×
10.05.2018
218.016.4702

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИГАТУРЫ МАГНИЙ-ИТТРИЙ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению магниевых лигатур с иттрием, которые могут быть использованы в качестве легирующих и модифицирующих добавок в производстве сплавов на основе магния и алюминия. Способ включает подготовку солей состава, мас.%: фторид иттрия 50-60, хлорид калия 25-35, хлорид натрия 20-25, фторид кальция 1-5. Расплавление солей проводят в герметизированной реторте в атмосфере аргона, с перемешиванием расплава при непрерывной подаче первой порции магния, проведение полной обменной реакции расплавленных солей и магния осуществляют при температуре от 700 до 720°С, давлении от 0,10 до 0,15 атм и времени выдержки от 30 до 45 мин, а ввод второй порции магния осуществляют в количестве, обеспечивающем содержание в полученной лигатуре иттрия от 20 до 30%. Изобретение позволяет создать условия для получения слитков лигатуры магний-иттрий с мелкозернистой структурой при уменьшении потерь магния и иттрия, при этом повышается качество лигатуры за счет снижения содержания в ней примесей кислорода и водорода. 1 табл., 8 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов, в частности к получению магниевых лигатур с иттрием, которые могут быть использованы в качестве легирующих и модифицирующих добавок в производстве сплавов на основе магния и алюминия, а также в черной металлургии.

Известен способ получения магниевых сплавов с редкоземельными металлами (Патент СССР №66689722, опубл. 7.05.1960). Способ включает ввод в расплавленный магний при температуре от 700 до 800°С редкоземельных металлов из сплава солей одного из следующих составов, мас.%: 1) от 50 до 65 фторидов редкоземельных металлов, от 20 до 30% хлористого калия, от 15 до 20% хлористого натрия и от 1 до 2% фтористого кальция; 2) от 50 до 75% фторидов редкоземельных металлов, от 20 до 30 хлористого лития и от 8 до 15 фтористого калия. Фтористые соли вводят в расплав порциями при тщательном перемешивании, после чего расплав выдерживают от 10 до 30 мин и затем разливают в чушки. Плавку ведут под слоем флюса одного из следующих составов мас.%: 1) от 47 до 51% СаСl2, от 26 до 29% ВаСl2, от 19 до 21% NaCl и от 2 до 5% CaF2. Усвоение редкоземельных металлов, вводимых из расплава солей, составляет от 65 до 75%.

Недостатками способа являются невысокое извлечение редкоземельных металлов и высокий угар магния, также для реализации способа требуются энергоемкие предварительные операции по тщательному перемешиванию шихты.

Известен способ получения магниевых сплавов с церием и другими редкоземельными металлами (пат. СССР №59873322, опубл. 4.05.1958). Способ включает проведение процесса в герметизированном обогреваемом тигле, в который загружают технический плав хлоридов редкоземельных металлов и технический хлористый калий (или натрий). После их расплавления при температуре от 750 до 850°С в тигель загружают рафинированный магний или магний-сырец, а для предохранения реакционной смеси от окисления подают инертный газ (аргон или азот). После расплавления магния реакционную смесь перемешивают и отстаивают до температуры 700°С, и затем через донный слив удаляют шлам и выливают готовый сплав.

Недостатками способа являются длительный предварительный нагрев и расплавление хлоридов редкоземельных металлов перед введением магния, что приводит к высоким потерям редкоземельных металлов.

Известен способ изготовления магнийсодержащей лигатуры (пат. РФ №2024642, опубл. 15.12.1994 г.). Сущность изобретения состоит в том, что на дно тигля загружают и расплавляют металлический магний, вводят в расплав 0,1-1,0% церия, а остальные компоненты шихты растворяют в расплаве магния в условиях его интенсивного перемешивания при температуре от 700 до 1000°С.

Недостатками способа являются большие энергетические затраты, поскольку способ предусматривает высокие температуры перегрева, вследствие чего происходят безвозвратные потери металла: магния до 10%, церия до 25%.

