DE2013470A1 - Process for cleaning molten metals or alloys - Google Patents

Process for cleaning molten metals or alloys

Info

Publication number
DE2013470A1
DE2013470A1 DE19702013470 DE2013470A DE2013470A1 DE 2013470 A1 DE2013470 A1 DE 2013470A1 DE 19702013470 DE19702013470 DE 19702013470 DE 2013470 A DE2013470 A DE 2013470A DE 2013470 A1 DE2013470 A1 DE 2013470A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
flux
aluminum
chloride
metal
impurities
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19702013470
Other languages
German (de)
Inventor
Leslie Jack Avonmouth Gloucestershire Derham (Großbritannien) M
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alloys and Chemicals Corp
Original Assignee
Alloys and Chemicals Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alloys and Chemicals Corp filed Critical Alloys and Chemicals Corp
Publication of DE2013470A1 publication Critical patent/DE2013470A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/026Alloys based on aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B21/00Obtaining aluminium
    • C22B21/06Obtaining aluminium refining
    • C22B21/064Obtaining aluminium refining using inert or reactive gases

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS 20134702013470 Dipi.-chem. Dr, D. Thomsen Dipi.-ing. H. Tiedtke
Dipichem G. Bühling
Dipi.-chem. Dr, D. Thomsen Dipi.-ing. H. Tiedtke
Dipichem G. Buehling
MÜNCHEN 2MUNICH 2
TAL 33VAL 33
TEL 0811/220804TEL 0811/220804
CABLES: THOPATENTCABLES: THOPATENT
TELEX: FOLQTTELEX: FOLQT
Dipi-ing. W.Weinkauff Dipi-ing. W.Weinkauff FRANKFURT (MAIN) 50FRANKFURT (MAIN) 50
FUCHSHOHI. 71FUCHSHOHI. 71
TEL. 0611/514666TEL. 0611/514666

Antwort erbeten nach: Please reply to:Reply requested to: Please reply to:

8000 München 2 20. März 1970 case 14930 / T 35468000 Munich 2 March 20, 1970 case 14930 / T 3546

Alloys and Chemicals Corporation Cleveland / USAAlloys and Chemicals Corporation Cleveland / USA

Verfahren zur Reinigung geschmolzener Metalle oderProcess for cleaning molten metals or

Legierungen .Alloys.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Chlorierung von geschmolzenem Aluminium; Insbesondere bezieht sie sich auf ein Verfahren zur Chlorierung von AIuminium, bei dem ein reaktiver chlorhaltiger Dampf nicht als einzige Chlorquelle verwendet wird.The invention relates to a method for Chlorination of molten aluminum; In particular, it relates to a process for the chlorination of aluminum, where a reactive chlorine-containing vapor is not used as the sole source of chlorine.

Obgleich sich die Erfindung sowohl auf die Chlorierung von geschmolzenem Aluminium als auch auf die Chlorierung von geschmolzenen Aluminiumlegierungen bezieht, die gewichtsmäßig vorwiegend aus Aluminium bestehen, wird sie der Zweckmäßigkeit halber nachstehend mit Bezug auf die Chlorierung von geschmolzenem Aluminium selbst zur Entfernung von Verunreinigungen beschrieben, wenn sich nicht andererseits im Zusammenhang ein Widerspruch ergibt. Die Bedeutung des Ausdrucks ''Verunreinigungen" geht aus der fol-Although the invention also relates both to the chlorination of molten aluminum as the chlorination of the molten aluminum alloy, which consist, by weight, mainly of aluminum, it is for convenience described sake below with reference to the chlorination of molten aluminum itself to remove impurities, if on the other hand, there is no contradiction in the context. The meaning of the expression "impurities" comes from the following

Mündlldi· Abreden, InibetonOaM ArS Hlnon, bJdürf»TT Ärmlicher Bestätigung Mündlldi · Agreements, InibetonOaM ArS Hlnon, bJdür »TT Poor confirmation

genden Beschreibung hervor; Im allgemeinen bezeichnet er unerwünschte Komponenten, normalerweise metallische Komponenten, obgleich diese in anderem Zusammenhang als Komponenten einer Legierung angesehen werden können. Z.B. ist Magnesium die Verunreinigung, die am häufigsten nach diesem Verfahren entfernt wird.from the description; In general it denotes undesirable components, usually metallic components, albeit in a different context as components an alloy can be viewed. For example, magnesium is the most common impurity after this Procedure is removed.

