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Die Eriindung hat zum Gegenstand ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Handhabung und
Reinigung von geschmolzenen Leichtmetallen, insbesondere Alkali-oder Erdalkalimetallen und ihren
Legierungen.
Rohe Leichtmetall und ihre Legierungen enthalten im allgemeinen je nach dem Verfahren zu ihrer Herstellung verschiedene Oxyde oder Salze oder andere Metalle als Verunreinigungen. Die Roh- metalle wurden bisher häufig dadurch gereinigt, dass man sie geschmolzen und von den Verunreinigungen. welche bei dem Schmelzpunkt des Metalles noch festblieben, filtriert hat. Die Reinigung der reaktionsfähigeren Leichtmetalle, wie z. B. der Alkalimetalle nach dieser Methode musste in einem geschlossenen
Gefäss und in einer inerten Atmosphäre vorgenommen werden, um die Oxydation der Metalle an der Luft und die Gefährdung der mit der Reinigung beschäftigten Arbeiter zu verhindern. Die Verfahren, die man bisher zum Filtrieren von geschmolzenen Leichtmetallen angewandt hat, sind in der Mehrzahl diskontinuierlich.
Sie bestehen darin, dass das Metall durch ein am Boden eines geschlossenen Behälters befind- liches Filter hindurchgepresst wird. wobei man sich der Schwerkraft oder der Hilfe eines komprimierten inerten Gases bedient. Nachdem ein Ansatz des geschmolzenen Metalles durchliltriert ist, muss man den Apparat öffnen, um den schlammigen Rückstand, der neben den ungeschmolzenen Verunreinigungen noch erhebliche Mengen des flüssigen Metalles enthält, von dem Filter zu entfernen. Die Brennbarkeit dieses halb geschmolzenen Schlammes und seine Neigung zum Spritzen bringt erhebliche Gefahren mit sich. Ferner oxydiert sich der Schlamm während dieser Behandlung in beträchtlichem Masse. wodurch die Ausbeute an Metall verringert wird.
Es wurde nun gefunden, dass man Rohleiehtmetalle insbesondere Alkali-und Erdalkalimetalle und ihre Legierungen in einfacher und bequemer Weise dadurch reinigen kann, dass man die verunreinigten Metallschmelzen in einer inerten Atmosphäre auf Temperaturen, bei denen die Verunreinigungen verfestigt werden, hält und das reine Metall bzw. die reine Legierung von diesen Schmelzen, zweckmässig unter Rühren, durch Filter, z. B. Saugfilter abzieht, während man die Verunreinigungen an einer unterhalb der Filter- und Rührvorrichtungen gelegenen Stelle sammelt und aus der Schmelze entfernt. Die Reinigung des Filters geschieht dadurch, dass man von Zeit zu Zeit einen Teil des gereinigten Metalles durch das Filter zurückströmen lässt.
Dieses Verfahren liefert ein Produkt von gleichmässig guter Beschaffenheit und ist mit einem Minimum an Metallverlusten verbunden. Ferner wird die Gefahr, die beim Reinigen der reaktionsfähigen, an der Luft brennbaren Metalle nach dem bisherigen Verfahren bestand, in erheblichem Masse verringert. Schliesslich bedarf das vorliegende Verfahren eines geringeren Aufwandes an Arbeitskräften.
In der anliegenden Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung wiedergegeben. Das eiserne Gefäss 1, das zur Aufnahme des unreinen Metalles dient, ist mit geeigneten Heizvorrichtungen 2, Kühlkanälen 3 und Isolierungen 4 versehen. Durch das Rohr 5 kann Kühlluft in die Kanäle 3 eingeführt werden. Durch das Rohr 6 wird ein inertes Gas, durch das Rohr 7 das unreine Metall zugeführt. Auf der Welle 8, die bei 9 in geeigneter Weise angetrieben wird, ist ein Rührer 10 angebracht, der zugleich als Kratzer dienen kann. 11 ist eine Temperaturmessvorrichtung.
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Das gereinigte Metall wurde aus dem Behälter 14 durch das Rohr 16 abgelassen. Es enthielt nur 0'025 % an Verunreinigungen. Der bei 24 abgezogene Schlamm, dessen Gesamtgewicht 8'6 % des ein- geführten Rohnatriums betrug, enthielt ungefähr 69% an metallischem Natrium. Nach den bisher bekannten Reinigungsverfahren konnten die Verunreinigungen des gereinigten Natriums nicht unter 0-045 % gebracht werden. Dabei wurde mehr wie 14 % des eingeführten Rohnatriums mit dem Schlamm entfernt. Das Verfahren gemäss vorliegender Erfindung liefert demnach bedeutend höhere Ausbeuten an einem wesentlich reineren Metall.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass man es nach Wunsch kontinuierlich oder diskontinuierlich durchführen kann. Das Verfahren ist bei seiner Anwendung auf besonders reaktionsfähige Metalle, die leicht brennbar sind, zum Spritzen neigen und ätzend wirken, mit einer viel grösseren Sicherheit als die bisherigen verbunden. Es ist von Vorteil, dass der gesamte Reinigungsprozess in einer geschlossenen Vorrichtung durchgeführt wird. Durch die inerte Atmosphäre wird praktisch jede Oxydation vermieden. Wenn die Vorrichtung mit Vakuum betrieben wird, wird auch die Gefahr verringert, die bei Vorrichtungen, die unter Druck arbeiten, durch Undichtigkeiten in der Apparatur bedingt ist.
