understanding of the reasons why this is happening is lacking.
В связи со сложностью определения концентрации фторида кальция исключительно методом РФА рентгенографическую схему анализа дополняют рентгенфлуоресцентным измерением общего содержания кальция (Combined XRD/XRF System for Potflux Analysis PW1760/10. Instructional Manual 9499-303-01711, 840127. Almelo, Netherlands). Эти данные, тем не менее, не позволяют учесть вклад в криолитовое отношение фторидов натрия и алюминия, связанных с кальцием. На практике, при расчете конечных величин условно полагают (Lossius L.P., Hoie H., Pedersen H.H et.al. // Light Metals, 2000, p.265-270), что кальций с постоянным соотношением распределяется между возможными кальцийсодержащими фазами (NaCaAlF6 и Na2Ca3Al2F14). Реальная ситуация, однако, значительно отличается от этого, что приводит к искажению результата анализа. Например, при составе электролита, выраженного через основные компоненты: Na3AlF6 - 72% мас. и AlF3 - 14% мас. и CaF2 - 8% мас.), предположение о том, что кальций закристаллизовался в виде фазы NaCaAlF6, дает величину KO=2,19, а в случае фазы Na2Ca3Al2F14, KO=2,27. Возникающая разница результатов (0,08 ед. КО) значительно превышает допустимую ошибку. Точность анализа может быть повышена, если использовать образцы, полученные при равновесной кристаллизации, когда рентгенограммы фаз пригодны для количественного измерения. Этого можно достигнуть усовершенствованием стадий пробоотбора и/или пробоподготовки, в процессе которых отобранное для анализа вещество будет иметь в своем составе хорошо окристаллизованные фазы.Due to the difficulty of determining the concentration of calcium fluoride exclusively by the XRD method, the X-ray analysis scheme is supplemented by an X-ray fluorescence measurement of total calcium (Combined XRD / XRF System for Potflux Analysis PW1760 / 10. Instructional Manual 9499-303-01711, 840127. Almelo, Netherlands). These data, however, do not allow taking into account the contribution to the cryolite ratio of sodium and aluminum fluorides associated with calcium. In practice, when calculating the final values, it is conditionally assumed (Lossius LP, Hoie H., Pedersen HH et.al. // Light Metals, 2000, p. 265-270) that calcium with a constant ratio is distributed between possible calcium-containing phases (NaCaAlF 6 and Na 2 Ca 3 Al 2 F 14 ). The real situation, however, differs significantly from this, which leads to a distortion of the analysis result. For example, with the composition of the electrolyte, expressed through the main components: Na 3 AlF 6 - 72% wt. and AlF 3 - 14% wt. and CaF 2 - 8% wt.), the assumption that calcium crystallized as the NaCaAlF 6 phase gives KO = 2.19, and in the case of the Na 2 Ca 3 Al 2 F 14 phase, KO = 2.27. The resulting difference in results (0.08 units of KO) significantly exceeds the permissible error. The accuracy of the analysis can be improved if you use samples obtained by equilibrium crystallization, when the x-ray phase is suitable for quantitative measurement. This can be achieved by improving the stages of sampling and / or sample preparation, during which the substance selected for analysis will contain well-crystallized phases.
Известна технология отбора проб электролита на лом, которая заключается в том, что металлический лом погружают на непродолжительное время в расплав и отделяют пробу электролита, налипшего на лом (Стандарт предприятия «Отбор проб электролита» СТП 04-01-01-96, Красноярский алюминиевый завод). Недостатком способа является то, что при отборе пробы на лом в результате быстрого охлаждения происходит аморфизация части электролита. К такой пробе не может быть применен метод количественного РФА.The known technology of sampling electrolyte for scrap, which consists in the fact that metal scrap is immersed for a short time in the melt and separate the sample of electrolyte adhering to scrap (Standard of the company "Sampling of electrolyte" STP 04-01-01-96, Krasnoyarsk aluminum plant ) The disadvantage of this method is that when sampling for scrap as a result of rapid cooling, amorphization of a part of the electrolyte occurs. Quantitative X-ray diffraction cannot be applied to such a sample.
