DE1908839A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln von Metallschmelzen mit gasfoermigen Stoffen - Google Patents

Description

DR. ELISABETH JUNG. DR. VOLKER VOSSiUS, DIPL.-ING. GERHARD COLDEWEY

PATENTANWÄLTE j 908839

β MÖNCHEN 23 81EQf83TBA88E2i . TELEFON S4»0iJ · TELEG«AMM-ADRE»eiE: INVtNT/MONCHIN

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21. FEB.

SCHWEIZERISCHE ALUMINIUM AG_P GHIPPIS

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Ben meisten dieser Verfahren haftet der Nachteil an_p daß äi© äi© Schmelze verlassenden gasförmigen Stoff© lästig. w®g@n ¥©r«nr©imi» gung des Arbeitsraumes und dessen Luft sindj, hämfig sM®t ©taofe gefährliche Giftwirkimg und nachteilige Korrosionen. (sJ»' tool ünmetssuing von AlCl, mit feuchter Luft zu H01) ©atfälten Bi©s®r Maohteil beeinträchtigt dia t@etoi©cb@ tmö BisitfüMrung vieler wegen ihr©?
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Ähnliches gilt für die bekannte Behandlung von Al~Sehmelzen_s Mg~Schffielzen_P einschließlich Al* Mg_p Al -Si₅ Al-Ου und Mg-Al-Le» gierungs-Schmel^en mit Aluminiumchlorid_P gleich eb damit nur eine Reinigunge^irkung od@r/ünd .eine'' Umsetzung von in den Leiehtmetallschmelzen enthaltenem Mg„ Ga_r Na und von anderen das AlCl, reduzierenden Metallen zu Aluminium und den Chloriden dieser Metall® eiahergeht oder bezweckt"" (Entfernen unerwünschte Mg-Gehalt©₉ Na-ß@halte «_oa„ aus "ein®? M©-t®Xlsehm«lee) wird»

Hoch mehr gehemmt in d@r Anwendung und ia &©r" teehiilecken Entwicklung sind die B.®hanSlung@n und di@J©aig@a Bau©-teuiigeνerfahren ρ bei denon aus üqt ®@tallii!@&©a S@hm©la®". giaefSffaige, bei ge-

Stoffe enttoxischen werden, al« oft

unterstellt h1töl₀ unä qw&lt uegoa■ Aatroachmg,v©u WQ%®,t±v nur sehr kl©ia©B KesjgQSi w@.&/©ä©w w©g©a -I©o. gö2?i®sosi- BaagifSgTisok©_# dta die daraus reäusierten giftigem M®teile tsEwä JjD§ß,®imia§<B®. Mben« oder wegen öl©® s'@lati^ w®itg@fe©aö@a UaüatsQ® i©a ibbtaM&lnden Stoffes zn r<ään%±<£iTt(3n_c ve^läältaiemäSlg weniger gefährlichem Metall» Dies gilt "z_eB._o für die bekanntermaßen vorteilhafte Einlegierung von kleinen und sehr kleinen Be-Mengen in Al-Mg- oder in Al-Si- oder in Al-MgSi-, oder in MgZr- oder in Mg-Zn-Zr-, oder in Mg-Cd-Zr-Iiegierungen_f aber auch für die verhältniamäßig wohlfeile Gewinnung von Be-»Vof legierungen dea Aluminiums, Kupfer β _t Zinks ρ CadiuuiB und anderen mit Gehalten von mehreren Prozent ble etwa 10 Prozent Be durch Behandeln Mg-- oder Ca-haltiger

GrundlegieruBgen des A1_P Cu_p2n₀ Od mit BeQIg oder
- Von' die sen .verhältnismäßig einfachen,. koöienma'ffie ®nä /besttslloh des qualitativen Effekts günstigen Verfahren wir£,--'lnebeeo&dero* in Gießereien,, nieht selten nur deshalb "Ahe$&nd gen©ma©ä> w@Ilbefürchtet'wirdp daß "etwa-kleine Mengen .von in d®r. Sehmels®".
nicht umgesetzten, giftigem Chlorid,- bzw·--Halogenid ,.¹Ib die- Auf t des Arbeitsraumes gelangen könnten« Die-geschilderten fc@bt©ilQ verhinderten bisher auch eine.'kontinuierlich©
b®©agten Behandlunge verfahrene . ■"". .

Stoffen- wie Cl_g8

b@i der Temperatur der SeSM@l@© ga@fÖ
tür jedoch- in" festem Zustand kosidssasiester-©-'St©ff©^: S-£@
verlassenj, dadurch gekennzeichnete
Schmelze innerhalb eines .im weeeatüchen
durchführt, mindestens eine ins B@hälterranm
Schmelze befindliche Fläche kühlt und den öl® Sotoels©

den k©ndensierbaren Stoff an dieser Fläche praktisch.-Völle/tan

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dig abscheidet und in fester Form gewinnt» Data Behandlungsmittel kam» in beliebiger, an sich bekannter Weise «ingeeetattf·?·- den_B beispielsweises

1) Das gasförmig angelieferte Behandlungsmittel wird von oben oder von der Seite oder von wntjßn her der Schmelze zugeführt.

