DE1194591B - Process for the production of metals, in particular titanium and aluminum, by melt-flow electrolysis - Google Patents
Process for the production of metals, in particular titanium and aluminum, by melt-flow electrolysisInfo
- Publication number
- DE1194591B DE1194591B DEE20424A DEE0020424A DE1194591B DE 1194591 B DE1194591 B DE 1194591B DE E20424 A DEE20424 A DE E20424A DE E0020424 A DEE0020424 A DE E0020424A DE 1194591 B DE1194591 B DE 1194591B
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- additive
- aluminum
- titanium
- metal
- electrolysis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims description 48
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 48
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 title claims description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 26
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims description 24
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 title claims description 23
- 239000010936 titanium Substances 0.000 title claims description 21
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 title claims description 21
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 20
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 42
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 41
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 28
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 18
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 claims description 16
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 16
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 12
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 12
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- -1 titanium halide Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 6
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 6
- XROWMBWRMNHXMF-UHFFFAOYSA-J titanium tetrafluoride Chemical compound [F-].[F-].[F-].[F-].[Ti+4] XROWMBWRMNHXMF-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M Chlorate Chemical class [O-]Cl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 3
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000002826 nitrites Chemical class 0.000 claims description 3
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical class OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 3
- HLJCWGPUCQTHFY-UHFFFAOYSA-H disodium;hexafluorotitanium(2-) Chemical compound [F-].[F-].[Na+].[Na+].F[Ti](F)(F)F HLJCWGPUCQTHFY-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 21
- 239000000047 product Substances 0.000 description 13
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 8
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 5
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 5
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 2
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910001960 metal nitrate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 2,2,3,3,3-pentafluoropropanal Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C=O IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NGNBDVOYPDDBFK-UHFFFAOYSA-N 2-[2,4-di(pentan-2-yl)phenoxy]acetyl chloride Chemical compound CCCC(C)C1=CC=C(OCC(Cl)=O)C(C(C)CCC)=C1 NGNBDVOYPDDBFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 232Th Chemical compound [232Th] ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 0.000 description 1
- KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K Aluminum fluoride Inorganic materials F[Al](F)F KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020366 ClO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000475699 Euphaedusa digonoptyx comes Species 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 241001676573 Minium Species 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001475 halogen functional group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OTCKOJUMXQWKQG-UHFFFAOYSA-L magnesium bromide Chemical compound [Mg+2].[Br-].[Br-] OTCKOJUMXQWKQG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001623 magnesium bromide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052752 metalloid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002738 metalloids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-BJUDXGSMSA-N oxygen-15 atom Chemical compound [15O] QVGXLLKOCUKJST-BJUDXGSMSA-N 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000391 smoking effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/04—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of magnesium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G1/00—Methods of preparing compounds of metals not covered by subclasses C01B, C01C, C01D, or C01F, in general
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/04—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching
- C22B3/12—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching in inorganic alkaline solutions
- C22B3/14—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching in inorganic alkaline solutions containing ammonia or ammonium salts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
- C25C3/18—Electrolytes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/26—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of titanium, zirconium, hafnium, tantalum or vanadium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/26—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of titanium, zirconium, hafnium, tantalum or vanadium
- C25C3/28—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of titanium, zirconium, hafnium, tantalum or vanadium of titanium
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. α.:Int. α .:
C22dC22d
Deutsche Kl.: 40 c- 3/14 German class: 40 c- 3/14
Nummer: 1194591Number: 1194591
Aktenzeichen: E 20424 VI a/40 cFile number: E 20424 VI a / 40 c
Anmeldetag: 10. Januar 1961 Filing date: January 10, 1961
Auslegetag: 10. Juni 1965Opening day: June 10, 1965
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Metallen, insbesondere von Titan und Aluminium, durch Schmelzflußelektrolyse aus ihren Halogeniden.The present invention relates to a method for the production of metals, in particular of titanium and aluminum, by fused-salt electrolysis from their halides.
Es gibt heute zur Gewinnung der einzelnen hauptsächlich verwendeten Metalle jeweils ein bestimmtes Herstellungsverfahren, das als wirtschaftlichstes angesehen wird.Today there is a specific one for the extraction of each of the main metals used Manufacturing process that is considered the most economical.