Известна технология отбора проб электролита в двухконтурную изложницу, включающая локальное разрушение корки электролита, нагревание двухконтурной изложницы в расплаве электролита до красного каления, нагревание металлической ложки над поверхностью электролита в течение 3-4 минут, зачерпывание электролита и выливание его в изложницу - сначала в кольцо, затем в стаканчик (Стандарт предприятия «Отбор проб электролита» СТП 04-01-01-96, Красноярский алюминиевый завод). Недостатком способа отбора проб в массивную металлическую изложницу является длительность процесса пробоотбора.The known technology of sampling electrolyte in a double-circuit mold, including local destruction of the crust of the electrolyte, heating the double-circuit mold in the molten electrolyte to red heat, heating a metal spoon over the surface of the electrolyte for 3-4 minutes, scooping up the electrolyte and pouring it into the mold, first into the ring, then into a glass (Standard of the company "Electrolyte Sampling" STP 04-01-01-96, Krasnoyarsk Aluminum Plant). The disadvantage of the method of sampling in a massive metal mold is the duration of the sampling process.
Известна технология отбора проб электролита, включающая локальное разрушение корки электролита, удаление твердых остатков корки, перемешивание электролита, отбор проб в пробоотборник, предварительно нагретого до 200-250°С, а затем и до температуры электролита и выливание жидкой пробы электролита без остатка из пробоотборника в изложницу и выдерживание пробы в изложнице не менее 2,5 часов (Патент RU №2284377). Недостатком способа является большая продолжительность пробоотбора. По этой причине данная методика в настоящее время практически не применяется.Known technology for sampling electrolyte, including local destruction of the crust of the electrolyte, removing solid residues of the crust, mixing the electrolyte, sampling the sampler previously heated to 200-250 ° C, and then to the temperature of the electrolyte and pouring the liquid sample of the electrolyte without residue from the sampler into the mold and keeping the sample in the mold for at least 2.5 hours (Patent RU No. 2284377). The disadvantage of this method is the long duration of sampling. For this reason, this technique is currently practically not used.
Известна и используется на алюминиевых заводах следующая технология отбора проб электролита из алюминиевого электролизера, включающая очищение корки от глинозема, пробивание легочного отверстия в электролитной корке, очищение поверхности электролита от кусков корки и глинозема, отбор пробы в предварительно прогретую над поверхностью расплава толстостенную коническую изложницу (пробоотборник), извлечение пробы и помещение ее в технологическую корзину с ячейками (число ячеек соответствует количеству ванн в корпусе) (Инструкция «Отбор проб электролита» И 8-34-2002, Красноярский алюминиевый завод). Данный способ принят за прототип.The following technology for sampling electrolyte from an aluminum electrolyzer is known and used at aluminum plants, including cleaning the crust from alumina, punching the pulmonary opening in the electrolyte crust, cleaning the surface of the electrolyte from pieces of crust and alumina, sampling a thick-walled conical mold pre-warmed above the melt surface (sampler ), extracting the sample and placing it in the technological basket with cells (the number of cells corresponds to the number of baths in the housing) (Instruction “Outflow electrolyte breakdown "and 8-34-2002, Krasnoyarsk Aluminum Plant). This method is adopted as a prototype.
Недостатком способа является то, что при применении этого метода трудно выдержать одинаковый регламент пробоотбора. Для ускорения операции на практике часто не выполняют стадии прогрева пробоотборника, сокращают время охлаждения пробы в пробоотборнике. В результате кристаллизация кальцийсодержащих фаз протекает в неравновесных условиях, что затрудняет применение метода РФА.The disadvantage of this method is that when using this method it is difficult to maintain the same sampling schedule. To speed up the operation, in practice, the stages of heating the sampler often do not perform; they reduce the cooling time of the sample in the sampler. As a result, the crystallization of calcium-containing phases proceeds under nonequilibrium conditions, which complicates the application of the XRD method.
Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является воспроизводимое получение анализируемых проб, основанное на применении термической обработки, которая позволяет добиться равновесного фазового состава и хорошей окристаллизации фаз в пробе, что необходимо при применении методов РФА.The technical result, the achievement of which the present invention is directed, is the reproducible preparation of the analyzed samples based on the use of heat treatment, which allows to achieve an equilibrium phase composition and good crystallization of the phases in the sample, which is necessary when applying the XRD methods.
Заданный технический результат достигается тем, что отобранные из ванн закристаллизованные пробы подвергаются дополнительной термической обработке. Для этого корзину с отобранными пробами помещают в печь, нагретую до температуры 480-520°С, и выдерживают в ней в течение 20-40 минут. После этого корзину с пробами вынимают и охлаждают на воздухе.The desired technical result is achieved by the fact that crystallized samples taken from the baths are subjected to additional heat treatment. To do this, the basket with the selected samples is placed in a furnace heated to a temperature of 480-520 ° C, and kept in it for 20-40 minutes. After this, the sample basket is removed and cooled in air.
