ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Напряжение разложения. Строение кристалито-глиноземных расплавов из "Металлургия алюминия " Физико-химические свойства криолито-глиноземного расплава определяются свойствами его компонентов и их взаимодействием. К основным физико-химическим свойствам относятся температура плавления, растворимость глинозема, плотность, электропроводность, вязкость, поверхностное натяжение и давление насыщенных паров. [c.219] Температура плавления расплава определяет границу существования жидкого состояния, поэтому она очень важна для практических целей. Знание температур плавления различных систем помогает выбрать нужные соотношения компонентов электролитов. Используя свойство расплава скачкообразно изменять энтальпию при охлаждении в момент перехода из одного состояния в другое и измеряя во времени температуру охлаждающегося сплава, можно установить, при каком ее значении происходит то или иное превращение. Все превращения, происходящие с расплавом при изменении температуры и состава, обычно выражают графически в виде диаграммы состояния, которая представляет собой обобщение результатов всех наблюдений для данной системы расплавов. В диаграммах состояния систем, включающих две или более фаз, форма границы между жидким и твердым состоянием позволяет обнаружить химические соединения, возникающие между компонентами смеси, и судить о степени их термической диссоциации в расплаве. Кроме того, по форме этой границы в известной степени удается предсказать изменение свойств смеси в зависимости от ее состава, так как максимум и минимум на этой границе обычно отвечают изменениям физико-химических свойств. [c.219] Впервые фундаментальные исследования физико-химических свойств криолито-глиноземного расплава были выполнены П. П. Федотьевым и В. П. Ильинским. Приведенная ими диаграмма состояния системы ЫаР—А1Рз (рис. 82) подтверждена рядом исследователей с незначительными уточнениями. [c.219] Многочисленными исследованиями установлено, что растворимость глинозема в криолите при избыточном содержании в нем фтористого алюминия понижается. Для расплава с избытком фтористого алюминия, соответствующим криолитовому отношению 2,2—2,4, растворимость глинозема снижается до 8—10% (мол.). [c.221] При повышении содержания фтористого натрия до 86% (мол.) растворимость глинозема увеличивается, а затем начинает понижаться. В чистом фтористом натрии глинозем практически не растворяется. [c.221] Плотность криолита в твердом виде 2,95 г/см , алюминия 2,7 г/см , глинозема 3,9 г/см . В расплавленном состоянии плотность алюминия примерно на 10% выше, чем криолито-глиноземного расплава, что вполне достаточно для их разделения. [c.221] С повышением температуры плотность криолито-глиноземного расплава, как и чистого криолита, понижается. Для расплава, содержащего 5% А120з, при 960° С она равняется 2,1 г/см , при этой же температуре плотность алюминия равна 2,3 г/см . Плотность алюминия с повышением температуры понижается медленнее, чем плотность криолито-глиноземных расплавов. [c.221] При понижении температуры плотности криолито-глиноземного расплава и алюминия увеличиваются не в одинаковой степени. Так как у электролита это происходит быстрее, при снижении температуры может наступить такой момент, когда плотности металла и электролита будут близки и произойдет их перемешивание. При этом металл может всплыть на поверхность, что нарушит процесс электролиза. [c.222] Электропроводность криолито-глиноземных расплавов имеет весьма существенное значение в процессе электролиза, так как от величины падения напряжения в слое электролита зависят затраты электроэнергии. Поэтому естественно стремление применять электролит возможно более высокой электропроводности. [c.222] Удельная электропроводность криолита-глиноземного расплава является линейной функцией содержания глинозема. При изменении содержания глинозема в криолите от 2 до 15% удельная электропроводность расплава соответственно уменьшается от 2,6 до 1,9 Ом -см . [c.223] Электропроводность алюминия зависит от содержания в нем примесей. Так, электропроводность алюминия марки А 995 составляет 65,45% от электропроводности меди, а марки АО 62,5%. [c.223] Удельное сопротивление жидкого алюминия при температурах 950—1000° С равно 3-10 Ом-см, что составляет величину в 15 000 раз меньшую, чем удельное сопротивление промышленного электролита. [c.223] Вязкость оказывает существенное влияние на процесс электролиза, так как от нее зависят скорость диффузии компонентов электролита, полнота отделения от него металла, удаление анодных газов и другие процессы. [c.223] Исследованиями вязкости расплавленных смесей фтористого натрия и фтористого алюминия установлено, что в этих смесях максимум вязкости отвечает криолиту (2,75-10 П при 1000° С). Добавление к криолиту фтористого алюминия снижает вязкость расплава с повышением температуры расплава вязкость также понижается. [c.223] Наибольшее влияние на вязкость криолита оказывает глинозем при добавлении к криолиту 10% (по массе) глинозема вязкость криолито-глиноземного расплава увеличивается на 23% по сравнению с вязкостью расплавленного криолита при 1000° С. Повышение вязкости криолито-глиноземного расплава по мере увеличения концентрации в нем глинозема объясняется А. И. Беляевым тем, что это приводит к повышению в расплаве количества громоздких комплексных ионов типа A10 и АЮ . Эти ионы увеличивают внутреннее трение, а следовательно, и вязкость расплава. [c.223] Вязкость алюминия (99,998% А1) при 950° С 0,82 П. С понижением температуры вязкость алюминия возрастает и при 660° С составляет 1,18 П. [c.223] Вернуться к основной статье