Статьи автора

Низкотемпературный способ электролитического получения сплавов Al–РЗМ в криолитовых расплавах

Номер выпуска 4 от 01.04.2023

Исследован процесс электролитического получения сплавов Al–Y и Al–Sc в электролите на основе калиевого криолита KF–NaF(10 мас. %)–AlF₃ с криолитовым отношением (КО) 1.5, содержащем оксиды Al₂O₃, Sc₂O₃ или Y₂O₃, в ячейке с вертикальными электродами. Инертным анодом служил сплав Fe–Ni–Cu. Смачиваемый катод представлял из себя графитовую пластинку, покрытую диборидом алюминия. Электролиз проводили при катодной плотности тока 0.2 А/см² и температуре 830°С. Массу добавки Al₂O₃ рассчитывали, исходя из величины выхода по току 60%. Добавку Sc₂O₃ вводили в расплав в количестве 1 мас. %. Массу добавки Y₂O₃ выбирали на основании величины его растворимости в исследуемом расплаве. Для этого было изучено влияние добавок Y₂O₃ на температуру ликвидуса квази-бинарной смеси [KF–NaF(10 мас. %)–AlF₃ (КО = 1.5)]–Y₂O₃ и обнаружено, что в отличие от добавок Sc₂O₃, которые понижают температуру ликвидуса криолитового расплава, небольшие добавки Y₂O₃ приводят к ее резкому увеличению. Найдено, что эффективность электролитического восстановления Y₂O₃, по сравнению с алюминотермическим восстановлением, повышается в 10 раз. При прочих равных условиях эффективность электролитического восстановления Y₂O₃ выше, чем Sc₂O₃. Получены сплавы Al–Y и Al–Sc с содержанием РЗМ 0.6 мас. %. Однако, время достижения максимального извлечения иттрия значительно превышает время извлечения скандия. Металлографические исследования полученных сплавов показали наличие интерметаллидов Al₃Sc и Al₂Y. Сделан вывод о принципиальной возможности низкотемпературного электролитического получения сплавов Al–РЗМ в криолитовых расплавах на основе калиевого криолита в вертикальных ячейках с инертным металлическим анодом и смачиваемым катодом.

55 0