CMSimple.dk Template

Металлургия алюминия > Свойства электролитов > Давление пара над различными системами

Давление пара над различными системами

Система NaF — AlF'3. Давление насыщенного пара и состав возгонов системы фторид натрия — фторид алюминия за последние годы исследовалось неоднократно. Давление суммарного парамедленно поднимается до состава криолита, затем оно резко возрастает, достигая максимума на составе NaAlF4.

Давление пара над криолитом при температуре 1000 °С составляет 0,39 кПа, а для тетрафторалюмината натрия — 1,6 кПа. Дальнейшее увеличение концентрации AlF3 в расплаве приводит к некоторому снижению суммарного давления пара, а затем — новому подъему до 2,7 кПа при 60 % (мол.) AlF3. Именно при этом содержании фторида алюминия наступает предел его растворения, т.е. система становится двухфазной. Дальнейший рост содержания AlF3 только увеличивает количество твердой фазы, а не меняет состава жидкой фазы, что обусловливает появление площадки на изотерме давления пара. По достижении предела растворимости NaF в AlF3 на кривой возникает перегиб, после которого давление пара резко понижается до значения давления пара над чистым твердым фторидом алюминия.

Зависимость состава пара от состава жидкой фазы показывает , что в интервале расплавов от NaF к NaAlF4 пар обогащен фторидом алюминия. При повышении содержания A1F3 в расплаве составы жидкости и пара остаются одинаковыми до предела растворимости AlF3, а выше — состав пара не изменяется, так как система становится двухфазной.

Рентгеноструктурный анализ возгонов показывает, что при переходе состава жидкой фазы от NaF к Na3AlF6 пары состоят из NaF, Na3AlF6 и Na5Al3F14, а над составом криолита появляется NaAlF4. Дальнейшее понижение криолитового отношения приводит к росту содержания NaAlF4, и над составом, отвечающим этому соединению, пар содержит только его молекулы. Все это указывает на существование при высоких температурах NaAlF4, который является наиболее летучим компонентом электролита. Фторид алюминия появляется в парах только в области составов расплава от NaAlF4 к AlF3.

Избыток фторида алюминия в возгонах показывает, что при электролизе происходят потери преимущественно A1F3, т.е. состав электролита обогащается фторидом натрия.

Система NaF — AlF3 — Аl203. Добавление глинозема к криолиту приводит к значительному снижению суммарного давления пара. Такой ход изотермы понятен, если учесть, что чистый глинозем имеет очень малую летучесть. Состав пара над системой Na3AlFfi — Аl2О3 практически остается постоянным.

В расплавах с криолитовым отношением меньше трех введение глинозема приводит к еще более резкому падению давления пара, чем для системы Na3AlF6 — Аl203.

Система NaF — AIF3 — Al. Давление пара над этой системой представляет большой интерес, так как известно, что продукты взаимодействия алюминия с электролитом отличаются большой летучестью. Суммарное давление пара (Рх) при криолитовом отношении (КО), равном 2,4—2,5, имеет минимум. Наличие минимума и различные скорости роста давления пара по разные стороны от КО = 2,4—2,5 позволяют сделать вывод о различном характере взаимодействия алюминия с компонентами электролита.

Все продукты реакции взаимодействия алюминия с криолитовым расплавом обладают высоким давлением пара. Во всем исследованном интервале криолитовых отношений давление пара субфторида натрия превышает давление пара субфторида алюминия, что говорит о преимущественном развитии реакции алюмотермического восстановления натрия.