2) Sas flüssig oder fest angeliefert® .Behandlungsmittel wird in an Bich bekannter Weise verdampft und alsdann so.wie unter 1) der Schmale® zugeführt« Der Dampf kann auch von einen Inartgasstrom mitgeführt der Schmelze sugeleitet werden« Das Behandlungsmittel kann auch innerhalb dee ©rfindungsgemäß). anzuwendenden geschlossenen Gefäles» und auch unter der Oberfläche der behandelnden Seh®©la@ verdampft

Vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Behandlungebehälter zur Durchführung des erfindungegeiaäSen Verfahrt»», welcher dadurch gekennzeichnet igt, SaS ®r mit einer äureiä *ia struaendee Kühlmittel kühlbaren fläch® ausgestattet ief? welche sieh in αQa Behalterratm■» auSsr^alb des fü? Sie Aufnahme der bestimatea

Dabei kaaa die MbI^aX³Q fläch® ^©^sugsweisa dyroh die Innenfläche ®in®8 mitt@l& ©in®@ ©t^ömenäen Euiliaitfsle zu kühlenden •B©ek©l8 '&®m BehaaÄliaagsbofeältere gebildet werden'« D«r Behändiiisigsb®Siältes' äans b@i@gi©ls%?©is© ©in Siegel ©dar 33urohlftufbehalter für ü&m Au£m.®hm®n &®@ aw behandelnden Metalls sein, der mit ©in©© ©©!©feorn Ki,liM®ei£©l ^©rs©h@n-let.' D@r.Befeandlungebe-Ml tar kerna eM®% ®u<sh In ©inem. S@.fäi bestehen« ' welches- das für

S©toels@ vorgesehene -Gefäß (ssBo einen Tiegel, S09&38/ 191 S"

eine Durchlaufwarme_P sin® Durchlaufriime) bare Fläche anderere«!ta kann ©ueh vorteilhaft eise© Kühlmittel durehetrömbaren Hohlkörper wie Rohrschlange gebildet sein, w«l©h®r Betriebs dse BehaMlungegefäßta in ausgefüllte» Teil des Bthandluags&ehal-teffsmiass JaisM)&iM?©g$< Kühlkondeneator kann aueh btheister»

schieden® Kondenaat n&GhtTägl±eh fläche ftbä®stilliert werdos

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Duyetifilteaa^ ioo.

Deokel im V«rtikmX@etalt%_o

PIg₀ 2 »©igt

Fig« 3

Kühlrohr® gekühlt

angebraelite KukXkamuter gekühlt wird»

Pig„ 6 seigt im Vertlkalschnitt ein Beispiel eines Beokele eines BehandlungSDehSlters mit einer-von- einen Kühlnittel d«rohatF5ffibar@ii₉ in den geschlossenen ©sfäßraua hin«-

seigt in

©inarn

2 (100 kg)« Ba^ufe. ö©9* iwi?@fe'6©a ®@©!s©l 4

,ob ia^äia

4 !>©st©kt

als Führung fU?' ias limlQitS'öte Sieneäder. Isollerring 8 Da®" öl© .Sohmsls® veslassenS®- gasförmige AlCl, -kondQABi«rt"-«uf der Unterseite-:d«a* gekühlten 3)«.okels 4 im form einer feet*» Kruste 9° Irgend eins wesentliche Verunreinigung der Atmosphäre oder Belästigung im Arbeitsraum durch die der

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vorgenommenen Behandlung entstammenden Gase tritt nicht ein_o

Sie durch di· Behandlung entgaste und gereinigte Sobraelc· wur~ deρ nach Abheben des Deckel« 4 mittels der Aufhängeösen 7> vergossen» Von Deckel 4 wurde das dort kondensierte Aluminiumchlorid abgekratzt« Der Deckel wurde gewaschen, getrocknet und war dann für den nächsten Einsatz verwendungsfähig.

