Contribution à l'étude du comportement de la silice dans les bains de cryolithe fondue

Abstract

Ifitroductio fi.L'intBrkt que prBsente, tant du point de vue thdorique que de celui de l'industrie, la connaissance du comportement des oxydes dissous dans la cryolithe a suscite de nombreux travaux dans cette voie. L'Btude de la silice, bien que ce composant soit toujours present en petites quantities dans les bains de 1'6lectrolyse de l'aluminium, a 6th cependant un peu dBlaissBe. Cela, sans doute a cause de la complexit6 du probl&me. E n effet, la siliee reagit avec la cryolithe en donnant du fluorure de silicium SiF, gazeux dont le dkgagement change la composition du bain. I1 est bien connu dans l'industrie de l'aluminium que les gax fluores qui s'6chappent des cuves d'6lectrolyse doivent leur origine en partie B ce ph6nombne. Cependant, et il est bon de le noter tout de suite, tout le silicium present dans 1'6lectrolyte ne suit pas ce processus; une partie se retrouve sous forme mdtallique dam l'aluminium.La rkaction par laqnelle la silice est transform6e en fluorure de silicium a 6t6 beaucoup discut6e. Actuellement, en accord avec la thermodynamique, on admet gBn6ralement qu'il y a rBaction de la silice avec le fluorure d'aluminium, selon 1'Bquation 3 SiO,+4 AlF, = 3 SiF',+ 2 Al,O,. Batashev & Zhurdinl), en Blectrolysant des melanges de bauxite a w e du sable siliceux ou du kaolin dans la cryolithe, ont obtenu des alliages Al-Si contenant jusqu'h 27% de Si. 11s indiquent une solubilite de 3 % pour SiO, dans la cryolithe vers 980O. Fait noter, c'est lo seul travail que nous ayons trouvB concernant le systhme cryolithe-silice. -RoZifi2), dans une Btude cryom6trique, utilisant la cryolithe comme solvant, a Btabli que certains oxydes, parmi lesquels CaO, MgO, BeO, A1,03, Fe203, etc., sont nettement dissoci6s dans ce milieu cependant que pour d'autres, en particulier TiOz, SiO,, NiO, etc., cette m6thode ne r6v&le pas de dissociation. -MergauZt3) utilise la propriBt6 de l'oxyde de chrome Cr,03 d'ktre a la fois color6 en vert et tr&s peu soluble dans la cryolithe. I1 ajoute aux solutions d'oxydes l) K . P. Batashev & A . I . Zhhurdin, Metallurg. 2, 66-77 (1933); Chem. Abstr. 27, z, M . Rolin, ThBse, Facult6 des Sciences, Universit6 de Paris, 1951. 3) P. Merguult, C. r. hebd. SBances Acad. Sci. 239, 1215 (1954). 5250 (1933).

Electrodeposition of Semiconductors

“…A great deal of effort has been reported on the electrodeposition of silicon. Many workers have employed either silica or fluorosilicates as the solutes [2][3][4][5][6][7] and obtained either amorphous silicon or metal silicides. Cohen and Huggins [8] were the first to prepare both mono and polycrystalline silicon by electrolysis of the alkaline fluorosilicates in a LiF-KF eutectic.…”

Electrochemical Behavior of Silicon Species in Cryolite Melt

“…this decreases the decomposition potential to −0.73 V and −0.57 V for CO2 and CO release, respectively. 7 The experimentally measured deposition potentials [8][9][10][11][12][13][14][15][16] are considerably different from these calculated values. For example, the decomposition potential on graphite cathode has been reported as −0.95 ± 0.05 V by several authors, [8][9][10][11][12][13][14][15][16] which is approximately 0.25 V larger than the predicted potential.…”

Electrochemical Production of Al-Si Alloys in Cryolitic Melts in a Laboratory Cell

“…10 Another study reported the electrodeposition of Si in cryolite-silica electrolyte and formed Al-Si alloy on a graphite cathode at 980 °C. 11 Silicon in aluminium may also come from some exchange reactions which have been reported to be possible reasons behind current efficiencies of Si higher than 100% 6,11 .…”