Особенности кристаллизации кальцийсодержащих фаз в охлажденных пробах электролита производства алюминия

Abstract

Проведено уточнение деталей кристаллизации кальцийсодержащих фаз в образцах промышленного электролита, отбираемых для контроля состава методом рентгенофазового анализа. Исследовано влияние скоростей охлаждения и величины криолитового отношения (КО) на кристаллизацию. Быстрое охлаждение и большая величина КО приводит к доминированию в составе образца фазы NaCaAlF6. Установлено, что область стабильного существования кристаллической фазы NaCaAlF6 находится в температурном диапазоне 640-740 °С. Фаза Na2Ca3Al2F14 стабильна ниже 610 °С. Превращение NaCaAlF6 в Na2Ca3Al2F14 при охлаждении происходит по реакции распада с выделением NaAlF4 в области температур 640-610 °С. При пробоотборе в промышленных условиях распад происходит не полностью. Выполненные высокотемпературные рентгенографические исследования фаз NaCaAlF6 и Na2Ca3Al2F14 подтверждают факт метастабильности NaCaAlF6 при низкой температуре. Сформулированы рекомендации по оптимальному пробоотбору в целях контроля состава электролита.

The specific features of calcium–containing phases crystalization have been investigated in case of industrial electrolyte sampling for the purposes of composition control. The influence of cooling rate on the crystalization has been studied. It was found that the phase NaCaAlF6 was stable in the temperature range of 640-740 °C . Transformation of NaCaAlF6 into Na2Ca3Al2F14 goes with isolation of NaAlF4 at 560-610 °C . High temperature XRD investigation of individual samples of NaCaAlF6 and Na2Ca3Al2F14 has been carried out. In the practice the decomposition of NaCaAlF6 does not fully complete at a sampletaking procedure that induces impediments in the content determination by XRD approach. Recommendations on an optimal sampling for XRD control procedure were formulated.