Beispiel 2 ■ . ' ■ ' ·- : _'■- - - \- ■ ^:<" y Λ;:,-Im Tiegel 1(PIg₀ 3) befindet sich eine bei ca„ 740⁰G gehaltene Leichtmetallsohmelze 2_r z.Bo eine Al=*Mg-Legierungo Auf den Deckel 10 aus rostfreiem Stahl ist ein Kühlrohr 17 in Windungen geschweißt* Das Kühlmittel wird durch die Anschlüsse 12 und 15 zu·= bzw ο abgeleitet. Die Dichtung 11 dichtet zwischen Tiegel 1 und Deckel ΪΟ«

In der Tauchglocke 14 befindet sich ein bei gewöhnlicher Temperatur in festem Zustand befindlichee, bei höherer Temperatur jedoch vergasbaren Behandlungsmittel 1'5_e *.B. ZrCl- oder AlCl« oder NbCl₅ in Form von Preßlingen. Die Glocke 14 let nach unten mit einem mittels Bajonettverschluß (im einzelnen nicht gerzeichnet) verriegelten Boden 16 verschlossen, der Austritteöffnungen 18 aufweist. Die oben an der Glocke befindliche Ptihrungeetange 19 ist in der öffnung 20 des Deckels 10!beweglich. Zunächst ist Glocke 14 mittels des Bolzens 21₉ der durch ein loch der Pührungsstange 19 hindurohgeschoben ist_s in der] oberen (gezeichneten) Stellung gehaltetto Nachdem man den Iieckel 10 eejat

Tauchgloclce 14 und deren Inhalt auf den Tiegel 1 gesetzt hat_r

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führt man nach Ausziehen des BoIBens 21 die Glocke in die heiSe Sohmelze und bewirkt so die Vergasung des darin befindlichen Behandlungsmittel 15» Das vergaste Behandlungsmittel gelangt durch die Löcher 18 in die Schmelze. Die die Schmelze verlassenden kondensierbaren Stoffe werden an der Unterseite des gekühlten Deckels niedergeschlagene Anstatt eine Tauchglocke oder dergleichen (Kugelkorb) in die zu behandelnde Schmelze einauführen _s kann man das zu vergasende Behandlungsmittel zunächst durch eine andere geeignete,, an sich bekannte? Anordnung s.Bo durchlöcherte Zwangsplatte, am Boden des Siegels halten und die heiSe zu behandelnde Schmelze; ZoB. durch einen Durchgang im Deokel» darauf fließen lassen, wodurch die Verdampfung des Behandlungsmittels bewirkt wird. Alternative Möglichkeiten sind gegeben, Z.Bo durch: Eintragen von Stücken ausreichend hohen Spezifischen Gewichts, wie von durch Einverleiben von Schwermetallkörpern beschwerten Preßlingen, welche das zu vergasende Behänd» lungemittel enthalten, in die Sohmelie; Eintragen von Körpern, welche das zu vergasende Behandlungsmittel in flüssiger Form, ζ.Β«, von Kieselgur aufgesaugt, enthalten. Das Eintragen von sohweren oder-beschwerten Behandlungsmitteln kann z.B. chargenweise erfolgen.» untqr raschem anschließendem Aufsetzen des Deckels oder aber allmählich in Teilmengenbeigaben, ebenfalls durch einen im Deckel befindlichen Durchlas, wie Rohr,hindurch.

Beispiel 3

In einem Tiegel 1 (Figo 4) befindet sioh eine bei oa, 75O⁰C gehaltene Leichtmetallschmelze 2ο In dem ähnlich wie in Fig. 3

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beschaffenen gekühlten Deckel 10 befindet sich ein der Durchführung des Halterohres 22 für den Verdampfbehälter 14 dienender Bohrstutzen 2J₀ Das durch Wärmezufuhr vergaste Behandlungsmittel gelangt durch die Öffnung 24 in die Leitung 25■> In das Übergangsstück 26 1st ein Tauohrohr 27 eingeschraubt, welches aus einem gegen die zu behandelnde metallische Schmelze beständigen Stoffρ ζ.Β. aus Graphit oder Bornitrid oder anderen hierfür geeigneten hoohtemperaturbeständigen Stoffen, besteht» Auf dem Verdampfer 14 liegt eine Wärmeisolierplatte 28, um den kühlenden Einfluß des Kühldeokels 10 zu mindern» Der Verdampfer 14 kann für die Verdampfung von bei gewöhnlicher oder tieferer (unterhalb 20⁰C) Temperatur in kondensiertem Zustand (flüssige fest, pulverförmig) vorliegenden Behandltingsstoffen dienen. 29 stellt eine Dichtungsvorrichtung dar* beispielsweise ausgebildet als elastischer Schlauch» der über den Rohrstutzen 2? und das Halte·» rohr 22 gezogen ist_s und eine Verschieb barkeit· der Höhenlage des Verdampfers 14 ohne Verlust an Dichtigkeit der Anordnung erlaubt. Die In flg. 4 schesiAtisch gezeigte Anordnung kann verschieden 9 ZoB. In den folgenden Varianten a) und b)_f betrieben werden:

Variante a)

Der Verdampfer 14 wird in kaltem Zustand mit dem zu verdampfenden Behandlungsmittel 15 beschickt und zusammen mit dem Deckel 10 auf den mit Schmelze gefüllten Tiegel 1 gesetzt. Durch die abfließende Wärme der Schmelze 2 und des Tiegels 1 wird das im Verdampfer 14 befindliche Behandlungsmittel 15 vergaste durchfließt gasförmig die Leitungen 25_P 27 und gelangt in reaktiven

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oder reinigenden Kontakt mit der Schmelze 2* -

Variante b)

Io Der Verdampfer 14 befindet eich zunächst leer in bereits

heißem Zustand knapp oberhalb der Schmelze 2 oder berührt mindestens teilweise die heiße Schmelze 2.

