CH148539A - Verfahren zur Herstellung von Aluminium und seinen Legierungen. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von     Aluminium    und seinen Legierungen.    Die Gewinnung von Aluminium auf ther  mischem Wege     durch    Reduktion von Tonerde  scheitert daran, dass' das Aluminium bei der  Reduktionstemperatur verdampft. Es ist da  her der Vorschlag gemacht worden, bei der  Durchführung dieses Verfahrens den Dampf  druck des Aluminiums erniedrigende Stoffe  zuzusetzen. Wenn man aber beispielsweise  unter Zusatz von Silizium ein Aluminium  silizium mit einem Gehalt bis zu 6-6 % Alu  minium herstellt, ohne dass allzu hohe     Ver-          dampfungsverlus.te    an Aluminium entstehen,  so ist: es praktisch unmöglich, das. Aluminium  durch Destillation hieraus zu gewinnen, weil  man ein zu hohes Vakuum benötigt.

   Es. ist  also das bekannte Verfahren in seiner  Anwendungsfähigkeit ausserordentlich be  schränkt. Die Erfindung betrifft nun ein  Verfahren zur Herstellung von Aluminium  und seinen     Legierungen,    mit welchem diese  Schwierigkeit umgangen wird. Dieses Ver  fahren ist dadurch gekennzeichnet, dass  durch elektrothermische Reduktion von ton-         erdehaltigem        Rohgut    in Gegenwart von dem       Dampfdruck    des A1 erniedrigenden Stoffen  eine     Aluminiumrolhlegierung    gebildet und  durch physikalische Scheidemethoden in eine  Legierung von niedrigerem     Al-Gehalt    und in  eine     Al-Reichlegierung    getrennt wird,

   welch  letztere durch Destillation weiter     verarbeitet     wird.  



  Es kann zum Beispiel aus einer     Alumi-          niumsiliziumlegierung    mit<B>66%</B> Aluminium  und     33%    Silizium durch     pbysikalische     Scheidemethoden,     Saigerung,    Abpressen,       Abschleudern        etc.    neben einer Legierung mit  einem     viel    geringeren Aluminiumgehalt eine  solche mit zum Beispiel 88 % Aluminium  und 12 % Silizium,. das heisst also neben  einer Arm- eine     Reichlegierung    gewonnen  werden.

   Aus dieser     Reichlegierung    lässt sich  nun bei niedriger Temperatur und bei einem  sehr niedrigen Vakuum das Aluminium ohne       Schwierigkeit        abdestillieren,,    während ander  seits eine     Reichlegierung,    die in bequemer  Weise durch Destillation     verarbeitbar    wäre,      sich durch     elektrothermische    Reduktion- nicht  herstellen lässt, weil die Verdampfung des  Aluminiums zu gross ist und sich in erheb  licher Weise Aluminiumkarbid bildet.  



  Zur Durchführung des Verfahrens gemäss  der vorliegenden Erfindung kann folgender  weise vorgegangen werden  Es     wird    bei der Reduktion des.     tonerde-          haltigen    Rohstoffes ein Metall oder eine  Metallverbindung zugesetzt, die den Dampf  druck des Aluminiums erniedrigt.  



  Ohne damit die Möglichkeit auszuschlie  ssen, noch andere Zusätze zu     verwenden,    wur  den als brauchbar zur Erniedrigung des  Dampfdruckes Fe,     Si,    sowie Fe und     .Si          gleichzeitig    festgestellt.  



  Die so erzeugte Aluminiumlegierung, im  folgenden     "Rohlegierung"    genannt, wird bis  zu einer     Temperatur    abgekühlt, bei welcher  eine AI-ärmere Legierung erstarrt, die von  der flüssig bleibenden,     eutektischen    Legie  rung, im folgenden     "Reichlegierung"    ge  nannt, durch physikalische Scheidemethoden  getrennt werden kann.  



  Zweckmässig wird die Rohlegierung lang  sam abgekühlt und auf einer Temperatur ge  halten, die die     eutektische    Temperatur mög  lichst     -,venig        übersteigt;    wenn es sich um eine  Legierung mit Fe,     Si    oder beiden handelt,  praktisch also bei etwa 600  . Die primär  erstarrenden Kristalle     werden    von der flüs  sig     bleibenden,        eutektischen    Legierung ge  trennt.  



  Die     Reichiegi.erung        wird    unter Anwen  dung eines Vakuums .destilliert, das überge  hende Aluminium     kondensiert    und als     "Rein-          metall"    gewonnen; der     Destillationsrückstand     wird zum Rohstoff oder zur Rohlegierung  wieder zugeschlagen.  



  Die Herstellung der Rohlegierung ge  schieht elektrothermisch, wobei zur Erzie  lung von möglichst hochprozentigen Alumi  niumlegierungen mit höheren Stromdichten  als üblich gearbeitet wird.  



  Zur Destillation der     Reichlegierung    auf       Reinmetall    kann derselbe Ofen und dieselbe  Arbeitsweise verwendet werden, wie bei der  elektrothermischen     Raffination    von Rohzink,    nur mit dem Unterschied, dass hier mit Va  kuum gearbeitet werden muss.