Известен способ получения лигатуры магний-цирконий-редкоземельные металлы (пат. РФ №2234552, опубл. 20.08.2004 г.), принятый за прототип. Способ включает ввод фторцирконата калия в расплав хлоридов калия и натрия при температуре расплава 680-700°С, ввод хлорида редкоземельных металлов для проведения полной обменной реакции между фторцирконатом калия и хлоридом редкоземельного металла. После чего подают порцию магния, сливают соли через 15-30 мин, а в полученную лигатуру вводят вторую порцию магния в количестве, обеспечивающем содержание циркония 1,5-35%, редкоземельных металлов 3,5-35%, магния - остальное.

Недостатком способа является высокий выход шлака из-за окисления магния, циркония и редкоземельных металлов при проведении процесса плавки и их восстановления без инертных газов. Это приводит к увеличению времени контакта солевого расплава, содержащего цирконий и редкоземельные металлы с расплавленным магнием и кислородом воздуха, при котором цирконий и редкоземельные металлы могут переходить в шлак.

Технической задачей изобретения является разработка способа, позволяющего получить лигатуры магний-иттрий с мелкозернистой структурой.

Техническим результатом изобретения является повышение степени извлечения иттрия при обеспечении уменьшения безвозвратных потерь магния и иттрия во время плавки, а также снижение содержания в лигатуре примесей кислорода и водорода.

Технический результат достигается тем, что расплавление солей проводят в герметизированной реторте в атмосфере аргона, после чего в реторту вводят первую порцию магния для проведение полной обменной реакции при температуре от 700 до 720°С, давлении от 0,10 до 0,15 атм и времени выдержки от 30 до 45 мин, затем сливают соли, а в полученную лигатуру вводят вторую порцию магния в количестве, обеспечивающем содержание иттрия от 20 до 30%

Способ осуществляется следующим образом. Предварительно в реакционный стакан загружают смесь солей состава мас.%: от 50 до 60 фторидов иттрия, от 25 до 35 хлористого калия, от 20 до 25 хлористого натрия и от 1 до 5 фтористого кальция. Чистота солей составляет 90-92%. Затем стакан устанавливается в герметизированную реторту и далее производится удаление воздуха. При достижении температуры 250°С в реторту подается аргон и осуществляется перемешивание расплав солей в течение 15 мин с непрерывной подачей первой порции магния. Процесс восстановления проводят при температуре от 700 до 720°С и давлении от 0,10 до 0,15 атм, время выдержки составляет от 30 до 45 мин. Нагрев осуществляется в шахтной печи с силитовыми нагревателями. После окончания перемешивания и проведения полной обменной реакции сливают соли, а в полученную лигатуру вводят вторую порцию магния в количестве, обеспечивающем содержания иттрия 20-30%.

Важным преимуществом фторидов многих редкоземельных металлов является их стабильность на воздухе, относительная простота получения, высокое содержание металла и полнота восстановления. Также известно, что применение фторидов иттрия вместо его хлоридов дает сплавы с более высоким содержанием иттрия.

При использовании в качестве исходного материала фторидов иттрия температура плавления фторидных соединений понижается за счет уменьшения температуры ликвидуса при одновременном вводе добавок хлорида калия и натрия.

Способ поясняется следующими примерами.

Таблица 1 - исходные данные и результаты процесса получения лигатур магний-иттрий.

Способ поясняется следующими примерами.

Пример 1. Готовят смесь солей: 50 г YF3 (50 мас.%), 25 г KCl (25 мас.%), 20 г NaCl (20 мас.%) и 5 г CaF2 (5 мас.%). Смесь перемешивают в стальном стакане. Затем приготовленную шихту загружают в реакционный тигель, который устанавливается в герметичный реактор, нагрев осуществляется в шахтной печи с силитовыми нагревателями. Из реактора проводится удаление воздуха до остаточного давления -0,05 атм, при достижении 250°С в реактор подается аргон и осуществляется перемешивание расплав солей в течение 15 мин с непрерывной подачей первой порции магния. Процесс восстановления ведется при температуре 700°С и давлении 0,10 атм, время выдержки 30 мин. Далее сливают соли, а в полученную лигатуру вводят вторую порцию магния в количестве, обеспечивающем содержание иттрия в лигатуре 30%.

