DE1194150B

DE1194150B - Process for the recovery of aluminum from aluminum slag

Info

Publication number: DE1194150B
Application number: DEK46617A
Authority: DE
Inventors: John William Lowry; Warren Stanley Peterson; Thomas William Fredrik Foster
Original assignee: Kaiser Aluminum and Chemical Corp
Current assignee: Kaiser Aluminum and Chemical Corp
Priority date: 1962-04-30
Filing date: 1962-04-30
Publication date: 1965-06-03

Description

Verfahren zur Rückgewinnung von Aluminium aus Aluminiumschlacken Die Erfindung betrifft die Rückgewinnung von freiem Aluminium, das in den Schlacken oder Schaum, die aus Schmelzen von Aluminium und Aluminiumlegierungen erhalten werden, eingeschlossen ist.Process for the recovery of aluminum from aluminum slag The Invention relates to the recovery of free aluminum that is in the slag or foam obtained from melts of aluminum and aluminum alloys, is included.

Beim Schmelzen von Aluminium, wie Umschmelzen oder Raffinieren von Aluminium-Masseln, sammeln sich auf der Oberfläche des geschmolzenen Metalls Oxyde, Nitride und andere nichtmetallische Verunreinigungen an. Vor dem Abstechen des geschmolzenen Metalls werden diese nichtmetallischen Substanzen von der Oberfläche des Schmelzes entfernt oder abgetraßt. Es ist unvermeidlich, daß dabei wesentliche Mengen Aluminium von den nichtmetallischen Bestandteilen eingeschlossen und mit diesen entfernt werden. Diese Mischung von nichtmetallischen Bestandteilen und freiem Aluminium wird als Aluminiumschlacke oder -schaum bezeichnet. Zur Vereinfachung wird diese Mischung aus nichtmetallischen Bestandteilen und freiem Aluminium im folgenden, d. h. in der Beschreibung und den angefügten Ansprüchen, als »Schlacke« bezeichnet.When smelting aluminum, such as remelting or refining Aluminum ingots, oxides collect on the surface of the molten metal, Nitrides and other non-metallic impurities. Before tapping the melted Metal are these non-metallic substances from the surface of the enamel removed or abraded. It is inevitable that there will be significant amounts of aluminum are included and removed with the non-metallic components. This mixture of non-metallic components and free aluminum is called Called aluminum slag or foam. This mix is used for simplicity of non-metallic components and free aluminum in the following, d. H. in of the description and the appended claims, referred to as "slag".