Сущность метода состоит в том, что при термообработке закристаллизованной пробы при 480-520°С в течение 20-40 минут происходит превращение кальцийсодержащей фазы NaCaAlF6, имеющей недостаточную окристаллизованность, в хорошо окристаллизованную Na2Ca3Al2F14. Происходящее можно описать следующими реакциями:The essence of the method is that during the heat treatment of the crystallized sample at 480-520 ° C for 20-40 minutes, the calcium-containing NaCaAlF 6 phase, which has insufficient crystallization, is transformed into well-crystallized Na 2 Ca 3 Al 2 F 14 . What is happening can be described by the following reactions:
Выделяющееся в результате реакции (1) соединение NaAlF4 взаимодействует с Na3AlF6 с образованием Na5Al3F14:The compound NaAlF 4 released as a result of reaction (1) interacts with Na 3 AlF 6 to form Na 5 Al 3 F 14 :
Таким образом, баланс системы не нарушается. В результате получается хорошо окристаллизованная фаза Na2Ca3Al2F14, пригодная для измерений методом РФА.Thus, the balance of the system is not upset. The result is a well-crystallized Na 2 Ca 3 Al 2 F 14 phase, suitable for X-ray diffraction measurements.
В ходе проведенных исследований определения состава электролита для регулирования технологических параметров процесса установлено, что оптимальными условиями термообработки проб являются температура 480-520°С и время прокаливания 20-40 минут.In the course of the studies to determine the composition of the electrolyte for regulating the technological parameters of the process, it was found that the optimal conditions for heat treatment of samples are a temperature of 480-520 ° C and annealing time of 20-40 minutes.
Повышение температуры термообработки проб более 520°С приводит к тому, что образующееся по реакции (1) соединение NaAlF4, обладая высокой летучестью, выходит из пробы, меняя ее состав. Температура термообработки проб менее 480°С требует излишне большого времени процесса.An increase in the heat treatment temperature of samples over 520 ° C leads to the fact that the compound NaAlF 4 formed by reaction (1), having high volatility, leaves the sample, changing its composition. Sample heat treatment temperatures of less than 480 ° C require an unnecessarily long process time.
Экспериментально установлено, что при времени термообработки проб менее 20 минут распад фазы NaCaAlF6 происходит не полностью. Термообработка проб более 40 минут нецелесообразна из-за увеличения продолжительности анализа, поскольку 40 минут более чем достаточно для завершения процессов распада фазы и выравнивания микроструктуры образца.It was experimentally established that when the heat treatment time of the samples is less than 20 minutes, the decomposition of the NaCaAlF 6 phase does not occur completely. Heat treatment of samples for more than 40 minutes is impractical due to the increase in the analysis duration, since 40 minutes is more than enough to complete the phase decomposition processes and alignment of the sample microstructure.
Примеры осуществления способаExamples of the method
В качестве тестируемых материалов были использованы образцы электролита, отобранные из разных промышленных ванн в коническую изложницу. Условия термической обработки и данные по составу электролитов, определенные различными методами, приведены в таблице 1.As test materials, we used electrolyte samples taken from various industrial baths in a conical mold. Heat treatment conditions and data on the composition of electrolytes, determined by various methods, are shown in table 1.
Пример 1Example 1
Образцы электролита, отобранные в коническую изложницу из промышленной ванны, прокаливали в печи в открытом тигле при определенных температурах, в течение заданного времени. Масса образца до и после прокаливания контролировалась на аналитических весах с точностью до 10-3 г. Потери массы составляли менее 0,1% мас. Контроль состава электролита проводили с помощью РФА (дифрактометр X'pert Pro (PANalitical, Нидерланды)). В качестве арбитражного метода для контроля состава электролита использовали рентгеноспектральный метод анализа (рентгеновский флуоресцентный спектрометр Axios Advanced (PANalytical, Нидерланды)). На фиг.1-3 приведены рентгенограммы исходного электролита и электролита, термически обработанного.Electrolyte samples taken in a conical mold from an industrial bath were calcined in an open crucible at certain temperatures for a predetermined time. The mass of the sample before and after calcination was controlled on an analytical balance with an accuracy of 10 -3 g. The mass loss was less than 0.1% wt. The electrolyte composition was monitored using XRD (X'pert Pro diffractometer (PANalitical, Netherlands)). An X-ray spectral analysis method (Axios Advanced X-ray fluorescence spectrometer (PANalytical, Netherlands)) was used as an arbitration method for monitoring the electrolyte composition. Figure 1-3 shows the x-ray of the original electrolyte and electrolyte, heat-treated.