   Die Höhe des  erforderlichen Vakuums ist abhängig von der       Destillationstemperatur,    sie steigt mit sinken  der Temperatur, und davon, wie weit man  das Aluminium     abdestillieren        will.    Je freier  an     Al    der     Destillationsrückstand    sein soll,  desto höher muss das Vakuum sein.<B>Soll</B>  zum Beispiel eine     Reichlegierung    mit 87  Al und<B>13,%</B>     Si    bis auf 2     Teile    A1 bei 13  Teilen     Si,    also auf 87 %     Si    und<B>18%</B> Al       abdestilliert    werden,

   so braucht man bei  1475' anfänglich ein Vakuum von 87 mm       Hg,    zum     Schlusse    13 mm     Hg.     



       Einei    Stromdichte von 4 bis 6 Ampere       reicht    aus,     wenn    ein natürliches Tonerde  silikat, zum Beispiel Ton oder ein künst  liches zum Beispiel ein Gemisch von     A1203          und,        Si02    auf die Rohlegierung mit     Si    ver  schmolzen werden soll, weil solches Tonerde  silikat im     geschmolzenen    Zustand selbst als  Widerstand wirkt.

   Dann ist die für diese  Reduktion erforderliche Energiedichte im  Ofen     vorhanden.    Anders aber ist es, wenn       A1203        allein    oder zusammen mit     andern    Oxy  den ausser     810z,    zum Beispiel zusammen mit       Fe03    reduziert werden soll.

   Arbeitet man       dann    mit der üblichen     Stromdichte    von 4  bis 6     Amp./cm2,    so wird ein Teil der     A1203     zu A1     reduziert,    während ein anderer Teil  nur     Aluminiumcarbid    bildet, und ein wei  terer Teil     unreduziert    bleibt.

   Es findet also  teilweise nicht die Reaktion         A1203        -I-    3 C = 2 Al     -I-    3 CO    sondern die Reaktion         A1203    0 3 C =     2/s        A14C3        --f-        2/s        A120;        +    CO  statt.

   Dies ist die Ursache, weshalb bisher  durch elektrothermische Reduktion - ausser  solchen mit     Si    - nur,     AI-Legierungen    mit  einem AI-Gehalt von nicht mehr als etwa       40A    A1 hergestellt werden konnten, welche  für die     physikalische    Scheidung nicht brauch  bar sind.    Bei Ausgang von rotem Bauxit wird das  Eisenoxyd     zweckmässigerweise    vorher en-t-           fernt,    und zwar am besten dadurch, dass :der  Bauxit im Elektroofen reduzierend auf       Korund    verschmolzen wird.  



  Ein     Ausführungsbeispiel    soll die vor  liegende Erfindung verdeutlichen:  Ton und Kaolin enthalten so viel SA,  dass bei ihrer Reduktion eine Rohlegierung  mit genügend niedrigem Gehalt an Aluminium  entsteht, so dass in Betracht kommende Ver  luste an Al durch Verdampfung nicht statt  finden können. Da aus einer     Al-Si-Legierung     von diesem Gehalt stets     Si    primär erstarrt,  enthält die entstehende Rohlegierung ander  seits so viel Al, dass die physikalische Schei  dung möglich ist. Es wird also ausser der       nötigen    Reduktionskohle kein weiterer Zu  schlag gemacht.

   Die abgestochene Rohlegie  rung wird noch flüssig,     züm    Beispiel in einem       Flammofen    gebracht, der als     Saigerofen    ein  gerichtet ist, also zum Beispiel mit schräger  Sohle. Hier     wird    sie langsam abgekühlt und  dann auf     konstanter    Temperatur zum Bei  spiel 600   gehalten. Es, kristallisiert eine       Armlegierung    aus, die von der flüssigen       Reichlegierung        abgetrennt    wird.

   Die ablau  fende     Reichlegierung    enthält etwa 12 %     .Si,          etwast        Fe    und     Ti.    Sie     wird    in einem elek  trisch beheizten Destillierofen eingeschmolzen  und ihr     Al-Gehalt        abdestilliert.    Der Destil-         Iationsrückstand    geht in den     Saigerofen    zu  rück.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Alumi nium und seinen Legierungen, dadurch ge kennzeichnet, dass durch elektrothermische Reduktion von tonerdehaltigem Rohgut in Gegenwart von den Dampfdruck des Al er niedrigenden Stoffen eine Aluminiumroh legierung gebildet und durch physikalische Scheidemethoden in eine Legierung von nie drigerem Al-Gehalt und in eine Al-Reich- legierung getrennt wird, welch letztere durch Destillation weiter verarbeitet wird. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Al-Reichlegierung durch Kühlung und Saigerung aus der Aluminiumrohlegierung gewonnen wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch zur Her stellung von Aluminium und seinen Le gierungen aus rotem Bauxit, dadurch ge kennzeichnet, dass das Eisenoxyd durch Reduktion im Elektroofen unter Ver schmelzung auf Korund entfernt. wird.