2. Der Verdampfer 14 befindet sich zunächst leer innerhalb der heißen Schneise 2. In diesem Fall kanndas Tauchrohr 27 kürzer gehalten werden.

Im Fall der Variante b) kann man dasBehandlungsmittel durch das Innere des in diesem FaLl offenen Röhre« 22 hindurch, gewünschtenfälls dosiert in Teilmengenzugaben und auch kontinuierlich; ZoB. durch Hineinfließen oder Hineinfallehlassene dem Verdampfer zuführen„ in dem es alsbald verdampft wirdα Man hat gegenüber der Variante a) den Vorteil, den Verdampfer 14 wesentlich kleiner gestalten und darum wohlfeiler aus hochwertigem Werkstoff bauen zu können» Durch das Rohr 22„ den Verdampfer 14 und die Leitungen 25, 27 wird, nachdem,etwaige durch Feuchtigkeit abgespaltene Gase durch das Rohr 22 entwichen sind₉ zweck« mäßig ein geeignetes Gas_r z.B. Inertgas oder zusätzliches Behandlungegae geführ·»;_f um Hückdestillationenp Entweichen des vergaaten Behandlungsmittels und dadurch ev, im Rohr 22 bewirkte Verstopfungen zu vermeideno In manclien.'Anwendungsf-allen., z.Bo bei Zuführen eines flüssigen Behandlungsmitteis wie TiGl₄,₉ kann man aber auch dae liohr 22 nach Einbringen des Behandlungemittels in den Verdampfer vor Beginn der eigentlichen Verdampfung ein-

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fach verschließen» Xn manchen Fällen ist ans Benützen eine« J>·« sonderen Verdampfungagefäfies 14 entbehrlich und geattgt statt dessen ein einfaches Zuführungsrohr, da» i» unteren feil die aus Schmelee 2 und Siegel 1 abfließende Wärme auf d*« 4«a Rohr «ugeführte₉ su verdampfende Behandlungsmittel übertrügt; ein oolchea Zuführungerohr kann unten offen sein öder einen Bodes_p im letzteren Fall jedoch Auslässe für das vergaste-Belsandlungemittel in die Sohmelse haben.

Beispiel 4 ■.-.■.:'. ; : ■ _'::■- ·."■- .-j^. ;^:

Die Kühlung des aus wärmeleitendem Material baetehendenDeckels 10 zum Siegel 1 wird hier (Fig» 5) duroh die aufgesohveißte KShlkannaer 30 mit Kühlmittelein- und Austritt 12 und 15 be^ wirkt- - ';._._;_;. -...,-= "C-:-^ :\

Xm Verdampfer 31 befindet sichbei gewöhnliche* Temperatu?¹ festee Behandlungsmittel 15_F s.B. AlCl-_v2rCl^₉ BeCl₂«Der Verdampfer wird vor dem Auflegen des Deckels 10 ia den heiSen alt Scliffi®ls« (c.- B. einer Aluminiumlegierung 2) besohiokttn- Tiegel 1 elng*>-brachte Der Verdampfer 31 hat oben eine mit Schraub« 32 verschlossene öffnung sum Einfüllen des festen stückigen BsfceM-lungömittels 15. Der Schraubenverschluß 1st mittels einer bei den angewandten Temperaturen beständigen Diohtui^ 33.gediohtitι deshalb braucht der obere Teil des VergoeungebehälterÄί 31 eich nicht unter dem Spiegel der Schneise 2 befinden und die Dichtung ist den Angriffen der metallischen 8ohmel8e nicht ausgesetst. Die d«a Vergasungebehälter aus der Sohmelee Buströmende Wärm® reicht aus8 das Behandlungsmittel zu vergasen« letzteres ge-

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langt gasförmig durch die Ausströmdüse 34 dee Verdampfer« 31 in die Schmelze 2. Der überschüssige, nicht umgesetzte Teil des gasförmigen Behandlungsmittel» vird mit den alofc gegebenenfalls bildenden kondeneierbaren Reaktionsprodukten an der Unterseite des gekühlten Deckels 11 abgeschieden.