Эксперименты показывают, что при термической обработке электролитов (образцы 1_1, 2_1), имеющих в своем исходном составе плохоокристаллизованное соединение NaCaAlF6, происходит распад этого соединения с образованием хорошо окристаллизованного соединения Na2Ca3Al2F14. Термическая обработка электролита (образец 3_1), не имеющего в своем исходном составе соединения NaCaAlF6, не приводит к изменению фазового состава. Рентгеноспектральный анализ фиксирует, что термическая обработка не изменяет элементный состава образца.Experiments show that during the heat treatment of electrolytes (samples 1_1, 2_1), which have a poorly crystallized NaCaAlF 6 compound in their initial composition, this compound decomposes to form a well crystallized compound Na 2 Ca 3 Al 2 F 14 . The thermal treatment of the electrolyte (sample 3_1), which does not have NaCaAlF 6 in its initial composition, does not lead to a change in the phase composition. X-ray spectral analysis reveals that heat treatment does not change the elemental composition of the sample.
Результаты экспериментов по термической обработке промышленных электролитов позволяют рекомендовать данный метод при подготовке образцов к анализу. Термическую обработку следует проводить при температуре 480-520°С в течение 20-40 минут. Данные выводы были сделаны для проб электролита, отобранных на заводе КРАЗ. Потери массы при термической обработке проб в данных условиях не превышали 0,1% мас.The results of experiments on the heat treatment of industrial electrolytes allow us to recommend this method when preparing samples for analysis. Heat treatment should be carried out at a temperature of 480-520 ° C for 20-40 minutes. These conclusions were made for electrolyte samples taken at the KRAZ plant. The mass loss during heat treatment of samples under these conditions did not exceed 0.1% wt.
Как следует из приведенных примеров, использование термической обработки проб позволяет добиться воспроизводимости анализируемых проб, равновесного фазового состава и хорошей окристаллизованности фаз в пробе, что необходимо при применении методов РФА.As follows from the above examples, the use of heat treatment of samples allows us to achieve reproducibility of the analyzed samples, the equilibrium phase composition and good crystallization of the phases in the sample, which is necessary when applying the XRD methods.
Данные по составу электролитов, определенные различными методами и условия термической обработкиTable 1
Electrolyte composition data determined by various methods and heat treatment conditions
% мас.CaF 2 ,
% wt.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010118954/02A RU2418104C1 (en) | 2010-05-11 | 2010-05-11 | Procedure for preparing samples of calcium containing electrolyte in aluminium production for analysis of composition with rpa (roentgen-phase analysis) method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010118954/02A RU2418104C1 (en) | 2010-05-11 | 2010-05-11 | Procedure for preparing samples of calcium containing electrolyte in aluminium production for analysis of composition with rpa (roentgen-phase analysis) method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2418104C1 true RU2418104C1 (en) | 2011-05-10 |
Family
ID=44732673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010118954/02A RU2418104C1 (en) | 2010-05-11 | 2010-05-11 | Procedure for preparing samples of calcium containing electrolyte in aluminium production for analysis of composition with rpa (roentgen-phase analysis) method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2418104C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2542927C1 (en) * | 2013-12-19 | 2015-02-27 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | Method for preparing samples of potassium-containing electrolyte of aluminium industry for analysing composition and determining bath ratio by x-ray fluorescence analysis |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6010611A (en) * | 1995-09-01 | 2000-01-04 | Auckland Uniservices Limited | Measurement of alumina in reduction pots |
| RU2284377C2 (en) * | 2004-01-05 | 2006-09-27 | Открытое акционерное общество "Сибирский научно-исследовательский, конструкторский и проектный институт алюминиевой и электродной промышленности" (ОАО "СибВАМИ") | Method of drawing electrolyte samples from aluminum electrolyzer |
| RU2303246C1 (en) * | 2005-12-16 | 2007-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Русская инжиниринговая компания" (ООО "РУС-Инжиниринг") | Mode of definition of the temperature of the liquidus of the melt of the electrolyte in an aluminum electrolytic cell and an arrangement for its execution |
