Effect of cryolite content on the chemical and physical properties of a NaCl-KCl salt flux for aluminium scrap refining

When re-melting contaminated and oxidized aluminum scrap, the use of salt fluxes with fluorides additions is necessary. This study investigates the influence of the additions of cryolite (Na3AlF6) up to 15 % weight on the physical and chemical properties of a 95%wt – 5% wt KCl salt flux for aluminum refining. The melting temperature, the viscosity, the dissolution of aluminum oxide in the salt flux and the dissolution of the salt in water were analyzed, as these properties are relevant for industrial practice. A preliminary thermodynamical analysis by means of FactSage thermodynamic software was carried out to investigate the melting characteristics of the salt. Thermal analysis was performed using Differential Scanning Calorimetry. The viscosity of the molten salts was examined by means of a rotational viscometer. The oxide dissolution was assessed as the reduction in weight of alumina spheres immersed in the molten flux. The dissolution of the salts in water of the salts was evaluated as the mass loss of crucibles containing the salts after various holding times in water. The melting temperature decreases as the cryolite content increases in the salt flux. The viscosity values show a maximum for cryolite content of 5% wt. As the cryolite percentage in the salt flux increases, its ability to dissolve aluminum oxide increases, whereas its dissolution rate in water decreases.

Nel riciclo di rottame di alluminio ossidato e contaminato, è necessario l'utilizzo di sali di flussaggio. Questo studio analizza l'influenza delle aggiunte di criolite (Na3AlF6) fino al 15% in peso sulle proprietà chimiche e fische di un sale con 95% NaCl - 5% KCl per la raffinazione dell'alluminio. Sono stati studiati la temperatura di fusione, la viscosità, la dissoluzione dell'allumina e la dissoluzione del sale in acqua, in quanto proprietà rilevanti per applicazioni industriali. E' stata svolta un'analisi preliminare mediante software termodinamico, seguita da una calorimetria differenziale a scansione (DSC) per studiare il comportamento a fusione dei sali al variare del contenuto di criolite. La viscosità dei sali è stata misurata tramite reometro rotazionale. E' stata valutata l'abilità dei sali a dissolvere l'ossido d'alluminio in base alla perdita di peso di sferette di allumina dopo alcuni tempi di permanenza nel sale fuso. La dissoluzione del sale in acqua è stata misurata in base alla perdita di peso dei crogioli contenenti il sale dopo alcuni tempi di permanenza in acqua. La temperatura di fusione dei sali diminuisce all'aumentare del contenuto di criolite. La viscosità mostra un valore massimo per una percentuale di criolite pari al 5%. All'aumentare del contenuto di criolite nel sale, inoltre, migliora la sua abilità nel dissolvere l'ossido di alluminio, mentre viene rallentata la dissoluzione in acqua.