Beispiel 5

Sin Beispiel einer weiteren Ausführungevariante des erfindungsgemäßen Behandlungsbehälters„ bei dem die gekühlte Fläche durch einen vom Kühlmittel durchströmten, in den geschlossenen Gefäßraum hineinragenden Hohlkörper gebildet wird, seigt Jig. 6. 9er kühlende Hohlkörper wird hier durch eine aus Aluminiumbronze (Kupfer mit 2-10 £ Al-Gehalt) bestehende Kühlschlange 35 gebildete Die zuleitung 12 und die Ableitung 13 für das Ktihlmittel; z.B. strömende Luft, ist durch den ebenfalls aus Al-Bronze bestehenden Deckel 10 des hier nicht gezeichneten Behandlungsgefäßes hindurchgeführtο Im Deckel 10 befindet sich eine Bohrung 36 mit angeschweißtem Rohrstutzen 37» um darin ein Rohr (in Fig. 6 nicht gezeichnet) zu führen, durch welches das Behandlungsmittel in dessen gasförmigem, festem oder flüssigem Zustand in das Innere des im wesentlichen geschlossenen Behälters geleitet wird.

Beispiel 6

Mit der in Fig. 7 gezeigten Apparatur können bei gewöhnlicher Temperatur feste oder flüssige Stoffe einzeln oder zusammen öder nacheinander vergast und das erfindungsge.mäße Verfahren kann damit unter vollständigem Ausschluß unerwünschter Gase, wie

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Luft und Feuchtigkeit,, ausgeführt werden.

Im Verdampfer 42 befindet sich verdampfbares Chlorid 43 (».B. kleinetückiges AlCl. oder/und ZrCl₄ und/oder TiCl₄). Im lose mit Deckel 39 bedeckten Schmelze-Tiegel 1 befindet sich eine AlMg-Schmelze. Verdampfer 42 und der Reaktionstiegel 1 befinden sich in einem im wesentlichen dichten geschlossenen Behandlungs~ behälter (Retorte) 49· Oben in der Retorte 49 befindet sich außerdem ein von Kühlmittel durchflossener Kondensator 35 mit Kühlmittel Zu- und Ableitung 39« Die Retorte 49 ist oben durch den den Kondensator 35 tragenden Deckel 40 dioht verschlossen. Die Kühlmittel Zu- und Ableitungen 38 sind in den Deckel 40 eingesetzt.

Der Teil der Retorte, in dem sioh der Siegel 1 und der Verdampfer 42 befindet, ist in den Ofenkörper 41 ait Wärmeisolierung 51 eingelassen«, Soweit erforderlich, d.h. soweit der Wärmebedarf nicht durch Reaktionswärme gedeckt wird» wird mittels der Heizelemente 44 beheizt. Der obere Teil der Heizelemente 44; der sich in der Nähe des Verdampfers 42 befindet, kann getrennt vom übrigen Teil der Heizelemente mit Strom gespeist werden. Die Temperaturen werden mittels Thermoraeßsteile 45 und 46 gemessen und geregelt. Eine Platte 48 trennt den Tiegel 1 (s.B. aus Graphit oder Bornitrid bestehend) vom Boden der Retorte 49 (aus zunderbeständigem Stahl), um BerUhrungereaktionen, zwisohen Tiegel 1 und Retorte 49» wie Aufkohlen, der letzteren zu vermeiden« Der aus dem Ofenkörper 41 oben herausragende Teil der Retorte 49 ist durch einen inneren Zylinder 47 und einen

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äußeren wärmeisolierenden Zylinder 52 gegen allzuetÄrke Wärmeabfuhr an die Kühlmittelleitung, bzw. an die äu3ere Umgebung_t geschützt ρ um eine Kondencatioa der die Spamele« verlassenhabenden Stoffe an der Retorteninnenwend zu vermeiden. Demselben Zweck dient die Isolierdichtung 62* Die Inertgas- Zu- und Ab*- . leitung'61 gestattet eine Inertgasatmosphäre einzuhalten; den im Inneren der Retorte herrechenden Druck zu messen und zu überwachen. Der Ofen ist unten durch einen Stein 53 vers_Caijeasen.

An der Oberseite des Verdampfers 42 ist eine verschließbare (Rohrstutzen mit Sohraubkappen und Dichtung) öffnung zum Einfüllen 54 des zu verdampfenden Behandlungsmittel angebrachte Die Dampfableitung 55 des Verdampfers 42 ist im oberen Teil metallisch;, wie der Verdampfer selbst, und in die senkrechte Außenwand des Verdampfers 42 aussparend eingelassen· Der untere in die metalliοehe Schmelze führende Teil der Dampfableitung besteht beispielsweise aus Graphit. Das Übergangsstück 56 verbindet den metallischen Teil der Dampfableitung 55 mit deren unterem nichtmetallische» Teil.