Beispielsweise erfolgt die Herstellung von Aluminium folgendermaßen:For example, aluminum is produced as follows:
Der als Grundstoff zur Verfügung stehende Bauxit, Al2O3 · wH2O (k = 1,2 oder 3), mit Verunreinigungen von Eisenhydroxyd, Fe(OH)3, wird in gemahlener Form in Natronlauge gekocht und die entstehende Aluminatlösung durch Filtrieren von dem ungelösten Eisenhydroxyd getrennt und anschließend aus diesem Filtrat in folgender Form:The bauxite available as a base material, Al 2 O 3 · wH 2 O (k = 1.2 or 3), with impurities of iron hydroxide, Fe (OH) 3 , is boiled in ground form in sodium hydroxide solution and the resulting aluminate solution is filtered separated from the undissolved iron hydroxide and then from this filtrate in the following form:
2 NaAlO2 + CO2 + 3 H2O -> Na2CO3 + 2 Al(OH)3 2 NaAlO 2 + CO 2 + 3 H 2 O -> Na 2 CO 3 + 2 Al (OH) 3
durch Einleiten von CO2 Aluminiumhydroxyd, Al(OH)3, ausgefällt. Das entstandene Zwischenprodukt, Al(OH)3, wird durch Glühen in Aluminiumoxyd, Al2O3, umgewandelt, aus dem dann mit Hilfe der Schmelzflußelektrolyse mit einer aus etwa 10% Al2O3 und etwa 90% Kryolith, Na3AlF6, bestehenden «5 Schmelze reines Aluminium gewonnen wird.by introducing CO 2 aluminum hydroxide, Al (OH) 3 , precipitated. The resulting intermediate product, Al (OH) 3 , is converted into aluminum oxide, Al 2 O 3 , by annealing, which is then converted into aluminum oxide, Al 2 O 3, by means of fused-salt electrolysis with a cryolite of about 10% Al 2 O 3 and about 90% cryolite, Na 3 AlF 6 , existing «5 melt pure aluminum is obtained.
Die bei der Aluminium-Schmelzflußelektrolyse auftretenden Nachteile, wie das Abrauchen der Schmelze und auch der notwendige Aufwand an elektrischer Energie von 17 bis 20 kWh je Kilogramm Aluminium und die zur Durchführung der Schmelzflußelektrolyse notwendige Temperatur der Schmelze von etwa 950° C wurden als unvermeidbare Gegebenheiten hingenommen, weil sich scheinbar und jedenfalls auf direktem Wege keine wesentlichen Verbesserungen dieser Eigenschaften der Schmelzflußelektrolyse erzielen ließen.The ones that occur in aluminum fused-salt electrolysis Disadvantages, such as smoking off the melt and also the need for electrical equipment Energy of 17 to 20 kWh per kilogram of aluminum and that for the implementation of the melt flow electrolysis necessary melt temperature of about 950 ° C were considered unavoidable conditions accepted, because apparently and at least in a direct way there are no significant improvements these properties of the fused flux electrolysis can be achieved.
Bei einer Suche nach neuen Verfahren zur Metallgewinnung gingen die Erfinder von der bekannten Tatsache aus, daß sich von den meisten Metallen bei dem Aufbereitungs- und Gewinnungsprozeß mit verhältnismäßig geringem Aufwand die Halogenide der Metalle herstellen lassen und daß ferner die natürlichen Vorkommen der Verbindung einiger Metalle schon die Halogenide dieser Metalle sind, so z. B. neben den Chloriden der Alkalimetalle Natrium und Kalium insbesondere die ebenfalls aus Salzlagern gewonnenen Halogenide des Magnesiums, nämlich Magnesiumchlorid und Magnesiumbromid.In a search for new methods of metal extraction, the inventors went from the known The fact that most metals in the preparation and extraction process with relative The halides of the metals can be produced with little effort and that also the natural ones Occurrence of the compound of some metals are already the halides of these metals, so z. B. in addition to the chlorides of the alkali metals sodium and potassium, in particular those also from salt deposits obtained halides of magnesium, namely magnesium chloride and magnesium bromide.
Dieser Ausgangspunkt schien jedoch insofern zunächst nur geringe Aussichten zu bieten, als es als
allgemein bekannt galt, daß sich diese Metallhalo-Verf ahren zur Herstellung von Metallen,
insbesondere von Titan und Aluminium, durch
SchmelzflußelektrolyseHowever, this starting point seemed to offer little prospect at first, as it was generally known that these metal halo processes could be used for the production of metals,
especially of titanium and aluminum
Molten electrolysis
Anmelder:Applicant:
Elektrophysikalische AnstaltElectrophysical Institute
Bernhard Berghaus, Vaduz (Liechtenstein)Bernhard Berghaus, Vaduz (Liechtenstein)
Vertreter:Representative:
K. Gerlings, Rechtsanwalt,K. Gerlings, lawyer,
S'iegburg, Mühlenstr. 14S'iegburg, Mühlenstr. 14th
Als Erfinder benannt:
Bernhard Berghaus, Zürich;
Dr.-Ing. Chem. Marie Staesche,
Wettingen (Schweiz)Named as inventor:
Bernhard Berghaus, Zurich;
Dr.-Ing. Chem. Marie Staesche,
Wettingen (Switzerland)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
Schweiz vom 11. Januar 1960 (231),
vom 14. Januar 1960 (367),
vom 22. Januar 1960 (749)Switzerland of January 11, 1960 (231),
of January 14, 1960 (367),
