способ получения силумина
| Классы МПК: | C22C1/02 плавлением |
| Автор(ы): | Карелин Александр Иванович, Карелин Владимир Александрович, Шпунт Лев Борисович |
| Патентообладатель(и): | Карелин Александр Иванович, Карелин Владимир Александрович, Шпунт Лев Борисович |
| Приоритеты: |
подача заявки:
1993-09-20 публикация патента:
20.01.1997 |
Изобретение относится к металлургическим способам получения сплавов и может быть использовано в технологии получения легких сплавов алюминия с кремнием. Цель изобретения - разработка способа получения высокочистого силумина, исключающего образование технологических отходов. Поставленная цель достигается тем, что кремний вводят в расплав алюминия в виде высокочистого тетрафторида кремния в газовой фазе и получают кроме силумина безводный фторид алюминия.
Формула изобретения
Способ получения силумина, включающий введение кремния в расплав алюминия, отличающийся тем, что кремний вводят в виде высокочистого тетрафторида кремния (99,99999%) в газовой фазе.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к металлургическим способам получения сплавов и может быть использовано в технологии получения легких сплавов алюминия с кремнием. В основе известных способов получения легких сплавов алюминия с кремнием лежит технология сплавления компонентов сплава в металлическом состоянии. В промышленности при производстве силумина получают электролизом технический алюминий (99,0%) и технический кремний (98,0-99,0%) восстановлением диоксида кремния углеродом в дуговых электрических печах [1, 2] Затем технические металлы и легирующие добавки сплавляют в заданном соотношении [1] Этот способ принят в качестве прототипа. Основным недостатком способа-прототипа является то, что в результате его осуществления получают силумин только технической чистоты (< 99,0%). Даже при использовании высокочистого алюминия при сплавлении с техническим кремнием получается силумин, загрязненный примесями из технического кремния. Применение высокочистого поликристаллического кремния экономически не оправданно ввиду очень высокой его пены. Кроме того, при получении технического кремния в дуговых электрических печах восстановлением диоксида кремния углеродом расходуется большое количество электроэнергии [2] и образуются в огромных количествах отходы в виде тонкодисперсного порошка диоксида кремния, загрязненного углеродом. Основные задачи изобретения получение силумина, чистота которого не хуже чистоты применяемого алюминия, и исключение образования отходов. Поставленная цель достигается тем, что кремний вводят в расплав алюминия в виде высокочистого тетрафторида кремния в газовой фазе и получают кроме силумина безводный фторид алюминия. Рассмотрим предлагаемый способ на конкретном примере. Берут технический алюминий (99,0%) или высокочистый алюминий (99,9999%), вводят легирующие добавки, расплавляют шихту, и через расплав барботируют высокочистый тетрафторид кремния (99,99999%), и в результате получают силумин с заданным соотношением кремния и алюминия и безводный фторид алюминия по реакции:7Al(ж)+3SiF4(г)_
3SiAl(ж)+4AlF3(тв.)Силумин отделяют от фторида алюминия и используют в качестве товарной продукции. Чистота товарной продукции не хуже чистоты использованного алюминия. Фторид алюминия очищается от силумина вакуумной отгонкой последнего и используется в качестве товарной продукции высокой чистоты. Высокочистый тетрафторид кремния, используемый в процессе производства силумина, получают во вращающихся печах термическим разложением кремнефтористых солей кальция или натрия, образующихся при переработке апатитов и фосфоритов в фосфорные минеральные удобрения.
Фтористый кальций или натрий используются в качестве товарных продуктов в производстве безводного фтористого водорода или в алюминиевой промышленности при получении криолита. Таким образом, в предлагаемом способе получаются товарные продукты - силумин, фторид алюминия, фтористый кальций или натрий и исключается образование технологических отходов. Силумин, полученный предлагаемым способом, значительно дешевле силумина, полученного по способу-прототипу.