Die aus Aluminiumschmelzen stammende Schlacke enthält unvermeidlich eine wesentliche Menge freien Aluminiums, und zwar als Ergebnis des üblichen Rührens der Schmelze und des Abziehens des schwimmenden Materials. Während des Abziehens, Abschäumens und Entfernens der Schlacke von der Oberseite der Metallschmelze wird die Schlacke in eine pastenförmige, schlammige Masse zusammengepreßt. Wenn diese Schlackenmassen vom Ofen entfernt werden, haben sie die Form von kleinen Klumpen in der Größe von Walnüssen bis zu großen Klumpen in der Größe einer Wassermelone. Die Menge des freien Aluminiums in der Schlacke kann zwischen 30 und 90 °/o des Gesamtgewichtes der Schlacke schwanken und ist abhängig von einer Anzahl von Faktoren, wie Zusammensetzung des zu schmelzenden Aluminiums, des folgenden Schmelzverfahrens und der Sorgfalt, mit der die Schlacke abgeschäumt oder von der Schmelze abgezogen wird. Wenn ein Ansatz von heißer Schlacke, der von einer Schmelze entfernt wurde, stehengelassen wird, sammelt sich etwas freies Aluminium am Boden der Masse, aber der größere Teil des freien Aluminiums bleibt gut mit den nichtmetallischen Bestandteilen in Form von Kügelchen oder kleinen Teilchen gemischt und trennt sich von den nichtmetallischen Bestandteilen nicht leicht ab. Wenn die heiße Schlacke der Atmosphäre ausgesetzt wird, kann sie auch beginnen, mit der Luft zu reagieren, wenn diese Reaktion nicht schon im Ofen eingesetzt hat; und wenn diese Reaktion nicht unterbrochen wird, geht ein großer Teil des verfügbaren Aluminiums verloren. Die Abtrennung des freien Aluminiums von dem nichtmetallischen Teil der Schlacke ist ein schwieriges Problem.The slag coming from molten aluminum inevitably contains a substantial amount of free aluminum as a result of ordinary agitation the melting and drawing off of the floating material. While peeling, Skimming and removing the slag from the top of the molten metal is performed the slag is compressed into a paste-like, muddy mass. If those Slag masses are removed from the furnace, they take the form of small lumps ranging in size from walnuts to large lumps the size of a watermelon. The amount of free aluminum in the slag can be between 30 and 90 ° / o des The total weight of the slag will vary and is dependent on a number of factors such as the composition of the aluminum to be melted, the following melting process and the care with which the slag is skimmed off or removed from the melt will. If a batch of hot slag removed from a melt, is left standing, some free aluminum collects at the bottom of the mass, but the greater part of the free aluminum stays well with the non-metallic components mixed in the form of globules or small particles and separates from the non-metallic Components do not come off easily. When the hot slag is exposed to the atmosphere it can also begin to react with the air if this reaction does not occur has already started in the oven; and if this reaction is not interrupted, go much of the available aluminum was lost. The separation of the free aluminum from the non-metallic part of the slag is a difficult problem.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Aluminiumschlacke in einen Drehofen gebracht. Dann wird eine vorbestimmte Menge eines Flußmittelsalzes in fester Form, vorzugsweise gekörnt, das eine Mischung aus Natriumchlorid, Kaliumchlorid und einer Fluorid enthaltenden Verbindung ist, oben auf die Schlacke in den Drehofen gebracht. Der Ofen wird dann mit einer geeigneten Geschwindigkeit so gedreht, daß ein heftiges Umwälzen oder eine Kaskadenwirkung der Mischung aus Schlacke und festem Flußmittelsalz erreicht wird, um die großen Klumpen der Schlacke zu zerbrechen. Dann wird die Mischung aus Schlacke und Flußmittelsalz erwärmt, z. B. mit einem geeigneten Brenner, um das Flußmittel zu verflüssigen. Mit der Wärmezufuhr von außen kann zu jeder Zeit während der Drehung, um die Wälz- oder Kaskadenwirkung zu ergeben, begonnen werden; es ist jedoch vorzuziehen, mit der Erwärmung zu Beginn der Wälzwirkung anzufangen, d. h., der Brenner wird in den Drehofen gebracht, nachdem dieser mit dem Flußmittel gefüllt wurde. Nachdem das Flußmittel flüssig ist, wird die Mischung nur einer leichten Rollwirkung ausgesetzt, um eine möglichst große Gelegenheit für die Abtrennung von Metalltröpfchen von der Schlacke zu schaffen und zu ermöglichen, daß die Metalltröpfchen sich zu einem Tümpel flüssigen Metalls sammeln. Das flüssige Flußmittel, welches sehr innig mit den Schlackenteilchen gemischt ist, benetzt die Oxyde, Nitride und die nichtmetallischen Verunreinigungen selektiv und verbessert dadurch die Abtrennung des Metalls von der Schlacke. Nachdem der Ofen gedreht und das Material eine geeignete Zeit erhitzt wurde, wird das geschmolzene Metall aus dem Ofen abgelassen, und dann werden die Schlacke und der Flußmittelrückstand ausgekippt. Es wurde gefunden, daß die erforderliche Menge des Flußmittelsalzes in einem Verhältnis von Flußmittelsalz zu nichtmetallischen Bestandteilen in der Aluminiumschlacke im Bereich von 1:1 bis 3:1, bezogen auf das Gewicht, ist. Das Gewichtsverhältnis von Schlacke zum Gewicht des Flußmittelsalzes kann von 1:1 bis 3:1 variieren, wobei ungefähr 2:1 zu bevorzugen ist.According to the method according to the invention, the aluminum slag is in brought a rotary kiln. Then a predetermined amount of a flux salt is added in solid form, preferably granular, which is a mixture of sodium chloride, potassium chloride and a fluoride-containing compound is on top of the slag in the rotary kiln brought. The furnace is then rotated at a suitable speed so that a violent agitation or a cascading action of the mixture of slag and solid Flux salt is achieved to break up the large lumps of slag. Then the mixture of slag and flux salt is heated, e.g. B. with a suitable burner to liquefy the flux. With the supply of heat from the outside can be used at any time during rotation to give the rolling or cascading effect, to be started; however, it is preferable to start the rolling action with the heating to start d. i.e., the burner is brought into the rotary kiln after it has been the flux has been filled. After the flux is liquid, the mixture becomes only exposed to a slight rolling effect in order to have the greatest possible opportunity for create and enable the separation of metal droplets from the slag, that the metal droplets are collect to a pool of liquid metal. The liquid flux, which is very intimately mixed with the slag particles, selectively and wets the oxides, nitrides and non-metallic impurities thereby improves the separation of the metal from the slag. After the furnace rotated and the material has been heated for an appropriate time, the melted Metal is drained from the furnace, and then the slag and flux residue are poured out. It has been found that the required amount of the flux salt in a ratio of flux salt to non-metallic components in the Aluminum slag is in the range of 1: 1 to 3: 1 by weight. That The weight ratio of slag to the weight of the flux salt can range from 1: 1 to Vary 3: 1, with approximately 2: 1 being preferred.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein wesentlicher Betrag von innigem Umwälzen des Flußmittelsalzes und der Aluminiumschlacke notwendig. Während das Flußmittelsalz fest ist, ist ein heftiges Umwälzen oder Kaskadieren der Mischung notwendig, um große Schlackenklumpen aufzubrechen. Wenn nach dem Schmelzen des Flußmittelsalzes kein heftiges Umwälzen stattfindet, so wird keine richtige Berührung zwischen dem Flußmittelsalz und der Aluminiumschlacke erhalten, und dadurch wird ungenügendes Ansammeln der Teilchen des geschmolzenen Metalls, das von der Aluminiumschlacke eingeschlossen ist, erhalten. Dementsprechend werden durch die Behandlung des Materials in einem Drehofen und durch das Drehen des Ofens mit einer geeigneten Geschwindigkeit, d. h. mit einer Geschwindigkeit, bei welcher eine Kaskadenwirkung der Mischung aus Schlacke und festem Flußmittel erhalten wird, große Klumpen der Schlacke zu Anfang zerbrochen, und dann werden die Schlacke und das Flußmittelsalz beim Schmelzen sehr innig vermischt. Die Geschwindigkeit des Drehofens soll unter der Geschwindigkeit liegen, bei der das Material im Ofen zentrifugiert, d. h. das Material in einem vollkommenen Kreis geführt wird. Zur Erläuterung sei ausgeführt, daß ein Ofen mit einem Innendurchmesser von 1,20 m, der reit einer Geschwindigkeit von 20 U/min gedreht wird, die heftige Wälz- und Kaskadenwirkung ergibt, die notwendig ist, um große Schlackenklumpen zu zerbrechen. Die Verwendung eines Drehofens hat gegenüber einem stationären Ofen den weiteren Vorteil, daß übermäßiges Erhitzen der feuerfesten Auskleidung des Ofens durch das geschmolzene Metall, Salz usw., wodurch die Wände des Ofens ausgewaschen werden, im wesentlichen verringert oder verhindert wird.When carrying out the method according to the invention, one is essential Amount of intimate agitation of the flux salt and aluminum slag necessary. While the flux salt is solid, there is violent agitation or cascading of the mixture necessary to break up large lumps of slag. If after melting If there is no vigorous agitation of the flux salt, no real agitation takes place Preserved contact between the flux salt and the aluminum slag, and thereby becomes insufficient accumulation of the particles of molten metal produced by the Aluminum slag is included. Accordingly, the Treating the material in a rotary kiln and rotating the furnace with a suitable speed, d. H. at a rate at which a cascade effect the mixture of slag and solid flux obtained is large lumps of the Slag is initially broken, and then the slag and the flux salt become very intimately mixed when melting. The speed of the rotary kiln should be below the speed at which the material is centrifuged in the oven, i.e. H. the Material is guided in a perfect circle. For the sake of explanation it should be stated that that a furnace with an inner diameter of four feet, that rides one speed is rotated at 20 rpm, which gives the violent rolling and cascading action that is necessary is to break up large lumps of cinder. Has the use of a rotary kiln over a stationary oven the further advantage that excessive heating the refractory lining of the furnace through the molten metal, salt, etc., whereby the walls of the furnace are washed out, substantially reduced or is prevented.