dated January 22, 1960 (749)
genide nicht oder nur unter beträchtlichem Aufwand in der Schmelzflußelektrolyse zersetzen lassen, weil die Halogene verhältnismäßig fest an das Metall gebunden sind.can not be decomposed or only with considerable effort in the fused-salt electrolysis, because the halogens are relatively tightly bound to the metal.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung war also, ein Verfahren zu finden, um mit geringem technischem Aufwand die als Ausgangsstoff vorgesehenen Metallhalogenide und andere natürlich vorkommende oder leicht herstellbare Metallverbindungen in der Schmelzflußelektrolyse zu zersetzen und dabei die reinen Metalle herzustellen.The object on which the invention is based was therefore to find a method to deal with The metal halides provided as the starting material and others, of course, require little technical effort to decompose existing or easily producible metal compounds in the fused-salt electrolysis and making the pure metals in the process.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabenstellung in einem Verfahren zur Herstellung von Metallen, insbesondere von Titan und Aluminium, durch Schmelzflußelektrolyse in einem Elektrolyten, der Alkalihalogenid und Halogenid des zu gewinnenden Metalls enthält, dadurch gelöst, daß dem Elektrolyten in anteilig geringen Mengen, vorzugsweise zwischen 0,2 und 5 Gewichtsprozent, ein oder mehrere Zusatzstoffe zugesetzt werden, die aus Anlagerungsverbindungen, bei denen Stickstoff-Wasserstoff-Verbindungen oder deren Komplexverbindungen an Metallsalze der Gruppe der Halogenide, Nitrate, Nitrite, ChlorateAccording to the invention, this object is in a method for the production of metals, in particular of titanium and aluminum, by molten electrolysis in an electrolyte, the alkali halide and halide of the metal to be recovered, dissolved in that the electrolyte in proportionally small amounts, preferably between 0.2 and 5 percent by weight, of one or more additives are added that consist of addition compounds in which nitrogen-hydrogen compounds or their complex compounds with metal salts from the group of halides, nitrates, nitrites, chlorates
509 579/318509 579/318
3 43 4
und Perchlorate angelagert sind, bestehen oder aus kommen hauptsächlich die Metallchloride bzw. metall-and perchlorates are deposited, consist or come from mainly the metal chlorides or metal-
diesen nach einer Wärmebehandlung in einer sauer- chloridhaltigen Ausgangsmaterialien in Frage, z. B.this after a heat treatment in an acid chloride-containing starting material in question, z. B.
stofffreien Schutzgasatmosphäre erhalten wurden. AlCl3, BeCl2, MgCl2, TiCl4. Neben diesen kommensubstance-free protective gas atmosphere were obtained. AlCl 3 , BeCl 2 , MgCl 2 , TiCl 4 . Come next to these
Vorzugsweise wird als Zusatzstoff ein aus einer weiterhin noch bestimmte Metallsalze bzw. metall-Anlagerungsverbindung an ein Salz des zu gewin- 5 salzhaltige Ausgangsmaterialien für die Herstellung nenden Metalls bestehendes oder daraus hervor- der Zusatzstoffe in Betracht, insbesondere Metallgegangenes Produkt verwendet. Es ist ferner vorteil- nitrite bzw. metallnitrithaltige Ausgangsmaterialien, haft, als Zusatzstoff ein aus einer solchen Anlagerungs- z. B. Cu(NO2)2, Metallnitrate bzw. metallnitrathaltige verbindung bestehendes oder daraus hervorgegan- Ausgangsmaterialien, z. B. Cu(NO 3)2, Ca(NO3)2, genes Produkt zu verwenden, bei der an ein Molekül io Zn(NO3)2 und Cd(NO3)2, Metallchlorate bzw. metalldes Metallsalzes die geringstmögliche Anzahl von chlorathaltige Ausgangsmaterialien, z. B. Cu(ClO3)2, Molekülen des Anlagerungsstoffes angelagert ist. Zn(C103)2 und Cd(C103)2, und MetallperchlorateThe additive used is preferably a product consisting of a further specified metal salts or metal addition compound to a salt of the starting materials containing salt to be produced for the production of metal or a product derived therefrom, in particular a metal product. It is also advantageous to use nitrites or metal nitrite-containing starting materials as an additive, e.g. B. Cu (NO 2 ) 2 , metal nitrates or metal nitrate compound existing or derived therefrom. B. Cu (NO 3 ) 2 , Ca (NO 3 ) 2 , genes product to use, in which on a molecule io Zn (NO 3 ) 2 and Cd (NO 3 ) 2 , metal chlorates or metal of the metal salt the lowest possible number of starting materials containing chlorate, e.g. B. Cu (ClO 3 ) 2 , molecules of the additive is attached. Zn (C10 3 ) 2 and Cd (C10 3 ) 2 , and metal perchlorates
Zweckmäßig wird bei Verwendung der Anlage- bzw. metallperchlorathaltige Ausgangsmaterialien, z.B.When using the plant or metal perchlorate-containing starting materials, e.g.
rungsverbindung als Zusatzstoff dieser dem Elektro- Cu(ClC>4)2 und Cd(ClO4)U.tion compound as an additive of this to the electro- Cu (ClC> 4) 2 and Cd (ClO 4 ) U.