Das unter der Einwirkung der zuströmenden Wärae im Verdampfer 42 verdampfte Metallchlorid 43 (beiepielsweie· AlOl₅₁ ZrGl^) strömt durch die Dampfableitung 55 der netalltsohen Schmelze zu und setzt sich mit deren Mg-Öehalt zu MgCl₂ um., Zwecks Erniedrigen dee Schmelzpunktes oder einer gewissen Viskosität oder Dichte der entstehenden HgClg-Schmelze können Premdsalee wie KCl oder Fluoride in den Tiegel 1 eingebracht werden«

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Die Mg-Clg-Schraelze 59 schwimmt auf der metallieoben 53· Je xiaoh der gewählten Duirohetrömungegetchvindigkelt fslüitr oder später und ait zunehmendem Auf brauch dee Mg-G«h»l*te der Metallschmelze zunehmend« gelangt unverbrauchtes oder im Überschuß angewandtes Metallchlorid durch den zwischen liegeideokel 39 und Dampfableitung 55 bzw. 56 befindlichen Spalt ausde»TIegel in den oberen Teil des Retortenraumes zum Kondensator 35» an deο sich das Metallchlorid zu einem kompakten Block 60^ kon* densiert« ■ ■ " - - ■ - ^: ■ - "--- : -" v- /-^: -·

Dasselbe tritt z.B. ein, wenn aan AlOl, im Verdampfer 42 verdampft und seinen Dampf durch eine la Tiegel 1 befindliche Al- §©kmel£6, welche kein Eeduktionsmittel, wie Mg₉ enthält, swaeks Entgasen und Reinigen der Sohmelse leitet» Außer oder anstelle von Magnesium können andere reduzierende Metalle_t wie Oalciuss, als fiedüktionsmittel miteingesetst werden·

Nach der Behandlung nimmt man dea Kondensator 35 samt dem daran befindlichen^ aus Metallohlorid bestehenden Block 60 und samt Deckel 40 aus der Retorte 49 und kann den Kondensator 35 1» ©ine andere Apparatur einsetzen und dort das auf dem Kondensator befindliche Chlorid zweoks Verwendung für ähnliohe oder naäere Zwecke verdampfen. Nach öffnen der Retorte 49, Heraueheben des Kondensators 35 und des Verdampfers 42 samt Dampfableitung 55 sowie des Tiegels 1 kann man die metallische Schmelze 58 ver=- gießenc . . . " - ;-^: ■"■'■■ /'-'■' ~_: -_"-'- ",;.-. ■_.""

Bs iet nicht unbedingt erforderlich, daß die erfindungegemäß

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anzuwendendeρ gekühlte fläche sich an einem Deckel befindet. Sie kann eich beispielsweise auch an einer senkrechten oder schrägen Wand im Behandlungsbehälter befinden.

Verdampft man bei der Durchführung des erfindungagemäßen Verfahrens das Behandlungsmittel außerhalb des Behandlungebehälters i so ist es, wenn störende Kondensationen in der Zuleitung des vergasten Behandlungsmittels zum Inneren dee Behandlungemi titele zu erwarten sind? zweckmäßig, diese Zuleitung su beheizen«

In manchen Fällen ist ea günstig« mehrere Behandlungsmittel gleichzeitig oder nacheinander einer Schmelze» bzw«, einem für die Durchführung der Behandlung benutzten Verdampfer zuzuführen«

Soll die zu behandelnde oder behandelte Metallschmelze eine oder mehrere mit dem Behandlungsmittel reagierende Komponenten einlegiert enthalten» so kann man diese Komponenten der Schmelze vor Beginn der Behandlung zusetzen¹oder nacheinander in Teilmengenbeigaben oder kontinuierlich während der Behandlung zuführen, bzw. zuschleusen. In da« Verfahren vorliegender Erfindung können auBer den oben in der Beschreibung des Stands der Technik und in den Beispielen genannten Stoffen beispielsweise die folgenden eingesetzt werden: ·

BCl,c BgCl.ρ BBr,ρ andere, auch substituierte Borhalogenide, SiCl.„ andere auoh eubstitulerte Si-halogenide, ZrBr., BeBr₂, Vanadiumchloridt Tantalhalogenide» Uranchlorid_p Mode, SnCl., HgCl^₉ GaCl,_s FeCl,, Brom,, Jod, Ammoniumfluoride, Halogenide der Metalliode, wie AsCl _p PCI,, PCl-e SbCl₅₉ SbOl₅, BiCl,,

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halogensubetituierte_B auch fluorierte Kohlenwasserstoffe und Gemische dieser Stoffe. So z.B. führt eine raffinierende Behänd» lung von Al-Sohmelzen mit wohlfeilem/leicht in reiner form herstell« und transportierbarem Slliaiumtetrachlorid su wirksamem und erfindungsgemäß absoheidbarem AluminiuaieiCLorid ₀

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch in Fällen angewandt werden» in denen die freie Reaktionsenergie eines eu behandelnden GrundaeteUs, s.B. Al, mit einem vergasten Behandlungsmittel, wie TiCl₄, nicht groß genug 1st, um eine vollständige chemische Umsetzung eu erzielen, Bondern nur eine teilweise« Soweit Her« bei wenigstens teilweise, den naturgegebenen eieiQhg®wi©ät®&\ zufolge_p ein in fester Form kondeneierbarer Stoff entsteht -'wad/ ©der die Schmelze verläßt, kann er gleichwohl nach dem erfindungegemäßen Verfahren vorteilhaft abgeeefei®d«n werd©n.