Die Temperatur der Mischung aus Aluminiumschlacke und Flußsalzmischung soll nicht über 816°C steigen, und niedrigere Temperaturen werden bevorzugt. Bei höheren Temperaturen ist es außerordentlich schwierig, das geschmolzene Metall von der Aluminiumschlacke und dem Flußmittel abzutrennen. Außerdem werden unerwünschte Dämpfe erzeugt und das Ofenfutter angegriffen. Wie jedoch schon oben festgestellt, muß die Ofentemperatur wesentlich über dem Schmelzpunkt des Flußmittels und des Aluminiums liegen, um genügende Fließfähigkeit zu erhalten. Ein hoher Grad von Fließfähigkeit des Flußmittels ist notwendig, um eine gute Berührung zwischen dem Flußmittel und der Aluminiumschlacke zu erhalten. Zusätzlich bedeckt das flüssige Flußmittel die Aluminiumschlacke und verhindert Verluste an Aluminium durch Oxydation und Verbrennen.The temperature of the mixture of aluminum slag and river salt mixture should not exceed 816 ° C and lower temperatures are preferred. at at higher temperatures it is extremely difficult to remove the molten metal from to separate the aluminum slag and the flux. It will also be undesirable Vapors generated and the oven lining attacked. However, as stated above, the furnace temperature must be significantly above the melting point of the flux and the Aluminum in order to obtain sufficient flowability. A high degree of fluidity of the flux is necessary to ensure good contact between the flux and to get the aluminum slag. In addition, the liquid flux covers the Aluminum slag and prevents loss of aluminum through oxidation and burning.

Damit es möglich ist, in dem Ofen Temperaturen zu verwenden, die unter 816°C liegen, ist ein verhältnismäßig niedrigschmelzendes Flußmittelsalz wichtig. Durch die Anwendung einer Mischung aus Natriumchlorid und Kaliumchlorid wird ein niedrigerer Schmelzpunkt als der des Natriumchlorids allein erhalten. Eine eutektische Mischung, die 44 Gewichtsprozent Natriumchlorid und 56 Gewichtsprozent Kaliumchlorid enthält, hat einen Schmelzpunkt von ungefähr 660°C. Wenn eine Flußsalzmischung, die diese eutektische Mischung enthält, in einem Ofen angewendet wird, so ist es möglich, eine Temperatur von nur 732°C zu verwenden. So kann in diesem Fall die Temperatur der Mischung aus Aluminiumschlacke und Flußmittelsalz im Bereich von 732 bis 816°C liegen. Der bevorzugte Temperaturbereich ist jedoch 760 bis 788°C.So that it is possible to use temperatures in the oven that are below 816 ° C, a relatively low-melting flux salt is important. By applying a mixture of sodium chloride and potassium chloride, a lower melting point than that of sodium chloride alone. A eutectic one Mixture containing 44 weight percent sodium chloride and 56 weight percent potassium chloride contains, has a melting point of approximately 660 ° C. If a river salt mixture, which contains this eutectic mixture is applied in an oven, so it is possible to use a temperature as low as 732 ° C. In this case, the Temperature of the mixture of aluminum slag and flux salt in the range of 732 to 816 ° C. However, the preferred temperature range is 760 to 788 ° C.