lyten unter Luftabschluß bzw. unter einer sauerstoff- 15 Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren derlytes under the exclusion of air or under an oxygen- 15 Die according to the method of the invention
freien Schutzgasatmosphäre zugeführt. Schmelze bei der Schmelzflußelektrolyse zur Her-supplied in a free protective gas atmosphere. Melt in the melt flow electrolysis to produce
Bei der Herstellung von Titan nach dem erfindungs- stellung von Metallen zugesetzten Zusatzstoffe erbringemäßen
Verfahren durch Schmelzflußelektrolyse in gen große Vorteile. Insbesondere kommen hierbei
einem Alkalititanfluorid enthaltenden Elektrolyten Zusatzstoffe, die aus Ammoniak und einem Metallwird
vorzugsweise ein im wesentlichen aus Natrium- 20 halogenid eines Metalls aus der Gruppe der Leichttitanfluorid
bestehender Elektrolyt und als Zusatzstoff metalle Aluminium, Magnesium, Beryllium und Titan
ein aus einer Ammoniak-Anlagerungsverbindung an hergestellt sind, als Zusätze zur Schmelze bei der
ein Titanhalogenid, vorzugsweise an Titanchlorid, Schmelzflußelektrolyse zur Herstellung der entbestehendes
oder daraus erhaltenes Produkt ver- sprechenden Metalle in Frage,
wendet. 35 Beispielsweise eignen sich Ammoniak-Anlagerungs-In the production of titanium by the process according to the invention, additives added to metals, by fused-salt electrolysis, there are great advantages. In particular, an electrolyte containing alkali titanium fluoride contains additives consisting of ammonia and a metal, preferably an electrolyte consisting essentially of sodium halide of a metal from the group of light titanium fluoride and, as an additive, metals aluminum, magnesium, beryllium and titanium from an ammonia addition compound are produced, as additives to the melt in the case of a titanium halide, preferably titanium chloride, melt-flow electrolysis for the production of the resulting or resulting metal promising metals,
turns. 35 For example, ammonia accumulation
Bei der Herstellung von Aluminium nach dem verbindungen an AlCl3 schon in dieser Form oder erfindungsgemäßen Verfahren durch Schmelzfluß- nach einer Temperaturbehandlung als Zusatz zu der elektrolyse in einem im wesentlichen aus Alkali- z. B. etwa 10% Al2O3 und 90% Na3AlF6 enthaltenden aluminiumchlorid bestehenden Elektrolyten wird als Schmelze bei der Schmelzflußelektrolyse zur Alu-Zusatzstoff vorzugsweise ein aus einer Ammoniak- 30 miniumherstellung. Ein weiteres Beispiel bilden die Anlagerungsverbindung an Aluminiumchlorid be- nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten stehendes oder daraus erhaltenes Produkt verwendet. Ammoniak-Anlagerungsverbindungen an TiCl4, dieIn the production of aluminum according to the compounds of AlCl 3 already in this form or the method according to the invention by melt flow after a temperature treatment as an additive to the electrolysis in an essentially alkali z. B. about 10% Al 2 O 3 and 90% Na 3 AlF 6 containing existing electrolyte is used as a melt in the fused-salt electrolysis for aluminum additive preferably from an ammonia 30 minium production. A further example is formed by the addition compound on aluminum chloride when a product produced by the process according to the invention or a product obtained therefrom is used. Ammonia addition compounds to TiCl 4 , the
Bei der Herstellung von Aluminium nach dem sich ebenfalls entweder als Anlagerungsverbindung
erfindungsgemäßen Verfahren durch Schmelzfluß- oder nach einer Temperaturbehandlung als Zusatz
elektrolyse in einem im wesentlichen aus Alkali- 35 zu der z. B. etwa 5 % Na2TiF6 und 95 % andere
aluminiumhalogenid und bis etwa 10% Aluminium- Salze enthaltenden Schmelze bei der Schmelzflußoxyd
bestehenden Elektrolyten wird als Zusatzstoff elektrolyse zur Titanherstellung eignen,
vorzugsweise ein aus einer Ammoniak-Anlagerungs- Vorzugsweise erfolgt die Verwendung der als
verbindung an ein Aluminiumhalogenid, vorzugsweise Zusatz zur Schmelze aufgeführten Stoffe in einem
an Aluminiumchlorid, bestehendes oder daraus erhal- 4° prozentual geringfügigen Anteil an der Schmelze,
tenes Produkt verwendet. der normalerweise zwischen 0,2 und 5% liegt.In the production of aluminum by the process according to the invention either as an addition compound by melt flow or after a temperature treatment as an additive electrolysis in a substantially alkali 35 to the z. B. about 5% Na 2 TiF 6 and 95% other aluminum halide and up to about 10% aluminum salts containing melt in the melt flux oxide existing electrolyte is suitable as an additive electrolysis for titanium production,
Preferably, the substances listed as a compound to an aluminum halide, preferably an additive to the melt, are used in a product consisting of aluminum chloride or a small percentage of the melt obtained from it. which is usually between 0.2 and 5%.
