DE1174512B

DE1174512B - Process for nitrogen refining of melts from aluminum and its alloys

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Publication number: DE1174512B
Application number: DER33410A
Authority: DE
Original assignee: RIEDELBAUCH DR; STOFFREGEN GIESSEREICHEMISCHE
Current assignee: RIEDELBAUCH DR; STOFFREGEN GIESSEREICHEMISCHE
Priority date: 1962-08-29
Filing date: 1962-08-29
Publication date: 1964-07-23

Description

Verfahren zur Stickstoffraffination von Schmelzen aus Aluminium und seinen Legierungen Zur Stickstoffraffination von Schmelzen aus Aluminium und seinen Legierungen ist sowohl das Einblasen von gasförmigem Stickstoff als auch die Anwendung von Salzen der Stickstoffwasserstoffsäure im Gemisch mit Alkalihalogeniden bekannt.Process for refining melts from aluminum and nitrogen its alloys for nitrogen refining of melts from aluminum and its Alloys is both the injection of gaseous nitrogen and the application of salts of hydrazoic acid in admixture with alkali halides.

Nachteilig bei der Behandlung mit gasförmigem Stickstoff ist es - abgesehen vom apparativen Aufwand -, daß er praktisch nur in relativ großen Blasen durch die Schmelze hindurchgeleitet werden kann und somit für deren wirksame Entgasung recht große Mengen erforderlich sind.The disadvantage of treatment with gaseous nitrogen is - apart from the outlay on equipment - that it is practically only in relatively large bubbles can be passed through the melt and thus for its effective degassing quite large amounts are required.

Gemische mit Salzen der Stickstoffwasserstoffsäure lassen zwar den Stickstoff primär in feinster Verteilung, d. h. mit hoher Wirkungsaktivität entstehen, sie haben aber einen gewissen Nachteil insofern, als infolge der bei den vorliegenden Temperaturen relativ rasch erfolgenden Zersetzung des Stickstoffträgers nur eine relativ niedrige Konzentration im Rahmen der anzuwendenden Salzgemische möglich ist.Mixtures with salts of hydrazoic acid leave the Nitrogen primarily in the finest distribution, d. H. with high activity, but they have a certain disadvantage in that as a result of the present Temperatures relatively rapid decomposition of the nitrogen carrier only one relatively low concentration possible within the scope of the salt mixtures to be used is.

Die angeführten Vorteile zu erhalten, unter gleichzeitigem Ausschluß der genannten Nachteile, ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren. Es verwendet als Stickstoffträger die Salze des Cyanamids. Der zur Raffination der Schmelzen erforderliche Stickstoff wird hier sowohl als Folge einer thermischen Zersetzung, die langsamer als bei den Salzen der Stickstoffwasserstoffsäure abläuft, geliefert als auch als Folge einer chemischen Umsetzung.To obtain the listed advantages while excluding them of the disadvantages mentioned, is made possible by the method according to the invention. It used the salts of cyanamide act as nitrogen carriers. The one for refining the smelters required nitrogen is here both as a result of thermal decomposition, which runs off more slowly than the salts of hydrazoic acid as well as as a result of a chemical conversion.

Während die Alkalisalze des Cyanamids bei den üblicherweise vorliegenden Temperaturen von etwa 750°C in reiner Form - lose, gepreßt, gesintert oder in Form geschmolzener und wiedererstarrter Körper - zur Anwendung gebracht werden können, erfordern Salze der mehrwertigen Kationen, z. B. die Erdalkalisalze, eine chemische, vorzugsweise oxydative Zersetzung, die ihre Verwendung überwiegend in losen oder gepreßten Gemischen entsprechender Zusammensetzung zweckmäßig erscheinen läßt. Als geeignete Oxydationsmittel können genannt werden: Nitrate, Halogenate (z. B. Chlorate), Perhalogenate (z. B. Perchlorate), höhere Metalloxyde, Salze von Metallsäuren (z. B. Chromate, Permanganate).While the alkali salts of cyanamide in the commonly present Temperatures of around 750 ° C in its pure form - loose, pressed, sintered or in the form melted and resolidified bodies - can be applied, require salts of the polyvalent cations, e.g. B. the alkaline earth salts, a chemical, preferably oxidative decomposition, which is mainly used in bulk or pressed mixtures of appropriate composition appear expedient. as suitable oxidizing agents can be mentioned: nitrates, halogenates (e.g. chlorates), Perhalogenates (e.g. perchlorates), higher metal oxides, salts of metal acids (e.g. B. chromates, permanganates).

Die Anwendung der Stickstoffträger allein oder im Gemisch, geschieht durch bloßes Tauchen, die Dosierung ist vom Verunreinigungsgrad der zu raffinierenden Schmelzen abhängig, im allgemeinen werden 0,5 bis 2% eingebracht.The nitrogen carriers are used alone or in a mixture by mere immersion, the dosage depends on the level of contamination of that to be refined Melting dependent, generally 0.5 to 2% is introduced.

Fügt man dem Stickstoffträger bzw. einem Gemisch genannter Art, in dem er enthalten ist, noch chlorabspaltende Substanzen, wie Hexachloräthan, bei, so kann die bekannte, auf der Verwendung von Flaschengasen beruhende, kombinierte Chlor-Stickstof- Raffination auch auf diesem Wege vorgenommen werden, wobei zuerst vorwiegend Chlor, später vorwiegend Stickstoff in Freiheit gesetzt wird.If you add the nitrogen carrier or a mixture of the type mentioned, in which it is contained, chlorine-releasing substances such as hexachloroethane, so the well-known, based on the use of cylinder gases, combined Chlorine-nitrogen refining can also be done this way, being first mainly chlorine, later mainly nitrogen, is released.