Mischungen aus Natriumchlorid und Kaliumchlorid haben den gewünschten niedrigen Schmelzpunkt für die Behandlung von Aluminiumschlacke; Mischungen dagegen, die diese Bestandteile allein enthalten, greifen jedoch die schützenden Oxydüberzüge auf den kleinen Metalltröpfchen, die im allgemeinen in der Aluminiumschlacke enthalten sind, nicht an. Dadurch, daß eine kleine, aber wirksame Menge eines Fluoridbestandteils in dem erfindungsgemäßen Flußmittelsalz angewendet wird, wird ein Flußmittel erhalten, welches den Oxydüberzug von den kleinen Tröpfchen entfernt, wobei das diese bildende geschmolzene Metall gewonnen wird. Einer der besten Fluoridbestandteile, welcher für diesen Zweck angewendet werden kann, ist Kryolith, und es wurde gefunden, daß eine sehr kleine Menge von Kryolith, z. B. 2,5 bis 5°/0, bezogen auf das Gesamtgewicht des Flußmittels, wirksam ist. Dementsprechend enthält das für die erfindungsgemäße Verwendung bevorzugte Flußmittel im wesentlichen Natriumchlorid, Kaliumchlorid und eine kleine, aber wirksame Menge eines Fluoridbestandteiles. Obwohl Kryolith besonders bevorzugt wird, können auch andere Fluoridbestandteile, wie Aluminiumfluorid und Natriumfluorid, angewendet werden. Obwohl eine große Menge des Fluoridbestandteiles verwendet werden kann, wird die geringste Menge des Fluorides, welche den Zweck erfüllt, die Oxydüberzüge auf den kleinen Metalltröpfchen anzugreifen, bevorzugt, da diese Fluoridbestandteile im allgemeinen recht teuer sind.Mixtures of sodium chloride and potassium chloride have the desired one low melting point for aluminum slag treatment; Mixtures on the other hand, however, those that contain these ingredients alone will attack the protective oxide coatings on the small metal droplets that are generally contained in the aluminum slag are not on. By having a small but effective amount of a fluoride ingredient is used in the flux salt according to the invention, a flux is obtained, which removes the oxide coating from the small droplets, the forming them molten metal is extracted. One of the best fluoride ingredients out there What can be applied for this purpose is cryolite, and it has been found that a very small amount of cryolite, e.g. B. 2.5 to 5%, based on the total weight of the flux, is effective. Accordingly, this includes for the invention Use preferred fluxes essentially sodium chloride, potassium chloride and a small but effective amount of a fluoride component. Though cryolite especially is preferred, other fluoride components, such as aluminum fluoride and Sodium fluoride. Though a large amount of the fluoride component The least amount of fluoride that can be used will serve the purpose fulfilled to attack the oxide coatings on the small metal droplets, preferably, since these fluoride components are generally quite expensive.

Der Ausdruck »besteht im wesentlichen«, wie er in der vorliegenden Beschreibung verwendet wird, soll bezeichnen, daß die Flußmittelmischung, auf die oben Bezug genommen wird, keine anderen Substanzen in Mengen enthält, die wesentlichen Einfluß auf die erwünschten Eigenschaften des Flußmittels haben, obwohl andere Substanzen in kleineren Mengen vorhanden sein können, welche die erwünschten Eigenschaften im wesentlichen nicht beeinflussen.The expression "consists essentially" as it is used in the present one Description is used to indicate that the flux mixture to which referred to above, does not contain any other substances in amounts that are essential Have influence on the desired properties of the flux, although other substances may be present in minor amounts which have the desired properties essentially not affect.