In manchen Fällen kann es auch von Vorteil sein, Mit großem Vorteil können die als Zusatz zur als Zusatzstoff ein aus einer Anlagerungsverbindung Schmelze aufgeführten Stoffe zur Erniedrigung der an ein Salz eines anderen als des zu gewinnenden Temperatur des Elektrolyten bzw. der Schmelz-Metalls bestehendes oder daraus hervorgegangenes 45 temperatur der Schmelze, zur Verminderung des Produkt oder aus Anlagerungsverbindungen an Salze Abrauchens der Schmelze und zur Steigerung der des zu gewinnenden und anderer Metalle bestehende Leitfähigkeit des Elektrolyten und damit zur Ver- oder daraus hervorgegangene Produkte oder auch ringerung des Verbrauchs an elektrischer Energie aus Anlagerungsverbindungen an Salze mehrerer von pro Gewichtseinheit hergestellten Metalls verwendet dem zu gewinnenden Metall verschiedener Metalle 5° werden.In some cases it can also be beneficial, with great advantage that can be used as an addition to as an additive, a substance listed from an addition compound to lower the melt to a salt of a temperature other than that to be obtained for the electrolyte or the melting metal existing or resulting 45 temperature of the melt, to reduce the Product or from addition compounds to salts fuming the melt and increasing the of the to be extracted and other metals existing conductivity of the electrolyte and thus for or resulting products or a reduction in the consumption of electrical energy used from addition compounds to salts of several metals produced per unit weight the metal to be extracted of various metals will be 5 °.
bestehende oder daraus hervorgegangene Produkte Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun nach-existing or resulting products The method according to the invention is now
zu verwenden. stehend am Beispiel der Herstellung von Titan undto use. standing on the example of the production of titanium and
Es ist weiter von Vorteil, als Zusatzstoff ein aus Aluminium durch Schmelzflußelektrolyse näher erläu-It is also advantageous to use an additive made from aluminum by fused-salt electrolysis.
einer Anlagerungsverbindung nach einer bis zur tert.an addition compound after one to tert.
Beendigung der Abscheidung von Stoffen aus der 55 Bei der bisher üblichen Schmelzflußelektrolyse zurTermination of the deposition of substances from the 55 In the previously customary fused-salt electrolysis for
Anlagerungsverbindung durchgeführten Wärmebe- Titanherstellung besteht die Schmelze aus etwa 5%Titanium production, the melt consists of about 5%
handlung erhaltenes Produkt zu verwenden. Günstig eines Alkali-Titanfluorids, beispielsweise K2TiF6, undact to use the product received. Favorably an alkali titanium fluoride, for example K 2 TiF 6 , and
ist ferner, als Zusatzstoff ein aus einer Anlagerungs- aus etwa 95 % anderen Salzen, wie NaF und CaF2 is also, as an additive, an addition of about 95% other salts, such as NaF and CaF 2
verbindung nach einer in einer strömenden Schutz- und KCl, NaO und SrF2. Diese Schmelzflußelektrolysecompound after a in a flowing protective and KCl, NaO and SrF 2 . This melt electrolysis
gasatmosphäre durchgeführten Wärmebehandlung 60 wird bei einer Spannung von etwa 3 V und einerGas atmosphere carried out heat treatment 60 is at a voltage of about 3 V and a
erhaltenes Produkt zu verwenden. Temperatur der Schmelze zwischen 700 und 7500Cto use the product received. Temperature of the melt between 700 and 750 0 C
Die zur Herstellung der Zusatzstoffe in Frage betrieben und ergibt eine Stromausbeute, bezogenThe one operated for the production of the additives in question and gives a current efficiency, related
kommenden Metallsalze bzw. metallsalzhaltigen Aus- auf vierwertiges Titan, von etwa 80%.Coming metal salts or metal salt-containing compounds on tetravalent titanium, of about 80%.
gangsmaterialien sind Metallhalogenide bzw. metall- Bei der Schmelzflußelektrolyse unter Zusatz einestransition materials are metal halides or metal- In fused-salt electrolysis with the addition of a
halogenidhaltige Ausgangsmaterialien, beispielsweise 65 Zusatzstoffes nach dem erfindungsgemäßen VerfahrenHalide-containing starting materials, for example an additive by the process according to the invention
Verbindungen zwischen einem Metall und Jod, Brom, kann man eine aus nahezu 100 % Alkali-TitanfluoridCompounds between a metal and iodine, bromine, can be made from almost 100% alkali titanium fluoride
Fluor oder Chlor. Von diesen Metallhalogeniden bestehende Schmelze verwenden. Mischt man einerFluorine or chlorine. Use existing melt from these metal halides. If you mix one
bzw. metallhalogenidhaltigen Ausgangsmaterialien solchen Schmelze unter Benutzung einer Titananodeor metal halide-containing starting materials such a melt using a titanium anode
und einer Kathode aus Kupfer, Nickel, Stahl od. dgl. Bruchteile eines Prozentes bis zu einigen Prozenten, vorzugsweise etwa lo/o, eines aus einer Ammoniak-Anlagerungsverbindung an Titantetrachlorid mittels Wärmebehandlung hergestellten Zusatzstoffes bei, so erhält man bei Spannungen unter 1 V, vorzugsweise zwischen 0,5 und 0,7 V, eine starke Abscheidung außerordentlich grobkristallinen Titans an der Kathode, welche die an der Anode gelöste Titanmenge weit überschreitet, also aus der Schmelze stammt.and a cathode made of copper, nickel, steel or the like. Fractions of a percent to a few percent, preferably about l o / o , of an additive produced from an ammonia addition compound on titanium tetrachloride by means of heat treatment, then one obtains at voltages below 1 V. , preferably between 0.5 and 0.7 V, a strong deposition of extremely coarse crystalline titanium on the cathode, which far exceeds the amount of titanium dissolved at the anode, i.e. comes from the melt.
