- PII
- 10.31857/S0235010624050071-1
- DOI
- 10.31857/S0235010624050071
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume / Issue number 5
- Pages
- 529-544
- Abstract
- This article discusses the interaction of chemical elements in the three-component Al-V-B system. Vanadium reduces electrical conductivity in primary aluminum, which requires its reduction during aluminum electrolysis to values less than 0.02%. In order to reduce the concentration of vanadium impurities, thermodynamic calculations were carried out for the reactions of separation of the metallic phase of aluminum and impurities of vanadium intermetallic compounds through the use of a boron-containing flux. The calculation of thermodynamic parameters was carried out in HSC Chemistry 9.0. for AlB2 and VB2 compounds, the chemical reaction AlB2 + V = VB2 + Al within the operating temperatures of electrolysis and casting of primary aluminum of 650–950°С and the conditions of immersion of boron-containing flux into the melt to a ladle depth of 0.5, 1.0, 1.5 and 2 m, i.e. within the pressure range of 102.39–148.99 kPa. Thermodynamic analysis showed that the Gibbs energy (ΔGT) values in the entire range of operating temperatures of the electrolysis and casting of primary aluminum for VB2 are significantly lower than AlB2, therefore, they will be formed predominantly in this temperature range. The order of stability also suggests that vanadium can be easily removed from aluminum melts by adding boron. The results obtained allow us to conclude that chemical reactions of primary aluminum purification from vanadium impurities can occur due to boron additives.
- Keywords
- алюминий ванадий термодинамическое моделирование флюс борная кислота рафинирование
- Date of publication
- 17.09.2025
- Year of publication
- 2025
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 5
References
- 1. В.И. Шпаков, В.С. Разумкин, В.Г. Кокоулин, Е.В. Низовцев, В.Г. Иванов, Л.П. Трифоненков, В.М. Никитин. Способ очистки алюминия и его сплавов от примесей тяжелых металлов. Пат. RU 2084548 C1 РФ. № 94 94038553; заявл. 12.10.1994; опубл. 20.07.1997.
- 2. Горланов Е.С., Батраченко А.А., Смаилов Б.С.-А., Морозов А.Ю. Роль ванадия в расплавах алюминиевых электролизеров // Металлург. 2019. 62. С. 1048–1052.
- 3. Горланов Е.С., Батраченко А.А., Смаилов Б.С.-А., Скворцов А.П. Испытания обожженных анодов с повышенным содержанием ванадия // Металлург. 2018. 62. С. 62–69.
- 4. Горланов Е.С. Легирование катодов алюминиевых электролизеров методом низкотемпературного синтеза диборида титана. Дисс. на соис. уч. ст. д-р техн. наук. Санкт-Петербург: СПбГУ, 2020.
- 5. Ибрагимов А.Т., Пак Р.В. Электрометаллургия алюминия. Казахстанский электролизный завод. Павлодар: Дом печати, 2009.
- 6. Троицкий И.А., Железнов В.А. Металлургия алюминия. М.: Металлургия, 1984.
- 7. Банчила С.Н., Филиппов Л.П. Изучение электропроводности металлов // Теплофизика высоких температур. 1973. 11. С. 668–671.
- 8. Фомин Н.Е., Ивлев В.И., Юдин В.А. Влияние примесей на электросопротивление меди и алюминия // Вестник Мордовского университета. 2014. 24. С. 50–57.
- 9. Мирзоев Ф.М. Теплофизические свойства алюминия различной степени чистоты и сплавов системы A–Si. Дисс. на соис. уч. ст. канд. физ.-мат. наук. Душанбе: Тадж. техн. ун-т им. академика М.С. Осими, 2019.
- 10. Лякишев Н.П. Диаграммы состояния двойных металлических систем: справочник. Т. 1 / М.: Машиностроение, 1996.
- 11. ТУ на кокс ТОО «УПНК-ПВ» СТ-ТОО 131240008552-009-2015.
- 12. ТИ – КЭЗ–017–2009 «Производство мелкой чушки». Павлодар: АО «КЭЗ», 2009.
- 13. Khaliq A., Rhamdhani M.A., Brooks G.A., John F., Grandfield J.F. Removal of vanadium from molten aluminum. P. I. Analysis of VB2 formation // Metallurgical and Materials Transactions B. 2014. 45. P. 752–768.
- 14. Khaliq A., Brooks G., John F., Rhamdhani M.A. Removal of vanadium from molten aluminum. P. II. Kinetic analysis and mechanism of VB2 formation // Metallurgical and Materials Transactions B. 2013. 45. Р. 769–783.
- 15. Khaliq A., Rhamdhani M. A., Brooks G. A., Grandfield J. F. Removal of vanadium from molten aluminum. P. III. Analysis of industrial boron treatment practice // Metallurgical and Materials Transactions B. 2014. 45. P. 784–794.
- 16. Червякова К. Ю. Исследование и разработка технологии получения слитков и листов боралюминия повышенной прочности : автореф. дисс. на соис. уч. ст. канд. техн. наук. М.: МИСиС, 2019.
- 17. Лякишев Н.П., Плинер Ю.Л., Лаппо С.И. Борсодержащие стали и сплавы. М.: Металлургия, 1986.
- 18. Слетова Н.В., Чайкин В.А. Технология рафинирования и модифицирования алюминиевых сплавов с применением экологически чистых препаратов, обеспечивающих стабильные показатели качества отливок: монография. М.: МГОУ, 2013.
- 19. Roine A. Outokumpu HSC Chemistry for Windows. Chemical reactions and Equilibrium software with extensive thermochemical database. Pori: Outokumpu research OY, 2002.