Nicht nur Leichtmetall _s au oh Schwersetalleohiaelses, wie die dee Kupfers, Eisens, Hiokels, Zinks, Zinns können naoh dem erfindungsgemäßen Verfahren und mittels der erfindungegemäSen Torrichtungen behandelt und chemisch umgesetzt werden.

Zu den die Schmelze gasförmig verlassenden und auf die erfindungegemäJSe Art abecheidbaren Stoffen gehören Insbesondere sahl^ reiche Chloride, Bromide» Jodide, Fluoride, wies BeCl₂, ZrCl₄, HfGl₄, TaCl₅, NbCl₅, MoOl₅, FeCl₅, WCl₆, UCl₄ ZrF₄, TiF₄, Ammoniumfluoride, in festem Zustand kondeneierbare halogenierte Kohlenwasserstoffe»

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Zwecke Erzeugen einer ausreichenden Flüohtigkelt und Deetlllationefähigkeit solcher Stoffe in den ssu behandelnden Schmelzen bei relativ niedrigen vorteilhafte» ^temperatur·» keofi Uaterdruok oder Vakuum im Behandlungsraum ader eine Nachbehandlung alt Inertgas angewandt werden» .

Bei gewissen Anwendungsfällen dseerfindungsg«mä0en Yerfalirene entstehen unter Umständen während der Behandlung unerwünschte, nur teilweise reduzierte Produkte, wieniedrigeHalogenide _f z«B« ΤΙΟΙ,β ZrCl,, Diese kann man durch Hachsetaen von geeigneten Reduktionsmitteln wie Dig, Ca, Li sum Metall reduzieren und so beseitigen. Man kann mit Hilfe des erfindimgegesaäBen Verfahrene vorteilhaft kombinierte Behandlungen von M«t»llechoelaen vornehmeng indem man ZoB. zwecks Behandlung eines Grundaet&lls, wie AIf, mit zweierlei Stoffen» z.B· sowohl mit einem Ti- oder Zr-=haltigen Behandlungsstoff wie TiCl^ oder ZrCl-, ale auch alt einem bbrhaltlgen Stoff (z.B. Borchlorid aswecke-Korafeinung) den einen der beiden Stoffen, der νοά Grundmötall (Al) nicht oder nur langsam oder unvollständig umgeeetstwürde (z.Bo ZrCl.ρ HfCl.)ρ durch Zusatz einer bestimmten abgemessenen Meng« eines kräftigen Reduktionsmittels wie Hg* Ca zum Grundmetall ganz oder größtenteils reduziert (durch entsprechende Mengenbemessung verbleibt gewünschtenfalls kein oder nur wenig Mg, bzwo Ca_y im behandelten Grundmetall) und so die Sinlegierungen dieees reduzierten Elements in die behandelte Schmelae bewirkt. Den anderen leichter reduzierbaren Behandlungestoff$, im Beispielefall das Borhalogenidp kann man vorher» oder gleichzeitige oder aber nach der Behandlung der Schmelze mit dem ersten Behandlungsstoff,

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mittel» des Grundmetalle selbst, im Beispielsfall mittels Al_e reduzieren« So läßt sich «.B. eine Ti-borldbehandlwng (K»rafeinuag) von Al-Schmelzen durch eine kombinierte Behsuidlisng alt flüchtigen Ti~ und Borverbindungen gemäß demVerfahrentörltegender Erfindung vorteilhaft durchführen«,

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteils daß eine Verunreinigung öder Vergiftung dee Arbeiteraumea und Korroeionen an Installationen durch gasförmig die Sohmelse verlassende und: bei " Zimmertemperatur in festem Zustand konaensierbare Stoffe in jedem Fall eicher vermieden wird und ein* nachteilige Berührung des die Schmelze verlassenden kondensierbaren Stoffes mit Luft jäEd Luftfeuchtigkeit nicht stattfindet. Dieser üastand wirkt sich günstig auf die Gaefreiheit und Freiheit von ojqrdieche& Einsohlüseen für das behandelte Metall aus.

