Скандий и его сплавы с алюминием

Abstract

Изучено поведение скандия в гидрометаллургических процессах при переработке концентратов урана и циркония. Получены опытные партии оксидов скандия чистотой 99,0 и 99,9% лигатуры алюминия с концентрацией скандия 2 и 10%, разработаны аналитические методики определения содержания примесей и технические условия (ТУ) на все продукты, содержащие скандий. Впервые в промышленной практике предложена азотнокислая технология переработки скандийсодержащего сырья, позволяющая обеспечить безотходность производства и высокое качество оксида скандия. Фторидная технология его переработки и современные конструкционные материалы обеспечили высокое качество фторида скандия и его лигатуры с алюминием. Оптимальные параметры процесса алюмотермического восстановления фторида скандия и разбавительной плавки позволили получить продукт заданной микроструктуры требуемой степени чистоты. Лигатура алюминий-скандий (2 мас.%) успешно прошла промышленные испытания в производстве получения экспериментального сплава 01570 и листового проката из него. Прокат сплава 01570 был использован в производстве топливных баков космического корабля «Буран» для хранения жидкого водорода. Предложенная технология извлечения скандия обеспечивает высокие технико-экономические показатели производства.

Вивчено поведінку скандію в гідрометалургійних процесах при переробці концентратів урану і цирконію. Отримано дослідні партії оксидів скандію чистотою 99,0 і 99,9% лігатури алюмінію з концентрацією скандію 2 і 10%, розроблені аналітичні методики визначення вмісту домішок і технічні умови (ТУ) на всі продукти, що містять скандій. Вперше в промисловій практиці запропонована азотнокисла технологія переробки сировини, яка містить скандій, и що дозволяє забезпечити безвідходність виробництва і високу якість оксиду скандію. Фторидна технологія його переробки і сучасні конструкційні матеріали забезпечили високу якість фториду скандію і його лігатури з алюмінієм. Оптимальні параметри процесу алюмотермічного відновлення фториду скандію і розбавлювальної плавки дозволили отримати продукт заданої мікроструктури необхідного ступеня чистоти. Лігатура алюміній-скандій (2 мас.%) успішно пройшла промислові випробування у виробництві отримання експериментального сплаву 01570 і листового прокату з нього. Прокат сплаву 01570 був використаний у виробництві паливних баків космічного корабля «Буран» для зберігання рідкого водню. Запропонована технологія добування скандію забезпечує високі техніко-економічні показники виробництва.

In this paper, the behavior of scandium in hydrometallurgical processes in the processing of concentrates of uranium and zirconium is studied. Experimental batches of scandium oxides with purity of 99.0 and 99.9% aluminum master alloy with scandium concentration of 2 and 10% is obtained, analytical methods for determining impurities and technical specifications (TU) was developed for all products containing scandium. For the first time in industrial practice was offered a processing technology of scandium nitrate-containing raw materials, allowing to provide free production and high quality scandium oxide. Fluoride processing technology and modern construction materials provide a high quality scandium fluoride and aluminum master alloy. Optimum process parameters of aluminothermic recovery of scandium fluoride and its melting allow to obtain a product with desired microstructure and its given purity. Aluminum-scandium ligature (2 wt.%) was successfully tested in industrial production of experimental alloy 01570 and rolled out of it. Roll out of alloy 01570 has been used in the manufacture of fuel tanks of spacecraft “Buran” for the storage of liquid hydrogen.