Mehanizem sinteze aluminijevih zlitin v elektrolizni celiciSalihagić Hrenko, Haris (Avtor) Medved, Jože (Mentor) elektrolizno pridobivanje aluminijasinteza aluminijevih zlitin v elektrolizni celicielektrična prevodnostPotreba po izdelkih iz aluminija in aluminijevih zlitin se povečuje. Zato je treba poiskati nove postopke in pristope, s katerimi je mogoče izdelke iz aluminija proizvesti s čim manjšim ogljičnim odtisom. Sinteza aluminijevih zlitin v elektrolizni celici je eden izmed načinov, da se izognemo proizvodnji legirnih elementov in dolgim časom priprave zlitin v livarniških pečeh. Z dodajanjem TiO2 oziroma SiO2 je mogoče v elektroliznih celicah za proizvodnjo aluminija proizvesti zlitine Al-Ti in Al-Si. Da bi lahko določili vpliv dodatkov oksidov TiO2 in SiO2 na električno prevodnost elektrolitov, smo elektrolite analizirali z 0–6 mas. % dodanega oksida. Ugotovljeno je bilo, da ima TiO2 bistveno večji vpliv na zmanjšanje električne prevodnosti. Za sintezo Al zlitin v industrijskih elektroliznih celicah so primerni elektroliti, ki vsebujejo do 1 mas. % TiO2 oziroma SiO2. S sintezo zlitin Al-Ti in Al-Si v laboratorijski elektrolizni celici smo določili učinkovitost elektrolizne redukcije titana in silicija iz elektrolitov, ki vsebujejo 0,024 mas. % TiO2 oziroma 0,210 mas. % SiO2. Učinkovitost redukcije oksidov TiO2 in SiO2 iz elektrolitov v laboratorijski elektrolizni celici je 20- oziroma 25-odstotna, učinkovitost redukcije Al2O3 pa je bila 52,8–66,5-odstotna. Ugotovljeno je bilo, da se v laboratorijski elektrolizni celici večina titana in silicija sintetizira alumotermično. Da bi sintetizirali zlitini Al-Ti in Al-Si, smo v industrijsko celico tehnologije Aluminium Pechiney 18 dodajali TiO2 ali SiO2. Dodatki oksidov ne vplivajo na regulacijo temperature in prebitka AlF3. Pri sintezi zlitine Al-Ti je bilo ugotovljeno, da 75 % redukcije TiO2 poteče alumotermično, preostalih 25 % redukcije pa poteče elektrolizno. Pri redukciji SiO2 lahko redukcija poteka tako elektrolizno kakor tudi alumotermično. Delež alumotermične redukcije SiO2 v siliciju je pogojen z maso, ki je dodana v sistem elektrolita. Pri kontinuiranem dodajanju oksida v elektrolit se slednji reducira alumotermično, enaka količina oksida, dodanega v enkratni masi, pa se reducira alumotermično in elektrolizno. Med elektroliznim procesom povzročijo alumotermične reakcije nastanek Al2O3. Nastali Al2O3 vpliva na zmanjšanje upornosti elektrolizne celice in s tem na zmanjšanje količine dodanega Al2O3, katero regulira procesni računalnik. Zato smo izdelali model, po katerem izračunamo novo stopnjo dodajanja Al2O3 v elektrolizni proces ob kontinuiranem dodajanju TiO2 ali SiO2. Tako je v industrijskih celicah tehnologije Aluminium Pechiney 18 mogoča proizvodnja zlitin Al-Ti in Al-Si z minimalnimi spremembami procesnega vodenja ali celo brez njih.20202020-05-09 09:00:05Doktorsko delo/naloga116052VisID: 73074COBISS_ID: 15670275sl