Термодинамическое моделирование процессов очистки первичного алюминия от примесей ванадия

В данной статье рассмотрено взаимодействие химических элементов в трехкомпонентной системе Al-V-B. Ванадий снижает электропроводность в первичном алюминии, что требует его снижения при электролизе алюминия до значений менее 0.02%. С целью снижения концентрации примесей ванадия были проведены термодинамические расчеты реакций разделения металлической фазы алюминия и примесей интерметаллидов ванадия за счет использования борсодержащего флюса. Расчет термодинамических параметров проводился в HSC Chemistry 9.0. для соединений AlB₂ и VB₂, химической реакции AlB₂ + V = VB₂ + Al в пределах рабочих температур электролиза и литья первичного алюминия 650–950°С и условий погружения борсодержащего флюса в расплав на глубину ковша 0.5, 1.0, 1.5 и 2 м, т.е. в пределах давлений 102.39–148.99 кПа. Термодинамический анализ показал, что значения энергии Гиббса (ΔG_T) во всем диапазоне рабочих температур процесса электролиза и литья первичного алюминия для VB₂ значительно ниже, чем AlB₂, следовательно, они будут образовываться преимущественно в данном температурном диапазоне. Порядок стабильности также предполагает, что ванадий может быть легко удален из расплавов алюминия путем добавления бора. Полученные результаты позволяют сделать вывод о возможном протекании химических реакций очистки первичного алюминия от примесей ванадия за счет добавок бора.