Прислать материал
Изучение взаимодействия оксида церия с хлоридно-фторидными расплавами щелочных металлов для производства лигатур Al-Ce
ФИО: Спиряев В.В.
Направление: Металлургия
Научный руководитель: д.т.н., проф. Москвитин В.И., асп. Козловский Г.А.
Институт: Институт экотехнологий и инжиниринга
Кафедра: Кафедра Цветных металлов и золота
Академическая группа: МЦМ-11-1
В литейном производстве с целью упрочнения некоторых алюминиевых сплавов в качестве компонента применяется церий. Церий в эти сплавы вводится в качестве лигатуры.
Часто лигатуры производят алюминотермическим восстановлением лиганда из его соединений, растворенных в солевых системах галогенидов щелочных металлов. Одним из наиболее доступных соединений, содержащих церий, является оксид церия (IV). Изучена растворимость оксида церия в расплаве NaF-AlF3 в зависимости от криолитового отношения (мольного отношения NaF/AlF3), результаты представлены на рисунке 1.
Рисунок 1. Растворимость CeO2 в системе NaF-AlF3. Т = 1050°С.
Отмечается низкая растворимость оксида церия в криолите (не более 0,7% при К.О. равном 3).
В работе была проведена термодинамическая оценка возможных реакций взаимодействия оксида церия с компонентами солевого расплава:
CeO2 + 4NaF = CeF4 + 2Na2O (2)
CeO2 + 6NaF = Na2CeF6 + 2NaF (3)
CeO2 + 2NaF + (4/3)AlF3 =Na2CeF6 + (2/3)Al2O3 (4)
CeO2 + 2KF + (4/3)AlF3 =K2CeF6 + (2/3)Al2O3 (5)
CeO2 + 2NaF + (4/3)AlF3 + 2KCl = K2CeF6 + (2/3)Al2O3 + 2NaCl (6)
Результаты расчетов ΔGT0 выше написанных реакций при различных температурах приведены в таблице 1.
| № реакции | ΔG0T, кДж/моль | ||||
| 800°С | 850°С | 900°С | 950°С | 1000°С | |
| 1 | 358,4 | 357,2 | 356 | 354,8 | 353,6 |
| 2 | 488,0 | 479,3 | 470,6 | 461,9 | 453,2 |
| 3 | 539,9 | 538,1 | 536,2 | 534,3 | 532,4 |
| 4 | –39,3 | –41,1 | –42,9 | –44,8 | –46,6 |
| 5 | –49,3 | –51,1 | –52,9 | –54,8 | –56,6 |
| 6 | 30,5 | 26,3 | 22,1 | 17,9 | 13,7 |
Из таблицы 1 видно, что по реакциям 4, 5 и 6 возможно образование комплексных солей, содержащий церий, таких как Na2CeF6 и K2CeF6.