Als vorteilhaft hat sich außerdem gezeigt, wenn die Gemische wie vorstehend noch die Konsistenz der entstehenden Schlacken steuernde Zusätze, wie Alkalihalogenide, Erdalkaffluoride oder Silikate, enthalten.It has also been shown to be advantageous if the mixtures are as above Additives that control the consistency of the slag produced, such as alkali halides, Alkaline earth fluorides or silicates.

Von besonderem Interesse für die praktische Anwendung der erfindungsgemäßen Stickstoffträger ist noch, daß sie auch in Kombination mit spezifisch schwereren Zusätzen, wie Ferromangan, eingesetzt werden können, wodurch ein Einbringen in die Schmelzen ohne äußere Hilfsmittel erreicht wird.Of particular interest for the practical application of the invention Nitrogen carriers is still that they are also in combination with specifically heavier ones Additives such as ferromanganese can be used, which means that they can be incorporated into the Melting is achieved without external aids.

Als Beispiele von Raffinationszusätzen bzw. -gemischen der beschriebenen Art können gelten: 1. Stickstoffrafnation a) Natriumcyanamid .............. allein b) Natriumcyanamid .............. 50°/o Natriumfluorid ................. 30% Natriumchlorid . . . . . . . . . . . . . . . . . 20% c) Natriumcyanamid .............. 30% Kaliumchlorid ................. 20% Natriumchlorid . . . . . . . . . .. . . . .. . 20% Calciumfluorid ................. 20% Natriumfluorid ................. 10% d) Calciumcyanamid . . .... . .. . . . . .. 18% Natriumnitrat .................. 180% Natriumfluorid ................. 180% Natriumchlorid . . . . . . . . . . . . . . . . . 46% e) Calciumcyanamid . . . . . . . . . . . . . . . 20% Natriumchlorat . . . . . . . . . . . . . . . . . 200% Natriumfluorid ................. 200/0 Kaliumchlorid ................. 20% Calciumfluorid ................. 10% Bimsmehl...................... 100% f) Präparat a) bis e) . . . . . . . . . . . . . . . 30% bzw. Ferromangan . . . . . . . . . . . . . . 70% 2. Kombinierte Chlor-StickstoffRafnation a) Natriumcyanamid .............. 80% Hexachloräthan ................ 200% b) Calciumcyanamid . . . . . . . . . . . . . . . 20% Natriumnitrat .................. 20% Natriumfluorid ................. 200,/o Hexachloräthan ................ 10% Natriumchlorid . . . . . . . . . . . . . . . . . 30% c) Präparat a) bzw. b) . . . . . . . . . . . . . 25% Ferromangan .................. 750% Examples of refining additives or mixtures of the type described can include: 1. Nitrogen nation a) Sodium cyanamide .............. alone b) Sodium cyanamide .............. 50 ° / o Sodium fluoride ................. 30% Sodium chloride. . . . . . . . . . . . . . . . . 20% c) Sodium cyanamide .............. 30% Potassium chloride ................. 20% Sodium chloride. . . . . . . . . ... . . ... 20% Calcium fluoride ................. 20% Sodium fluoride ................. 10% d) calcium cyanamide. . .... ... . . . .. 18% Sodium nitrate .................. 180% Sodium fluoride ................. 180% Sodium chloride. . . . . . . . . . . . . . . . . 46% e) calcium cyanamide. . . . . . . . . . . . . . . 20% Sodium chlorate. . . . . . . . . . . . . . . . . 200% Sodium fluoride ................. 200/0 Potassium chloride ................. 20% Calcium fluoride ................. 10% Pumice flour ...................... 100% f) preparation a) to e). . . . . . . . . . . . . . . 30% or ferromanganese. . . . . . . . . . . . . . 70% 2. Combined chlorine-nitrogen refinement a) Sodium cyanamide .............. 80% Hexachloroethane ................ 200% b) calcium cyanamide. . . . . . . . . . . . . . . 20% Sodium nitrate .................. 20% Sodium fluoride ................. 200, / o Hexachloroethane ................ 10% Sodium chloride. . . . . . . . . . . . . . . . . 30% c) preparation a) or b). . . . . . . . . . . . . 25% Ferromanganese .................. 750%

Claims

Claims: 1. Process for nitrogen refining of melts made of aluminum and its alloys, characterized in that as a nitrogen carrier cyanamide salts are added to the melt.

2. The method according to claim 1, characterized in that the nitrogen carriers are salts of monovalent cations, preferably alkali salts are fed to the melt.

3. The method according to claim 1, characterized in that the nitrogen carriers as salts of polyvalent cations, preferably alkaline earth salts, are supplied in a mixture that contains the nitrogen carrier together with oxidizing substances serving to split off nitrogen.

4. Process according to Claims 1 to 3, characterized in that the melt Mixtures are fed, the nitrogen carriers together with other alkali and Alkaline earth salts or salts of polyvalent cations contain.

5. Procedure according to the Claims 1 to 4, characterized in that mixtures are fed to the melts the additional solid halides which release chlorine at the given temperatures of carbon, preferably hexachloroethane.

6. Procedure according to the Claims 1 to 5, characterized in that the nitrogen carriers in combination with additives influencing the consistency of the resulting molten slag, such as Alkali halides, alkaline earth fluorides or silicates can be used.

7. The method according to claims 1 to 6, characterized in that mixtures are fed to the melts which contain nitrogen carriers together with substances of higher specific gravity, preferably ferromanganese. Considered publications German Patent No. 1023 891; German interpretative document No. 1 128 152; KA Hofmann, and UR Hofmann; "Inorganische Chemie", 13th edition, 1949, p. 311; Journal "Aluminum", 34 (1958), pp. 133/134; "Metall" magazine, 4 (1950), pp. 125 to 129.