Obwohl die günstigste Flußmittelzusammensetzung zusätzlich zu den Fluoridbestandteilen die eutektische Mischung aus Natriumchlorid und Kaliumchlorid, die bei 660°C schmilzt, enthält, können auch befriedigende Ergebnisse mit einer Mischung erhalten werden, die einen Schmelzpunkt bis 704°C hat. Schmelzpunkte von 704°C oder weniger können erhalten werden mit einer Natriumchlorid-Kaliumchlorid-Mischung, die 15 bis 65 Gewichtsprozent Natriumchlorid und 35 bis 85 Gewichtsprozent Kaliumchlorid enthält, wobei die Summe der Prozente des Natriumchlorides in allen Fällen gleich 100 ist. Obwohl es vorzuziehen ist, den Schmelzpunkt unterhalb 704°C zu halten, kann eine Mischung, die nicht höher als bei 749°C schmilzt, befriedigend sein, um grundlegende Verbesserungen in dem erhaltenen Aluminium zu erhalten. Diese höherschmelzenden Substanzen sind nur dann brauchbar, wenn die höheren Schmelzpunkte sich aus der Verwendung von mehr als 65 % Natriumchlorid ergeben. Dies ergibt sich aus der Tatsache, daß in vielen Fällen die schlechtere Qualität des Aluminiums und der schlechtere Grad der Rückgewinnung, der mit diesem höherschmelzenden Material erhalten wird, durch die Tatsache wieder wettgemacht wird, daß Natriumchlorid wesentlich billiger ist als Kaliumchlorid. Mischungen von Natriumchlorid und Kaliumchlorid, die 15 bis 75 % Natriumchlorid und 25 bis 85 % Kaliumchlorid enthalten, können daher verwendet werden.Although the cheapest flux composition contains, in addition to the fluoride components, the eutectic mixture of sodium chloride and potassium chloride which melts at 660 ° C, satisfactory results can also be obtained with a mixture which has a melting point of up to 704 ° C. Melting points of 704 ° C or less can be obtained with a sodium chloride-potassium chloride mixture containing 15 to 65 percent by weight sodium chloride and 35 to 85 percent by weight potassium chloride, the sum of the percentages of sodium chloride being 100 in all cases. Although it is preferable to keep the melting point below 704 ° C, a mixture melting no higher than 749 ° C can be satisfactory in obtaining fundamental improvements in the resulting aluminum. These higher melting substances are only useful if the higher melting points result from the use of more than 65 % sodium chloride. This arises from the fact that in many cases the inferior quality of aluminum and the inferior degree of recovery obtained with this higher melting point material is offset by the fact that sodium chloride is significantly cheaper than potassium chloride. Mixtures of sodium chloride and potassium chloride containing 15 to 75 % sodium chloride and 25 to 85 % potassium chloride can therefore be used.

Um die Temperatur in einem Ofen innerhalb der oben angegebenen Grenzen zu kontrollieren, wurde es am geeignetsten gefunden, das Material mittels eines geeigneten Brenners, wie eines Öl- oder Gasbrenners, zu erhitzen, welcher die Flamme direkt in den Ofen richtet. Dadurch wird die Wärme direkt auf die Mischung aus Salz und Aluminiumschlacke gebracht und so eine genaue Kontrolle der Temperatur ermöglicht. Außerdem wird kein Aluminium verbraucht, um die für das Verfahren notwendige Wärme zu schaffen.To keep the temperature in an oven within the limits given above To control, it has been found most suitable to control the material by means of a suitable burner, such as an oil or gas burner, to heat the flame straight into the oven. This puts the heat directly on the mixture of salt and aluminum slag, enabling precise control of the temperature. In addition, no aluminum is used to generate the heat required for the process to accomplish.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird erstmalig Aluminiumschlacke in Form großer Klumpen mit festem Flußmittel umgewälzt, während in den bisher bekannten Verfahren von dem Einschmelzen unter einer Salzdecke oder vom Einbringen in eine Salzschmelze die Rede ist.In the process according to the invention, aluminum slag is used for the first time in the form of large lumps circulated with solid flux, while in the previously known Method of melting down under a salt cover or placing in one Melted salt is the topic.

In der schweizerischen Patentschrift 237 042 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem man das Schmelzgut unter eine Salzdecke einträgt bzw. in ein aus geschmolzenem Salz bestehendes Bad einrührt (S. 1, Zeilen 5 und 6).In the Swiss patent specification 237 042 a method is described, in which one enters the molten material under a salt cover or into a molten one Stir in the existing salt bath (p. 1, lines 5 and 6).

Nach der deutschen Patentschrift 887 270 wird der metallreichere Anteil einer durch Mahlen zerkleinerten, erkalteten Krätze unter einer Salzdecke eingeschmolzen (S.1, Zeilen 9 und 10). Im Anspruch 1 wird angegeben, daß die Krätze in noch heißem Zustand in eine flüssige Salzschmelze eingetragen wird.According to the German patent specification 887 270, the metal-richer portion is a chilled dross that has been crushed and melted under a salt cover (Page 1, lines 9 and 10). In claim 1 it is stated that the scabies in still hot State is entered into a liquid molten salt.

Im Anspruch 1 der deutschen Patentschrift 1115466 heißt es, daß die Wiedergewinnung von Aluminium aus Aluminiumabfällen unter einer mindestens 700°C heißen Salzschmelze erschmolzen wird.In claim 1 of German Patent 1115466 it is said that the Recovering aluminum from aluminum waste below a temperature of at least 700 ° C hot molten salt is melted.