Технологические условия обеспечивают переход иттрия в лигатуру 80,2% от исходного содержания при загрузке.

Пример 2. Способ осуществляют подобно тому, как описано в примере 1. Готовят смесь солей: 55 г YF3 (55 мас.%), 25 г KCl (25 мас.%), 29 г NaCl (29 мас.%) и 1 г CaF2 (1 мас.%). Процесс восстановления проводят при температуре 720°С и давлении 0,10 атм, время выдержки 30 мин.

Технологические условия обеспечивают переход иттрия в лигатуру 82,6% от исходного содержания при загрузке.

Пример 3. Способ осуществляют подобно тому, как описано в примере 1. Готовят смесь солей: 55 г YF3 (55 мас.%), 25 г KCl (25 мас.%), 29 г NaCl (29 мас.%) и 1 г CaF2 (1 мас.%). Процесс восстановления проводят при температуре 700°С и давлении 0,15 атм, время выдержки 30 мин.

Технологические условия обеспечивают переход иттрия в лигатуру 80,9% от исходного содержания при загрузке.

Пример 4. Способ осуществляют подобно тому, как описано в примере 1. Готовят смесь солей: 55 г YF3 (55 мас.%), 25 г KCl (25 мас.%), 29 г NaCl (29 мас.%) и 1 г CaF2 (1 мас.%). Процесс восстановления проводят при температуре 720°С и давлении 0,15 атм, время выдержки 30 мин.

Технологические условия обеспечивают переход иттрия в лигатуру 81,9% от исходного содержания при загрузке.

Пример 5. Способ осуществляют подобно тому, как описано в примере 1. Готовят смесь солей: 55 г YF3 (55 мас.%), 25 г KCl (25 мас.%), 29 г NaCl (29 мас.%) и 1 г CaF2 (1 мас.%). Процесс восстановления проводят при температуре 700°С и давлении 0,10 атм, время выдержки 45 мин.

Технологические условия обеспечивают переход иттрия в лигатуру 81,9% от исходного содержания при загрузке.

Пример 6. Способ осуществляют подобно тому, как описано в примере 1. Готовят смесь солей: 55 г YF3 (55 мас.%), 25 г KCl (25 мас.%), 29 г NaCl (29 мас.%) и 1 г CaF2 (1 мас.%). Процесс восстановления проводят при температуре 720°С и давлении 0,10 атм, время выдержки 45 мин.

Технологические условия обеспечивают переход иттрия в лигатуру 81,4% от исходного содержания при загрузке.

Пример 7. Способ осуществляют подобно тому, как описано в примере 1. Готовят смесь солей: 55 г YF3 (55 мас.%), 25 г KCl (25 мас.%), 29 г NaCl (29 мас.%) и 1 г CaF2 (1 мас.%). Процесс восстановления проводят при температуре 700°С и давлении 0,15 атм, время выдержки 45 мин.

Технологические условия обеспечивают переход иттрия в лигатуру 82,1% от исходного содержания при загрузке.

Пример 8. Способ осуществляют подобно тому, как описано в примере 1. Готовят смесь солей: 55 г YF3 (55 мас.%), 25 г KCl (25 мас.%), 29 г NaCl (29 мас.%) и 1 г CaF2 (1 мас.%). Процесс восстановления проводят при температуре 720°С и давлении 0,15 атм, время выдержки 45 мин.

Технологические условия обеспечивают переход иттрия в лигатуру 82,8% от исходного содержания при загрузке.

В предлагаемом техническом решении создаются условия для получения слитков лигатуры магний-иттрий с мелкозернистой структурой при уменьшении потерь магния и иттрия, при этом изобретение позволяет повысить качество лигатуры за счет снижения содержания в ней примесей кислорода и водорода.

