[其他]電解生產鋁硅合金的方法

在審

• 申請號: 101988000000651
• 申請日: 1988-02-06
• 公開（公告）號: CN1005998B
• 公開（公告）日: 1989-12-06
• 發明（設計）人: 畢詩文;李德祥;趙恒先;楊毅宏;李春榮;張文聲
• 申請（專利權）人: 東北工學院
• 代理公司: 東北工學院專利事務所
• 代理人: 韓照星

一種電解生產鋁硅合金的方法，將鋰輝石與Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］粉加入冰晶石熔體中直接電解而制取鋁硅合金。其特點是耗電量低于以鋁電解槽中添加河砂或硅石粉而制取鋁硅合金的方法，而且由于鋁輝石的加入，可增加Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］和Ｌｉ↓［２］Ｏ的有益成份，因而可以降低鋁硅合金的生成成本，與此同時還可滿足其它鋁電解槽所需的鋰鹽以代替添加碳酸鋰。

本發明涉及電解生產鋁或鋁硅合金的技術領域。

目前電解生產鋁的工藝，是將Al₂O₃粉在冰晶石熔體中電解而制得。在此基礎上若要生產鋁硅合金時，可在鋁電解槽中添加河砂或硅石粉，直接電解出所需的鋁硅合金。如美國US-3980537專利，在鋁電解槽中添加硅石粉的方法直接制取鋁硅合金。這種向鋁電解槽中添加河砂或硅石粉制取鋁硅合金的方法，因添加河砂或硅石粉致使電流效率大幅度下降，與添加河砂或硅石粉前相比約降低5%以上，因而用此工藝生產鋁硅合金耗電量很大。在電解生產鋁的過程中為解決耗電量大的問題，一些廠家采用向電解槽添加碳酸鋰的方法以提高電解質的導電率及電流效率，然而，由于碳酸鋰的價格昂貴，按上述的電解法生產鋁硅合金時添加碳酸鋰，勢必會大大增加鋁硅合金的生成成本。

基于上述情況，本發明的目的在于提供一種耗電量低、綜合經濟效益明顯的鋁硅合金的生產方法。

為達到上述目的，本發明提供的電解生產鋁硅合金的方法，是將混入鋰輝石精礦粉的Al₂O₃粉在冰晶石熔體中進行電解而制取鋁硅合金。鋰輝石精礦的主要成份是Li₂O、SiO₂及Al₂O₃。由于鋰輝石加入熔融的電解質后，Al₂O₃和SiO₂被溶解，Li₂O與電解質中的AlF₃反應，生成LiF和Al₂O₃，并溶于電解質：

3Li₂O+2AlF₃＝6LiF+Al₂O₃因此，加入鋰輝石可以起到添加碳酸鋰同樣的作用，因而可改變電解質的物理化學性質，提高電解質的導電率和電流效率。同時，鋰輝石中的Al₂O₃代替了一部分價格較貴的工業Al₂O₃，鋰輝石中的SiO₂溶解后經電解，在鋁液陰極上析出Si從而得到鋁硅合金。

在電解槽中鋰輝石精礦粉與Al₂O₃粉的比例，視所要求的Al-Si合金的組成和鋰輝石的具體成份而定。若要求Al-Si合金中Si的含量為X，鋰輝石精礦粉中SiO₂的含量為S，鋰輝石中的Al₂O₃含量為A，則鋰輝石與Al₂O₃的比例K為：

K＝1.13X/S-SX-1.13AX·H

式中，H為修正系數。考慮到電解過程中Si的損失等因素，使H值根據具體生產技術條件及所要求的鋁硅合金不同其取值有所不同，H值的取值范圍在1.0～1.1，該值可以由實驗確定。一般鋰輝石精礦中，SiO₂的含量在45～70%，Al₂O₃的含量在20～30%，Li₂O的含量在3～8%，因而只要明確鋰輝石精礦的組分根據上述公式便可確定為生產各種Al-Si合金所需的鋰輝石與Al₂O₃粉加入量的配比關系。