Auch aus der Literaturstelle K. S c h n e i d e r, »Die Verhüttung von Aluminumschrott«, 2. Auflage, 1957, S. 108 bis 109, wird der Schrott in einem Trommelofen in ein flüssiges Salzbad eingerührt. In der genannten Veröffentlichung ist bei der Beschreibung des Arbeitens in dem Trommelofen ausgeführt, daß der Ofen in Kammern mit undurchbrochenen Trennwänden unterteilt ist, welche längs des Ofens verlaufen. Damit soll erreicht werden, daß bei der Drehung des Ofens erst die gesamte Salzschmelze über die Trennwände fließt und anschließend die Metallschmelze in einem dünnen Strahl durch das Salz gegossen wird. Daraus ergibt sich, daß, ganz im Gegensatz zu dem im Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung gekennzeichneten Verfahren, die Metallschmelze im Trommelofen mit der Luft der Umgebung in Berührung kommt und während der Drehung des Ofens nicht mit einer zusammenhängenden Schutzschicht geschmolzenen Salzes bedeckt wird.Also from the literature reference K. S c h n e i d e r, »Die Hüttung von Aluminumschrott ”, 2nd edition, 1957, pp. 108 to 109, is scrap all in one The drum furnace is stirred into a liquid salt bath. In the said publication is stated in the description of the work in the drum furnace that the furnace is divided into chambers with uninterrupted partitions, which run along the furnace get lost. This is to ensure that when the furnace is rotated only the entire Molten salt flows over the partition walls and then the molten metal in one thin stream is poured through the salt. It follows that, quite the opposite to the method characterized in claim 1 of the present invention, which Metal melt in the drum furnace comes into contact with the surrounding air and during the rotation of the furnace is not melted with a cohesive protective layer Covered with salt.

Die Absätze 1 und 2 auf S. 151 des genannten Buches befassen sich lediglich mit der Zusammensetzung von Salzgemischen.Paragraphs 1 and 2 on p. 151 of that book deal only with the composition of salt mixtures.

Die Verwendung von Flußmittel in fester Form zusammen mit großklumpiger Aluminiumschlacke zum Zerbrechen der Klumpen mit nachträglicher Wärmezufuhr zum Schmelzen des Flußmittelsalzes ist demnach neu.The use of flux in solid form along with lumpy ones Aluminum slag to break up the lumps with subsequent heat supply to the Melting the flux salt is therefore new.

Bei der schweizerischen Patentschrift 237 042 wird das Verfahren zur Rückgewinnung des Aluminiums aus Aluminiumschlacke durch Behandlung der Aluminiumschlacke mit einem Flußmittel aus Natriumchlorid, Kaliumehlorid und Fluorid angeführt, jedoch wird dieses Verfahren als äußerst kostspielig dargestellt. Als weiterer Nachteil von so zusammengesetzten Flußmitteln wird in der schweizerischen Patentschrift angeführt, daß beim Einschmelzen magnesiumhaltiger Legierungen das metallische Magnesium bis auf Spuren entfernt wird.In the case of Swiss patent specification 237 042, the method is used for Recovering the aluminum from aluminum slag by treating the aluminum slag listed with a flux of sodium chloride, potassium chloride and fluoride, however this process is presented as extremely costly. Another disadvantage of fluxes composed in this way is cited in the Swiss patent specification, that when melting magnesium-containing alloys, the metallic magnesium up to is removed on traces.

In der vorliegenden Erfindung wurde das Verfahren zum Einschmelzen von Leichtmetallen unter Verwendung solcher Flußmittel und der Erzielung einer vorteilhaften Wirkung weiterentwickelt und somit ein herrschendes Vorurteil überwunden.In the present invention, the method was used for melting down of light metals using such flux and the achievement of an advantageous Effect further developed and thus a prevailing prejudice overcome.

Aus der deutschen Patentschrift 887 270 ist bekannt, daß erkaltete Krätze durch Mahlen in Kugelmühlen und/oder durch Sieben oder Windsichten in einen metallreicheren und einen metallärmeren Anteil getrennt wird. Diese Patentschrift kann das neue erfindungsgemäße Verfahren, bei dem Krätze oder Schlacke zum Zwecke des Zerkleinerns umgewälzt wird, und zwar ohne Rücksicht auf den Metallgehalt, nicht nahelegen. Bei dem soeben genannten bekannten Verfahren sind zusätzliche Einrichtungen, wie Kugelmühlen, Siebe oder Windsichter, erforderlich. Im erfindungsgemäßen Verfahren dagegen wird das Umwälzen des Gemisches aus Schlacke und Flußmittel in fester Form im gleichen Drehofen durchgeführt, in dem auch das Schmelzen der Schlacke erfolgt.From the German patent specification 887 270 it is known that cooled down Dross by grinding in ball mills and / or by sieving or air sifting in one metal-rich and a metal-poor portion is separated. This patent specification can use the new method according to the invention, in which dross or slag for the purpose the crushing is not circulated, regardless of the metal content suggest. In the known method just mentioned, additional facilities are such as ball mills, sieves or air separators are required. In the method according to the invention on the other hand, the circulation of the mixture of slag and flux becomes solid carried out in the same rotary kiln in which the slag is melted.