Namentlich war es bei den bisherigen Verfahren sehr schwierig, die Entfernung des Filtersehlammes zu überwachen. Der Schlamm hat die Neigung, in den Ventilen bzw. Hähnen fest zu werden, und dadurch Verstopfungen zu verursachen. Bei den Versuchen, die mit Metall verstopften Ventile zu regeln, wurden die Ventile oder die Ventilverbindungen oft undicht oder sogar abgebrochen. Dies konnte ein Austreten bzw. Ausspritzen des geschmolzenen Metalles zur Folge haben. Diese Nachteile werden durch die Vorrichtung nach vorliegender Erfindung vermieden, da sie ohne Ventile arbeitet.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Reinigung von geschmolzenen Rohleichtmetallen, insbesondere Alkali-und Erdalkalimetallen. und ihren Legierungen, dadurch gekennzeichnet, dass die verunreinigte Metallschmelze in einer inerten Atmosphäre auf Temperaturen, bei denen die Verunreinigungen verfestigt werden, gehalten wird, und das reine Metall bzw. die reine Legierung von dieser Schmelze durch Filter, z. B. Saugfilter abgezogen wird, während die Verunreinigungen an einer unterhalb der Filtervorrichtung gelegenen Stelle gesammelt und aus der Schmelze entfernt werden.
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The invention has the object of a method and a device for handling and
Purification of molten light metals, especially alkali or alkaline earth metals and theirs
Alloys.
Raw light metals and their alloys generally contain various oxides or salts or other metals as impurities, depending on the method for their production. The raw metals were previously often cleaned by melting them and removing the impurities. which remained solid at the melting point of the metal, filtered. The cleaning of the more reactive light metals, such as. B. the alkali metals after this method had to be in a closed
In a container and in an inert atmosphere in order to prevent the oxidation of the metals in the air and the danger to the workers involved in cleaning. The processes that have hitherto been used to filter molten light metals are for the most part discontinuous.
They consist in the fact that the metal is pressed through a filter located at the bottom of a closed container. using gravity or the aid of a compressed inert gas. After a batch of the molten metal has been filtered through, the apparatus must be opened in order to remove the sludgy residue, which in addition to the unmelted impurities, also contains considerable amounts of the liquid metal, from the filter. The flammability of this semi-molten sludge and its tendency to splash pose significant dangers. Furthermore, the sludge oxidizes to a considerable extent during this treatment. thereby reducing the yield of metal.
It has now been found that you can purify crude metal, especially alkali and alkaline earth metals and their alloys in a simple and convenient manner that the contaminated metal melts in an inert atmosphere at temperatures at which the contaminants are solidified, and the pure metal or The pure alloy from these melts, advantageously with stirring, through filters, e.g. B. pulls off the suction filter while the impurities are collected at a location below the filter and stirring devices and removed from the melt. The filter is cleaned by allowing some of the cleaned metal to flow back through the filter from time to time.
This process delivers a product of consistently good quality and is associated with a minimum of metal losses. Furthermore, the risk that existed when cleaning the reactive, air-combustible metals according to the previous method is reduced to a considerable extent. Finally, the present procedure requires less labor.
The attached drawing shows an apparatus for carrying out the method according to the invention. The iron vessel 1, which is used to hold the impure metal, is provided with suitable heating devices 2, cooling channels 3 and insulation 4. Cooling air can be introduced into the channels 3 through the pipe 5. An inert gas is fed through the tube 6 and the impure metal is fed through the tube 7. On the shaft 8, which is driven in a suitable manner at 9, a stirrer 10 is attached, which can also serve as a scraper. 11 is a temperature measuring device.
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The cleaned metal was drained from the container 14 through the pipe 16. It contained only 0'025% impurities. The sludge withdrawn at 24, the total weight of which was 8'6% of the raw sodium imported, contained approximately 69% of metallic sodium. According to the purification processes known up to now, the impurities in the purified sodium could not be brought below 0-045%. More than 14% of the raw sodium introduced was removed with the sludge. The process according to the present invention accordingly provides significantly higher yields of a significantly purer metal.
Another major advantage of the process is that it can be carried out continuously or batchwise, as desired. When used on particularly reactive metals, which are easily flammable, have a tendency to splash and have a corrosive effect, the method is much more secure than the previous ones. It is advantageous that the entire cleaning process is carried out in a closed device. The inert atmosphere practically avoids any oxidation. If the device is operated with a vacuum, the risk that is caused by leaks in the apparatus in devices that operate under pressure is also reduced.
In particular, with the previous methods it was very difficult to monitor the removal of the filter dust lamb. The sludge has a tendency to solidify in the valves or taps and thereby cause blockages. When trying to control the valves clogged with metal, the valves or the valve connections were often leaky or even broken. This could result in the molten metal escaping or spraying out. These disadvantages are avoided by the device according to the present invention, since it works without valves.
PATENT CLAIMS:
1. Process for cleaning molten crude light metals, in particular alkali and alkaline earth metals. and their alloys, characterized in that the contaminated metal melt is kept in an inert atmosphere at temperatures at which the contaminants are solidified, and the pure metal or the pure alloy from this melt through filters, e.g. B. suction filter is withdrawn while the impurities are collected at a location below the filter device and removed from the melt.