| RU2358041C2 (en) * | 2007-06-22 | 2009-06-10 | Открытое акционерное общество "Сибирский научно-исследовательский, конструкторский и проектный институт алюминиевой и электродной промышленности" (ОАО "СибВАМИ") | Method of electrolyte analysis for aluminium oxide content |
-
2010
- 2010-05-11 RU RU2010118954/02A patent/RU2418104C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6010611A (en) * | 1995-09-01 | 2000-01-04 | Auckland Uniservices Limited | Measurement of alumina in reduction pots |
| RU2284377C2 (en) * | 2004-01-05 | 2006-09-27 | Открытое акционерное общество "Сибирский научно-исследовательский, конструкторский и проектный институт алюминиевой и электродной промышленности" (ОАО "СибВАМИ") | Method of drawing electrolyte samples from aluminum electrolyzer |
| RU2303246C1 (en) * | 2005-12-16 | 2007-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Русская инжиниринговая компания" (ООО "РУС-Инжиниринг") | Mode of definition of the temperature of the liquidus of the melt of the electrolyte in an aluminum electrolytic cell and an arrangement for its execution |
| RU2358041C2 (en) * | 2007-06-22 | 2009-06-10 | Открытое акционерное общество "Сибирский научно-исследовательский, конструкторский и проектный институт алюминиевой и электродной промышленности" (ОАО "СибВАМИ") | Method of electrolyte analysis for aluminium oxide content |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2542927C1 (en) * | 2013-12-19 | 2015-02-27 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | Method for preparing samples of potassium-containing electrolyte of aluminium industry for analysing composition and determining bath ratio by x-ray fluorescence analysis |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lu et al. | Investigation of the formation mechanisms of plasma electrolytic oxidation coatings on Mg alloy AM50 using particles | |
| Piątkowski et al. | Testing phase changes in Al-Si alloys with application of thermal analysis and differential calorimetric analysis | |
| RU2418104C1 (en) | Procedure for preparing samples of calcium containing electrolyte in aluminium production for analysis of composition with rpa (roentgen-phase analysis) method | |
| RU2507291C1 (en) | Method for obtaining aluminium-scandium alloy combination | |
| Wakamatsu et al. | Solubility of gaseous carbon dioxide in molten LiCl–Li2O | |
| WO2015112059A1 (en) | Method for determining the composition and cryolite ratio of solid samples of potassium-containing electrolyte in aluminium production by xrd | |
| Yang et al. | Mechanism of dissolution behavior of the secondary Alumina | |
| CN102002616B (en) | Hydrogen-containing 7050 aluminum alloy standard sample and preparation method thereof | |
| Ranieri et al. | The phase diagram of the system LiF–GdF3 | |
| CN109563635B (en) | Method and apparatus for electrolyte composition analysis | |
| RU2542927C1 (en) | Method for preparing samples of potassium-containing electrolyte of aluminium industry for analysing composition and determining bath ratio by x-ray fluorescence analysis | |
| Zaitseva et al. | Thermal transformation of quaternary compounds in NaF–CaF2–AlF3 system | |
| Carlsson | Grain refinement of aluminium by titanium diboride particles: The importance of nucleation, growth restriction, and cooling rate | |
| WO2021029789A1 (en) | Method for express determination of cryolite ratio and concentration of potassium fluoride in electrolyte in producing aluminium | |
| CN111349801A (en) | Preparation method of aluminum alloy ingot | |
| RU2284377C2 (en) | Method of drawing electrolyte samples from aluminum electrolyzer | |
| RU2631544C1 (en) | Method of standard samples manufacture of ligatures based on aluminium | |
| Aarnæs | Removal of Aluminium Carbide from Liquid Aluminium | |
| CN106062541B (en) | Method for determining the composition and cryolite ratio of solid samples containing potassium electrolytes | |
| Weiss et al. | Assessment of the effect of temperature and annealing time homogenization AlCu4MgMn alloys in terms of microstructure image analysis methods and EDX | |
| Orji | Strengthening During Natural Ageing of Thin-Walled Structural Castings of (Al, Zn, Mg)-Fe Dilute Eutectic Alloy | |
| RU2344402C2 (en) | Metallographic method of detecting magnesium or its alloys in salt mixtures of wastes from magnesium production | |
| Kucharík et al. | Thermal analysis of the system Na3AlF6–NAVO3 | |
| WO2019151905A1 (en) | Method for preparing a charge ingot for producing articles by casting | |
| RU2616747C1 (en) | Method for cryolite ratio determination for electrolyte with calcium, magnesium and potassium fluorides additives using xrf method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140512 |