Die Zusatzstoffe wirken hier als Kristallkeime, um die sich jeweils Einkristalle des in der Schmelze enthaltenen Metalls bilden. Die Temperatur der Schmelze liegt je nach der Menge des Zusatzstoffes bei etwa 700 bis 73O0C, ist also wesentlich niedriger als die Schmelztemperatur des reinen Alkali-Titanfluorids, die beispielsweise bei Na2TiF6 bei etwa 87O0C liegt. Dabei wird eine Stromausbeute, bezogen auf einwertiges Titan, zwischen 90 und 95 % erreicht. An Stelle der wärmebehandelten Anlagerungsverbindung als Zusatzstoff kann mit gleichem Erfolg auch die nicht einer Wärmebehandlung unterworfene Anlagerungsverbindung Verwendung finden. In diesem Fall müssen jedoch die zugesetzten Mengen entsprechend dem geringeren Titangehalt der unbehandelten Anlagerungsverbindung etwa um so viel erhöht werden, daß wieder der gleiche Titangehalt im Zusatzstoff enthalten ist. Die zuzusetzenden Mengen liegen hier etwa zwischen 1 und 10 %, vorzugsweise etwa bei 3°/o- Ohne den Zusatz entweder der wärmebehandelten oder der nicht wärmebehandelten Anlagerungsverbindung wird unter den gleichen Spannungsverhältnissen kein Metall abgeschieden, auch dann nicht, wenn die Temperatur über den Schmelzpunkt der Salzschmelze erhöht wird. Nach einigen Stunden Elektrolysedauer sinkt der Strom ab. Durch Beigabe neuen Zusatzstoffes steigt er schnell wieder auf seine alte Höhe. Man kann die Elektrolyse auf diese Art weiterführen, bis der Elektrolyt vollständig aufgebraucht ist.The additives act as crystal nuclei around which single crystals of the metal contained in the melt are formed. The melt temperature, depending on the amount of the additive at about 700 to 73O 0 C, is thus substantially lower than the melting temperature of the pure alkali titanium fluoride, which is, for example Na 2 TiF 6 at about 87O 0 C. A current yield of between 90 and 95%, based on monovalent titanium, is achieved. Instead of the heat-treated addition compound as an additive, the addition compound that is not subjected to a heat treatment can also be used with the same success. In this case, however, the added amounts have to be increased by about so much in accordance with the lower titanium content of the untreated addition compound that the same titanium content is again contained in the additive. The amounts to be added are between about 1 and 10%, preferably about 3% - Without the addition of either the heat-treated or the non-heat-treated addition compound, no metal is deposited under the same stress conditions, even if the temperature is above the melting point the molten salt is increased. After a few hours of electrolysis, the current drops. By adding new additives, it quickly rises back to its old height. You can continue the electrolysis in this way until the electrolyte is completely used up.
Bei der üblichen und bekannten Schmelzflußelektrolyse zur Aluminiumherstellung besteht die Schmelze aus etwa 10% Aluminiumoxyd Al2O3 und etwa 90°/0 eines Alkalialuminiumfluorids, vorzugsweise Na3AlF6. Diese Schmelzflußelektrolyse wird bei einer Spannung zwischen 5 und 6 V und einer Temperatur von etwa 9500C betrieben und ergibt eine Stromausbeute von etwa 95%.In the usual and known igneous electrolysis aluminum production is the melt from about 10% aluminum oxide Al 2 O 3 and about 90 ° / 0 of an alkali aluminum fluoride, preferably Na 3 AlF. 6 This melt-flow electrolysis is operated at a voltage between 5 and 6 V and a temperature of approximately 950 ° C. and results in a current yield of approximately 95%.