Gegenüber verschiedenen anderen Raffination·- und verfahren hat das erfindungsgeaäße den weiteren Vorteil keine oder nur sehr geringe Mengen an schwierig abtrennbrnrer Mäher oder fester Sohlacke anfallen» welche das behandelte weitereuverarbeitende Metall verunreinigen_p weil -beim gemäßen Verfahren die entstehenden flüchtigen iStoffe» baw₀ di© eingesetzten und chemisch nicht umgesetzten -flttohtlgttt Stoffe ^ die Schmelze verlassen und auf die erflndungagemäße Art kondensiert ua* sauber abgetrennt werden»

Durch Aüsgestaltan der Behandlungsgefäße als Durchlaufgefäß®_p Durchlaufrinnen, Durchlaufwannenöfen und ähnliche Vorrichtungen_s

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ZoBo vorgeschaltet vor Stranggieß- oder Druckgußanlagen, kann das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft auch kontinuierlich oder halbkontinuierlich ausgeübt werden·

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Claims (1)

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   P ate η t a η s ρ r ü ο a e

   Verfahren zum Behandeln vdn Metallschmelzen unterliftlb deren Oberfläche mit gasförmigen nichtmetallischen Stoffen, unter Eineatz von vergasbaren Stoffen wie Cl₂„ AlOl^» TiCl^, ZrCl,_r BCl-β BeCIg» wobei bei der !Temperatur der Schmelze gasförmige, bei Zimmertemperatur jedoch in festea Zustand kondensierbare Stoffe die Schmelze verlassen, dadurch g e k e η η ζ e i c h η β t _t daß man die Behandlung Schmelze innerhalb eines ia Wesentlichen geschlossene Behälters durchführt« mindestens eine la Behälterbaus halb der Schmelze befindliche Fläche irtUilt uad den die Schmelze verlassenden kondensierbaren Stoff an dieser Fläche praktisch vollständig abscheidet und in fester Form gewinnt«

   Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e ken use ic h η et_t das man flüchtige, bei gevuhnlleher Seaperatür in festem Zustand befindliche, die metallische Schmelze verlassende Halogenide wie Chloride oder Fluoride» wie AlCl^₉ BeCl₂C ZrCl^ an der außerhalb der Schmelze befindlichen gekühlten Fläohe niederschlägt. ,

   Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η .-ζ β i c h η e t _B daß man als vergasbare Behandlungsmittel aicb. bei gewöhnlicher Temperatur unter Normaldruck in gasförmigem Zustand befindliche Stoffe eineetzto

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   4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2_S dadurch ge k e ja η ζ e ic h net , daß man als vergasbare Behandlungsmittel eich bei gewöhnlicher Temperatur unter Normaldruck in feste» Zustand befindliche Stoffe einsetzt.

   β Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 „ dadurch ge k e na·» ε e i c h η e t. „ daß man als vergasbarä Behandlungemitttl sich bei gewöhnlicher !Temperatur unter Hormaidnick in flüB--sigem Zustand befindliche Stoffe einsetzte

   6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche_t dadurch g e kenn ζ e i c h η e t , daß man das anzuwendende Behandlungsmittel innerhall} des g©»ehloeaeaen Betaandlungi-Be» hältere vergast, ⁷

   7c Verfahren nach einem der vorangegsisgenen Ansprüche, dadurch g e kenn ζ ei c h η e t , d&fl man da» Verfahren unter Anwenden von Burchlaufbehandlun^ßgefäSen kontinuierlich ausführt. . - " . - ^; ; -.-■■.. - ' ^: "-; -_

   Qo Behandlungsbehälter Kur Durohführung eines Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge k β η η ζ e i c h η e t „daß er mit einer duroh ein strömendes Kühlmittel kühlbaren Fläche ausgestattet ist ₉ welch« sich in dem Behälterraum.i, außerhalb des für die Aufnahme der Schmelze bestimmten Teils dieses Baumes., befindet.

   Behandlungebehälter nach Anspruch 8_s dadurch g e k β η η -

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   zeichnet > daß die zu kühlende Fläche durch die Innenfläche eines durch ein strömendes Kühlmittel kühlbaren Deckels des Behälters gebildet ist»

   1Oo Behandlungebehälter nach Anspruch b_c dadurch g β k e η η ~ ζ e i c hn e t _p daß die zu kühlende Fläche durch einen von einem Kühlmittel durchströmbaren Hohlkörper, wie Rohrschlange_β gebildet ist, welcher in den nicht für die Aufnahme von Schmelze vorgesehenen Teil des Behälterinnenraums hineinragt,

   11c Behandlungsbehälter nach einem der Ansprüche 8 bis 10« dadurch gekennzeichnet „ daß die zu kühlende JPläche auch beheizbar ist»

   Behandlungsbehälter nach einem der Ansprüche 8 bis 11» dadurch gekennzeichnet , daß er das der Aufnahme der zu behandelnden Schmelze dienende Gefäß bildetο

   13. Behandlungsbehälter nach einem der Ansprüche 8 bis 11₉ dadurch gekennzeichnet ₉ daß er das der Aufnahm© der zu behandelnden Schmelze dienende Gefäß

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