Способ получения лигатуры магний-иттрий, включающий расплавление солей и ввод в расплав первой порции магния с проведением полной обменной реакции, слив солей и ввод в полученную лигатуру второй порции магния, отличающийся тем, что расплавление солей, в качестве которых используют смесь, содержащую, мас.%: фторид иттрия 50-60, хлорид калия 25-35, хлорид натрия 20-25, фторид кальция 1-5, проводят в герметизированной реторте в атмосфере аргона, с перемешиванием расплава при непрерывной подаче первой порции магния, проведение полной обменной реакции расплавленных солей и магния осуществляют при температуре от 700 до 720°С, давлении от 0,10 до 0,15 атм и времени выдержки от 30 до 45 мин, а ввод второй порции магния осуществляют в количестве, обеспечивающем содержание в полученной лигатуре иттрия от 20 до 30%.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 204.
20.08.2016
№216.015.4da8

Способ получения кобальта с использованием горючих сланцев

Изобретение относится к металлургической промышленности, преимущественно к металлургии кобальта. Способ получения кобальта включает приготовление шихты смешением кобальтсодержащего материала с горючими сланцами в качестве углеродсодержащего восстановителя, которые содержат кварцевый песок,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595169
Дата охранного документа: 20.08.2016
13.01.2017
№217.015.7831

Способ по добыче и переработке торфа и растительно-торфяных сплавин и устройство для реализации этого способа

Изобретение относится к горнодобывающей отрасли и может быть использовано в торфяной промышленности для добычи и переработки торфа и растительно-торфяных сплавин в акваториях водохранилищ, а также для добычи и переработки торфа на обводненных территориях. Техническим результатом является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599117
Дата охранного документа: 10.10.2016
13.01.2017
№217.015.785d

Способ разложения алюминатных растворов при переработке нефелинового сырья

Изобретение относится к области химии и цветной металлургии и может быть использовано при переработке низкокачественного алюминийсодержащего сырья, в том числе нефелинов, методом спекания. Предложенный способ включает деление раствора после первой стадии обескремнивания на содощелочную и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599295
Дата охранного документа: 10.10.2016
13.01.2017
№217.015.786e

Проходческий комплекс для проведения вспомогательных выработок

Изобретение относится к горному делу, а именно к проходческому комплексу, предназначенному для проведения вспомогательных выработок. Такое решение комплекса обеспечивает четкое оконтуривание призабойной зоны у кровли выработки, уменьшает вес исполнительного органа, что снижает затраты времени...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599115
Дата охранного документа: 10.10.2016
13.01.2017
№217.015.7924

Состав для предотвращения образования отложений солей при добыче нефти и газа

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности. Технический результат - повышение эффективности предотвращения выпадения солей в течение длительного времени эксплуатации скважины за счет снижения межфазного натяжения на границе «нефть - ингибирующий раствор» и образования прочных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599150
Дата охранного документа: 10.10.2016
13.01.2017
№217.015.79e3

Способ борьбы с горными ударами и внезапными выбросами

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам предотвращения горных ударов и выбросов газа и пыли. Техническим результатом является снижение трудоемкости и повышение эффективности предотвращения динамических явлений в массиве горных пород за счет обеспечения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599121
Дата охранного документа: 10.10.2016
13.01.2017
№217.015.79ea

Устройство для очистки фильтровой зоны продуктивного пласта

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для повышения нефтеотдачи добывающих скважин при многократном гидроимпульсном воздействии на пласт. Устройство для очистки фильтровой зоны продуктивного пласта содержит гидроцилиндр с боковыми отверстиями,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599122
Дата охранного документа: 10.10.2016
13.01.2017
№217.015.80c2

Устройство регулирования напряжения и передаваемой мощности электрической сети

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике, а именно к устройствам регулирования напряжения и передаваемой мощности в электрических распределительных сетях переменного тока. Техническим результатом является повышение эффективности регулирования уровня и длительности отклонения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602086
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.80de

Способ извлечения лантана(iii) из растворов солей

Изобретение относится к способу извлечения лантана (III) из растворов солей. Способ включает флотоэкстракцию с использованием органической фазы, в качестве которой используют изооктиловый спирт, и собирателя, в качестве которого используют ПАВ анионного типа - додецилсульфат натрия в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602112
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.8141

Устройство для перемещения грузов в скважинах малого диаметра

Изобретение относится к грузоподъемным устройствам и может быть применено для подъема и опускания научно-исследовательской аппаратуры, бурового инструмента в сверхглубоких скважинах малого диаметра при бурении антарктических льдов. Устройство может быть также использовано для контроля и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602241
Дата охранного документа: 10.11.2016
Показаны записи 1-10 из 47.
20.07.2014
№216.012.df36