Bei Verwendung eines Zusatzstoffes nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in Form einer Ammoniak-Anlagerungsverbindung an Aluminiumtrichlorid oder eines aus dieser Anlagerungsverbindung mittels Wärmebehandlung hergestellten Produktes in einer Menge, die bei Verwendung des wärmebehandelten Produktes zwischen Bruchteilen eines Prozentes bis zu einigen Prozenten, vorzugsweise bei etwa 1 % Gewichtsanteil, und bei Verwendung der Anlagerungsverbindung etwa bei der dreifachen Menge, vorzugsweise also etwa bei 3 % Gewichtsanteil, liegt, ergibt sich eine bedeutende Steigerung der Leitfähigkeit des Elektrolyten und eine Erniedrigung der Schmelztemperatur der Schmelze um etwa 1500C auf etwa 8000C. Zur Aufrechterhaltung dieser Temperatur der Schmelze ist infolge der bedeutenden Steigerung der Leitfähigkeit des Elektrolyten nur eine Spannung von etwa 1V erforderlich. Bei dieser Spannung fließt dann etwa der gleiche Strom wie in dem Fall, daß die Schmelzflußelektrolyse ohne solche Zusätze bei einer Spannung zwischen 5 und 6 V betrieben wird. Ferner ergibt sich bei dieser Schmelzflußelektrolyse mit Zusatzstoffen eine Stromausbeute von etwa 95 bis 97%· Durch die Spannungserniedrigung wird die bisher zur Herstellung von 1 kg Aluminium in der Schmelzflußelektrolyse ohne Zusatzstoffe benötigte elektrische Energie von 17 bis 20 kWh auf 3 bis 4 kWh bei der Schmelzflußelektrolyse mit Zusatzstoffen gesenkt. Diese Verbesserung ist insofern ganz beträchtlich, als ein großer Teil der Herstellungskosten des Aluminiums zu Lasten der für die Schmelzflußelektrolyse aufgewendeten elektrischen EnergieWhen using an additive according to the method according to the invention in the form of an ammonia addition compound on aluminum trichloride or a product made from this addition compound by means of heat treatment in an amount that, when using the heat-treated product, is between fractions of a percent to a few percent, preferably about 1% by weight , and when using the addition compound is about three times the amount, preferably about 3% by weight, there is a significant increase in the conductivity of the electrolyte and a lowering of the melting temperature of the melt by about 150 ° C. to about 800 ° C. Maintaining this temperature of the melt only a voltage of about 1V is necessary due to the significant increase in the conductivity of the electrolyte. At this voltage, roughly the same current flows as in the case where the fused-salt electrolysis is operated at a voltage between 5 and 6 V without such additives. Furthermore, this fused flux electrolysis with additives results in a current yield of around 95 to 97 %.Due to the lowering of the voltage, the electrical energy previously required for the production of 1 kg aluminum in fused flux electrolysis without additives is from 17 to 20 kWh to 3 to 4 kWh for fused flux electrolysis lowered with additives. This improvement is quite considerable in that a large part of the production costs of aluminum is at the expense of the electrical energy used for the fused salt electrolysis
Das erfindungsgemäße Verfahren ist bei der schmelzflußelektrolytischen Herstellung fast aller Metalle anwendbar und bezieht sich insbesondere auf die Herstellung der Metalle, die in der Lage sind, als Halogenide, gelegentlich auch als Nitrate, Chlorate und Perchlorate mit Ammoniak- oder Hydrazin-Anlagerungsverbindungen einzugehen, weil zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens aus solchen Anlagerungsverbindungen bestehende oder hergestellte Zusatzstoffe erforderlich sind. Diese Anlagerungsverbindungen, insbesondere Ammoniak-Anlagerungsverbindungen an Metallhalogenide, sind größtenteils gegenüber Luft und Feuchtigkeit unbeständig. Von den Halogeniden ist ein Teil fest und luftbeständig. Dies trifft insbesondere auf Halogenide der Gruppen I und II sowie VI bis VIII des Periodischen Systems der Elemente zu. In der Mitte liegen, außer der Gruppe der Metalloide (Si, Ge, Sn), die der Leichtmetalle und der sogenannten Übergangsmetalle. Für diese Gruppen ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders geeignet. Es betrifft insbesondere die Herstellung von Titan und Aluminium. Mit Vorteil läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren aber auch auf die Herstellung anderer Metalle, wie Zirkonium, Hafnium, Thorium, Niob, Vanadium, Bor und Zinn, oder auch solcher Metalle anwenden, deren Halogenide hygroskopisch sind, wie von Magnesium, Beryllium und der Erdalkalimetalle, oder auch auf solche Metalle, deren Halogenide luftbeständig sind, wie von Cer, Lanthan und von anderen seltenen Erdmetallen und Molybdän.The method according to the invention is in the case of the fused-flow electrolytic Manufacture of almost all metals is applicable and specifically refers to the manufacture of the metals that are capable of being Halides, occasionally also as nitrates, chlorates and perchlorates with ammonia or hydrazine addition compounds enter, because to carry out the method according to the invention existing or produced from such addition compounds Additives are required. These addition compounds, especially ammonia addition compounds of metal halides, are largely unstable to air and moisture. Some of the halides are solid and air-resistant. This is particularly true of halides of groups I and II as well as VI to VIII of the Periodic Table of the Elements. Lie in the middle apart from the group of metalloids (Si, Ge, Sn), that of light metals and so-called transition metals. For these groups is the inventive Method particularly suitable. It particularly concerns the manufacture of titanium and aluminum. With Advantageously, the inventive method can also be used in the production of other metals, such as Use zirconium, hafnium, thorium, niobium, vanadium, boron and tin, or even such metals, whose halides are hygroscopic, as of magnesium, beryllium and the alkaline earth metals, or on those metals whose halides are resistant to air, such as cerium, lanthanum and of other rare earth metals and molybdenum.