Aus dem oben angeführten Stand der Technik ist klar ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Verfahren neu und technisch fortschrittlich ist. Beispiel 1 Als Beispiel wurden annähernd 193 884 kg Schlacke aus Aluminiumschmelzöfen in einem mit Öl geheizten Drehrohrofen verarbeitet, der um seine horizontale Achse drehbar ist. Der Ofen hat einen Innendurchmesser von 1,20 m und eine Länge von 2,54 m, und in ihm können 0,255 m3 Schlacke pro Ansatz verarbeitet werden. Um diese Schlackenmengen zu behandeln, wurden 96 036 kg gekörntes Flußmittelsalz angewendet. Dieses Flußmittel bestand aus ungefähr 45 °/a Natriumchlorid, 50 % Kaliumchlorid und 5 % Kryolith. Für jeden Ansatz wurde zuerst heiße Schlacke aus einem Umschmelzofen in den erhitzten Drehofen geworfen, während der Ofen mit einer niedrigen Umdrehungsgeschwindigkeit gedreht wurde. Die Schlacke hatte verschiedene Größen von kleinen Klumpen von Walnußgröße bis zu großen Klumpen von der Größe von Wassermelonen, Nachdem die Schlacke in den Ofen eingefüllt war, wurde die Umdrehungsgeschwindigkeit auf 20 U/min erhöht, und das feste Flußmittel wurde hinzugefügt. Zu Anfang mischt eine sehr heftige Umwälz- oder Kaskadenwirkung die Schlacke und das Flußmittel, um die großen Klumpen von Schlacke zu zerbrechen. Sofort nach dem Einfüllen wird der Brenner in die Ofenöffnung gebracht, und die Charge wird 5 bis 15 Minuten erhitzt. Während der Erhitzung des Inhalts wurde das Drehen mit 20 U/min fortgesetzt. In dem Maß, in dem das Flußmittel nach und nach schmilzt, wird die Kaskadenwirkung nach und nach herabgesetzt bis zu einer glatten sanften Rollwirkung. Diese Änderung der Wirkung wird erhalten, ohne daß die Umdrehungsgeschwindigkeit geändert wird. Nach Beendigung der Behandlung wird das Drehen unterbrochen und der Brenner abgedreht. Man läßt dann das geschmolzene Aluminium in Masselformen ablaufen, und zwar durch eine geeignete Abstichöffnung am Boden des Ofens. Nach vielen durchgeführten Versuchen wurde gefunden, daß es möglich war, das Aluminium unterhalb des schwimmenden Rückstandes zu entfernen, und daß der Unterschied in der Viskosität zwischen Aluminium und Rückstand aus Flußmittel und Schlacke es ermöglicht, das Metall aus dem Ofen abzuziehen, ohne daß eine beträchtliche Menge dieses Rückstandes aus dem offenen Abstiehloch abläuft. Man läßt das Aluminium ablaufen, bis' die letzten wenigen Tropfen herauskommen. Es wurde gefunden, daß sich das Abstichloch normalerweise mit Schlacke selbst verstopft, wenn der Metallstrom aufhört, und daß es nicht notwendig ist, den Ofen vor dem Auskippen zu verstopfen. Der Rückstand, der im Ofen ist, wird dann aus dem Drehofen als halbflüssige Masse ausgekippt, indem er um seine Querachse gedreht wird. Das Auskippen wird so schnell wie möglich durchgeführt, so daß der flüssige Anteil des Rückstandes alle harten Klumpen der Schlacke oder Schamottstücke, -die im Ofen enthalten sein können, mitnimmt. Nach richtigem Verarbeiten und richtigem Auskippen ist ein weiteres Reinigen des Drehofens nicht notwendig. Der Ofen wird dann in seine ursprüngliche Stellung zur Verarbeitung eines neuen Ansatzes zurückgebracht. Es wurden annähernd 124 575 kg Aluminiummasseln erhalten. Die gesamte in der Schlacke enthaltene Aluminiummenge war ungefähr 132 276 kg, was eine Rückgewinnung von ungefähr 94°/o bedeutet. Dies ist bedeutend besser als die Ausbeuten, die nach den bekannten Verfahren erhalten wurden. Eines der besten bekannten Verfahren ist dasjenige, bei welchem ein Teil des feinzerkleinerten Aluminiums in der Schlacke verbrannt wird, um die notwendige Wärme zu schaffen. Wie schon erwähnt, sind die besten Ausbeuten, die b--i diesem letzteren Verfahren erhalten werden, im Bereich von 75 bis 70°/o mit einem Durchschnitt von weniger als 60"/,.It is clear from the prior art cited above that the method according to the invention is new and technically advanced. Example 1 As an example, approximately 193,884 kg of slag from aluminum melting furnaces were processed in an oil-heated rotary kiln which can be rotated about its horizontal axis. The furnace has an inside diameter of 1.20 m and a length of 2.54 m, and 0.255 m3 of slag can be processed in it per batch. To treat these slag quantities, 96,036 kg of granular flux salt were used. This flux consisted of approximately 45 % sodium chloride, 50% potassium chloride and 5 % cryolite. For each batch, hot slag from a remelting furnace was first thrown into the heated rotary kiln while the furnace was being rotated at a low rotational speed. The slag had various sizes from small lumps the size of walnuts to large lumps the size of watermelon. After the slag was placed in the furnace, the rotation speed was increased to 20 rpm and the solid flux was added. Initially, a very violent agitation or cascade action mixes the slag and flux to break up the large lumps of slag. Immediately after filling, the burner is placed in the furnace opening and the batch is heated for 5 to 15 minutes. Rotation was continued at 20 rpm while the contents were heated. As the flux gradually melts, the cascade effect is gradually reduced to a smooth, gentle rolling effect. This change in effect is obtained without changing the speed of rotation. When the treatment is over, turning is stopped and the burner is turned off. The molten aluminum is then allowed to run off in ingot molds through a suitable tap opening at the bottom of the furnace. After much experimentation it has been found that it was possible to remove the aluminum from beneath the floating residue and that the difference in viscosity between aluminum and residue from flux and slag allows the metal to be drawn from the furnace without significant Amount of this residue runs out of the open tap hole. Let the aluminum run off until the last few drops come out. It has been found that the taphole normally self-plugs with slag when the flow of metal ceases and that it is not necessary to plug the furnace prior to dumping. The residue that is in the oven is then tipped out of the rotary kiln as a semi-liquid mass by rotating it around its transverse axis. The dumping is carried out as quickly as possible so that the liquid portion of the residue takes with it any hard lumps of slag or pieces of fireclay that may be contained in the furnace. After correct processing and correct dumping, further cleaning of the rotary kiln is not necessary. The furnace is then returned to its original position for processing a new batch. Approximately 124 575 kg of aluminum ingots were obtained. The total amount of aluminum contained in the slag was approximately 132,276 kg, which means a recovery of approximately 94%. This is significantly better than the yields obtained by the known processes. One of the best known methods is that in which some of the finely crushed aluminum in the slag is burned to create the necessary heat. As already mentioned, the best yields obtained in this latter process are in the range of 75 to 70% with an average of less than 60%.