Способ защиты углеродной футеровки

Изобретение относится к способу защиты углеродной футеровки алюминиевого электролизера при получении алюминия из металлургического глинозема в криолит-глиноземном расплаве и может быть использовано при вводе алюминиевого электролизера в эксплуатацию. Способ защиты углеродной футеровки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522928
Дата охранного документа: 20.07.2014
27.09.2014
№216.012.f7c3

Способ получения алюминия

Изобретение относится к способу получения алюминия из металлургического глинозема. Способ включает плавление непрерывно поступающего глинозема в расплаве жидкого электрокорунда при плазменно-дуговом нагреве в реакторе под вакуумом, с последующим осаждением первичного алюминия и его...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529264
Дата охранного документа: 27.09.2014
10.11.2014
№216.013.0572

Защита алюминиевого электролизера с верхним токоподводом

Изобретение относится к производству алюминия электролизом расплавов, в частности к укрытию электролизера для получения алюминия с верхним подводом тока. Укрытие алюминиевого электролизера с верхним токоподводом содержит подъемные плиты, газонепроницаемо соединенные с поясом анодного кожуха и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532792
Дата охранного документа: 10.11.2014
10.12.2014
№216.013.0cdf

Устройство для дожигания анодных газов алюминиевого электролизера

Изобретение относится к устройствам для дожигания анодных газов алюминиевых электролизеров. Устройство содержит горелку с щелями для подсоса воздуха и турбулизаторы для интенсификации смешивания горючих компонентов с воздухом и регулирования расхода воздуха, выполненные в виде дисков,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534712
Дата охранного документа: 10.12.2014
10.02.2015
№216.013.23de

Способ получения гидрокарбоалюминатов щелочноземельных металлов из природного магнийсодержащего сырья

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для синтеза активных добавок и для глубокой очистки алюминатных растворов глиноземного производства от органических примесей и кремнезема. Способ получения гидрокарбоалюминатов щелочноземельных металлов включает температурную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540635
Дата охранного документа: 10.02.2015
20.04.2015
№216.013.43e1

Холоднонабивная подовая масса

Изобретение относится к холоднонабивной подовой массе для футеровки подины алюминиевого электролизера. Холоднонабивная подовая масса содержит электрокальцинированный антрацит, пластификатор и жидкое углеродное связующее, включающее каменноугольный пек, поглотительное масло и карбонат лития в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548875
Дата охранного документа: 20.04.2015
20.08.2015
№216.013.70aa

Способ обескремнивания алюминатных растворов

Изобретение относится к производству глинозема, в частности к обескремниванию алюминатных растворов в производстве глинозема из высококремнистого алюминиевого сырья. Способ обескремнивания алюминатных растворов заключается в получении алюмо-кальциевого компонента, двухстадийном обескремнивании...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560412
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.70ab

Способ глубокого обескремнивания алюминатных растворов

Изобретение относится к производству глинозема, в частности к обескремниванию алюминатных растворов в производстве глинозема из высококремнистого алюминиевого сырья. Способ глубокого обескремнивания алюминатных растворов заключается в обработке извести алюминатно-щелочным раствором с получением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560413
Дата охранного документа: 20.08.2015
27.11.2015
№216.013.9567

Газосборное устройство алюминиевого электролизера

Изобретение относится к газосборному устройству алюминиевого электролизера. Газосборное устройство алюминиевого электролизера содержит прямые и угловые секции, подвешенные с помощью зацепов по периметру анодного кожуха. Секции выполнены пустотелыми и между их внутренней и наружной стенками...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569866
Дата охранного документа: 27.11.2015
10.12.2015
№216.013.9843

Способ получения поверхностно-наноструктурированного металлического материала

Изобретение относится к технологии получения металлических материалов с модифицированной поверхностью. Способ получения поверхностно-наноструктурированного металлического материала включает восстановление металла из исходного металлсодержащего твердого материала путем обработки парами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570599
Дата охранного документа: 10.12.2015
+ добавить свой РИД