Claims (9)
»Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft«, (1928). S. 1569/1570.Considered publications:
"Reports of the German Chemical Society", (1928). Pp. 1569/1570.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH23160 | 1960-01-11 | ||
| CH36760 | 1960-01-14 | ||
| CH74960 | 1960-01-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1194591B true DE1194591B (en) | 1965-06-10 |
Family
ID=27171922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEE20424A Pending DE1194591B (en) | 1960-01-11 | 1961-01-10 | Process for the production of metals, in particular titanium and aluminum, by melt-flow electrolysis |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1194591B (en) |
| ES (1) | ES263902A1 (en) |
| GB (1) | GB970360A (en) |
| NL (1) | NL259947A (en) |
| SE (1) | SE336906B (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6258247B1 (en) * | 1998-02-11 | 2001-07-10 | Northwest Aluminum Technology | Bath for electrolytic reduction of alumina and method therefor |
| US6497807B1 (en) | 1998-02-11 | 2002-12-24 | Northwest Aluminum Technologies | Electrolyte treatment for aluminum reduction |
| US6436272B1 (en) | 1999-02-09 | 2002-08-20 | Northwest Aluminum Technologies | Low temperature aluminum reduction cell using hollow cathode |
| CN113881886B (en) * | 2021-10-25 | 2022-07-22 | 上海交通大学 | High-specific-strength Ti-Al-Nb-Zr-Ta refractory high-entropy alloy |
-
0
- NL NL259947D patent/NL259947A/xx unknown
-
1961
- 1961-01-10 ES ES0263902A patent/ES263902A1/en not_active Expired
- 1961-01-10 DE DEE20424A patent/DE1194591B/en active Pending
- 1961-01-10 GB GB978/61A patent/GB970360A/en not_active Expired
- 1961-01-11 SE SE00179/61A patent/SE336906B/xx unknown
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| None * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE336906B (en) | 1971-07-19 |
| GB970360A (en) | 1964-09-23 |
| ES263902A1 (en) | 1961-07-01 |
| NL259947A (en) | 1900-01-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2006079353A1 (en) | Method for the production of an aluminum-scandium master alloy | |
| DE2843147C2 (en) | Process for electrolyzing a molten chloride | |
| DE1194591B (en) | Process for the production of metals, in particular titanium and aluminum, by melt-flow electrolysis | |
| DE1171919B (en) | Process for the electrolytic production of tetraalkylene lead | |
| DE1135727B (en) | Anodes for cathodic protection | |
| DE2623436A1 (en) | METHOD OF MANGANIC CHLORIDE RECOVERY USING AT LEAST ONE MANGANOXYDE COMPOUND | |
| AT213078B (en) | Process for the continuous production of pure tantalum | |
| DE649128C (en) | Process for the electrolytic production of alloys of alkaline earth metals with heavy metals | |
| DE627947C (en) | Process for the production of metal borides | |
| DE1230233B (en) | Process for the electrolytic deposition of molybdenum or tungsten | |
| DE1175233B (en) | Process for the electrolytic production of organic lead compounds | |
| DE583391C (en) | Process for the production of beryllium-aluminum alloys | |
| DE542054C (en) | Improvement of the corrosion resistance of magnesium and magnesium alloys | |
| DE1558417C3 (en) | Process for the extraction of molybdenum and tungsten and their alloys via the amalgams | |
| AT117439B (en) | Process for the electrolytic extraction of pure aluminum from raw aluminum, alloys and the like like | |
| DE704989C (en) | Process for the production of cadmium coating | |
| AT237572B (en) | Process for the production of metals by fused-salt electrolysis | |
| AT117449B (en) | Process for the electrolytic extraction of pure aluminum in dense form from raw aluminum, alloys and the like. like | |
| DE760356C (en) | Process for the production of alloys of lead with alkaline earth metals | |
| DE1558734C (en) | Process for the processing of acid detinning baths by electrolytic deposition of tin | |
| DE586585C (en) | Production of aging oxides or oxide hydrates by electrolytic means | |
| DE1918107A1 (en) | Process for the production of difficult-to-melt metals | |
| AT295171B (en) | Process for the extraction of difficult-to-melt metals | |
| DE1210571B (en) | Process for the production of aluminum, magnesium or titanium by fused-salt electrolysis | |
| DE603574C (en) | Process for the production of beryllium alloys in melt flow |