Beispiel 2 In diesem Falle wurden 505 174 kg Schlacke aus Aluminiumschmelzöfen in dem Drehofen des vorigen Beispiels behandelt. Die Zusammensetzung des Flußmittelsalzes und die Betriebsbedingungen und Vorgänge waren die gleichen wie im Beispiel 1. Die Menge des körnigen Flußmittelsalzes, die in diesem Beispiel verwendet wurde, war 255 238 kg. Das Gesamtmetall in den 505 174 kg der Schlacke betrug 309 Oll kg. Die Bearbeitung der Schlacke ergab 289 435 kg, was eine Ausbeute von ungefähr 93,5°/o darstellt.Example 2 In this case, 505,174 kg of slag was obtained from aluminum smelting furnaces treated in the rotary kiln of the previous example. The composition of the flux salt and the operating conditions and procedures were the same as in Example 1. The Amount of granular flux salt used in this example 255 238 kg. The total metal in the 505,174 kg of the slag was 309%. the Processing of the slag gave 289,435 kg, a yield of approximately 93.5% represents.

Eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des obigen Verfahrens besteht aus einem Drehofen, Mitteln zum Drehen des Ofens um seine Achse während der Behandlung, Mitteln zum Kippen des Ofens um seine Querachse, um den Rückstand aus dem Ofen auszukippen, und möglicherweise, um das geschmolzene Aluminium aus dem Ofen abzustechen. Zusätzlich zu einem geeigneten Brenner können Mittel vorgesehen sein, welche während der Bearbeitung über der Öffnung in einem Ende des Ofens in Stellung gebracht werden können und welche aus dieser Stellung bewegt werden können, wenn es gewünscht ist, den Ofen zu füllen. Außerdem können geeignete Mittel zum Einfüllen und zur Entfernung von Dämpfen, wie Leitungen, vorgesehen sein.A suitable device for performing the above method consists of a rotary furnace, means for rotating the furnace on its axis while of treatment, means for tilting the furnace about its transverse axis in order to remove the residue Dump out of the furnace, and possibly to get the molten aluminum out to cut off the stove. In addition to a suitable burner, means can be provided which during machining over the opening in one end of the furnace in Position can be brought and which can be moved from this position, if it is desired to fill the oven. In addition, suitable means for Filling and for removing vapors, such as lines, be provided.

Claims

Claims: 1. Process for the recovery of aluminum from Aluminum slag by treatment with a flux of sodium chloride, potassium chloride and / or fluoride in a rotary kiln, characterized in that the preheated Rotary kiln with aluminum slag that is still hot and partly in the form of large lumps charged so that the aluminum slag is then circulated with solid flux in such a way that that the clumps of slag break up through violent cascading action, and that one then by supplying heat, the flux melts and the mixture is gently circulated, whereby one in the presence of such an amount of flux melt that works on the The accumulated aluminum melt forms a protective coating.

2. The method according to claim 1, characterized in that the rotary kiln both before and after melting of the flux circulated at a speed of 20 rpm.

3. Procedure according to Claim 1 and 2, characterized in that there is a weight ratio of flux to non-metallic components of the aluminum slag between 1: 1 and 3: 1, preferably 2: 1, complies.

4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that that one uses a flux which consists essentially of 15 to 75 percent by weight Sodium chloride, 25 to 85 percent by weight potassium chloride and about 5 percent by weight Cryolite, preferably of 45 percent by weight sodium chloride, 50 percent by weight Potassium chloride and 5 weight percent cryolite.

5. The method according to the claims 1 to 4, characterized in that the duration of the heat supply is set to 5 to 15 Minutes.

6. The method according to claims 1 to 5, characterized in that that after the flux has melted, a temperature between 732 and 816 ° C, preferably between 760 and 788 ° C. Considered publications: German Patent Nos. 887 270, 1,115,466; Swiss patent no. 237 042; K. S c h n e i d e r, »The smelting of aluminum scrap, 2nd edition, 1957, pp. 108/109 and 151.