Предпосылки получения лигатуры алюминий-цирконий в электролизных ваннах и постановка задачи исследования (часть 2)   

   При выборе сырья для электролитического получения лигатуры алюминий – цирконий необходимо учитывать не только стоимость и дефицитность продукта, но и влияние его на условия работы электролизной алюминиевой ванны. Фторцирконат калия не может служить сырьём для получения лигатуры алюминий – цирконий указанным способом, поскольку вместе с цирконием в ванну вводится калий. Из работ по электролизу алюминия известно, что наличие иона калия в электролите алюминиевой ванны увеличивает смачиваемость угольных блоков и приводит к ухудшению отделения угольной «пены» от электролита, тем самым, способствуя загрязнению ванны. Кроме того, известно, что ион калия способствует значительной пропитке угольных блоков электролитом и приводит к быстрому разрушению подин и сокращению срока службы электролизных ванн.

   Объёмы производства алюминиевых сплавов и необходимое для них количество лигатуры алюминий – цирконий не может быть удовлетворено такой сырьевой базой как отходы металлического циркония, но в то же время они могут быть утилизированы при производстве лигатур в алюминиевом электролизёре. Высокая стоимость циркониевой губки и порошкового циркония значительно увеличивает стоимость готовой продукции, что делает экономически нецелесообразным применение последних для получения лигатуры алюминий – цирконий. Использование в качестве исходного сырья тетрахлорида циркония не представляется возможным из – за отсутствия его серийного промышленного производства. Анализ различных типов существующего цирконийсодержащего сырья позволяет считать реальным использование двуокиси циркония для производства лигатуры алюминий – цирконий в алюминиевых электролизёрах.

   Для более точного учета влияния сплавообразования на процесс восстановления двуокиси циркония необходимо исследовать термодинамические свойства сплавов алюминий – цирконий. В то же время практическое осуществление получения лигатуры алюминий – цирконий будет зависеть от разницы между величиной растворимости ZrO₂ в криолитглинозёмном расплаве и остаточной концентрации двуокиси циркония в электролите, что ставит одной из основных задач настоящей работы изучение растворимости двуокиси циркония в криолитглинозёмных расплавах и влияние на неё технологических факторов.

   Рассматривая возможность получения алюминиево-циркониевой лигатуры в алюминиевом электролизёре, следует учитывать ряд вопросов, связанных с взаимодействием двуокиси циркония с электролитом, влияние циркония, находящегося в жидком алюминиевом катоде, на процесс электрохимического получения алюминия. Поиск ответов на указанные выше вопросы и определение основных задач:

1. Исследование растворимости двуокиси циркония в криолит-глинозёмных расплавах.
2. Термодинамическая оценка свойств сплавов алюминий-цирконий и изучение влияния циркония на процесс электрохимического выделения алюминия.
3. Исследование зависимости кинетики восстановления двуокиси циркония, растворённой в криолитоглиноземных расплавах, от основных технологических факторов процесса электролиза.