Ferner wird ersichtlich/ daß gemäß der Erfindung sowohl die Entfernung von Verunreinigungen als auch die Herabsetzung des Gehalts an Verunreinigungen erzielt wird.It is also apparent / that according to the invention, both the removal of impurities and the Reduction of the content of impurities is achieved.

Der Ausdruck "reaktiver chlorhaltiger Dampf (wie er nachstehend verwendet wird) bezeichnet sowohl gasförmiges Chlor als auch andere gasförmige Chlorverbindungen unter Einschluß chlorierter Kohlenwasserstoffe. Alle im vorstehenden Zusammenhang angegebenen Prozentsätze sind - sofern nichts anderes angegeben ist - auf Gewichtsbasis bezogen.The term "reactive chlorine-containing steam (such as it is used below) refers to both gaseous chlorine and other gaseous chlorine compounds under Inclusion of chlorinated hydrocarbons. All of the above Percentages given in connection are - unless otherwise indicated - based on weight.

Bei technisch verwendetem metallischen Aluminium handelt es sich entweder um Rohaluminium aus Bauxitschmelzen (bekannt als Primäraluminium) oder um metallisches Aluminium, erhalten durch Schrottrückgewinnung aus vielen Quellen (bekannt als Sekundäraluminium).Metallic aluminum used technically is either raw aluminum from bauxite melts (known as primary aluminum) or metallic aluminum obtained through scrap recovery from many Sources (known as secondary aluminum).

In jedem Fall muß das Metall, bevor es für Herstel-109808/1198 In any case, the metal must be used before it can be used for manufacture

lungszwecke verwendet werden kann, raffiniert werden. Bei Primärmetall kann das Produkt einer elektrolytischen Schmelze Magnesium und manchmal auch Natrium enthalten. Bei Sekundärmetall ist das Hauptproblem unerwünschtes Metall, das vorstehend als Verunreinigung bezeichnet wurde, insbesondere Magnesium. Diese müssen entweder vollständig entfernt werden oder zumindest ausreichend entfernt werden, daß nicht mehr als eine vorbestimmte Menge im Metall zurückbleibt.treatment purposes can be refined. at Primary metal, the product of an electrolytic melt, can contain magnesium and sometimes sodium. With secondary metal, the main problem is unwanted metal, the was referred to above as an impurity, particularly magnesium. These either have to be completely removed or at least removed sufficiently that no more than a predetermined amount remains in the metal.

Eine zur Entfernung von Verunreinigungen angewendete Methode, die sowohl bei Primär- als auch bei Sekundäraluminium brauchbar ist, besteht in der Behandlung von geschmolzenem metallischem Aluminium mit einem reaktiven chlorhaltigen Dampf, im allgemeinen freiem gasförmigem Chlor. Nach diesem Verfahren werden die Verunreinigungsmetalle entfernt. Z.B. werden metallisches Natrium und Magnesium in Chloride übergeführt, die - falls erforderlich - als Schlacke anr Ende des Vorgangs entfernt werden können.One method used to remove contaminants, useful with both primary and secondary aluminum, is to treat molten metallic aluminum with a reactive chlorine-containing vapor, generally free gaseous chlorine. Following this process, the contaminant metals are removed. For example, metallic sodium and magnesium converted into chlorides, which - if necessary - can be removed as slag at the end of the process.

Bei diesem bekannten Verfahren wird,gasförmiges Chlor einfach mit einer geeigneten Lanze in das geschmolzene Metall eingeführt, während dieses in einem geeigneten ' Ofen gehalten wird. Obgleich dieses einfache Verfahren Vorteile bietet, weist es den Nachteil auf, daß der Grad der Chlornutzung gering ist. Wenn die Entfernung vonIn this known method, gaseous Chlorine is simply introduced into the molten metal with a suitable lance while it is in a suitable 'Oven is kept. Although this simple method has advantages, it has the disadvantage that the degree the use of chlorine is low. When the removal of

109808/1198109808/1198

Magnesium bis zu einem niedrigen Grad (z.B. unter 0,1%) erwünscht ist, ist es tatsächlich im allgemeinen üblich, einen 200%igen ChlorÜberschuß zu verwenden; d.h., daß die verwendete Menge dreimal so groß wie erforderlich ist. Jedoch ist die Reaktion zwischen geschmolzenem Aluminium und gasförmigem Chlor unter Bildung von AlCl, außerordentlich schnell. Dieses AlCl3 besitzt einen Siedepunkt von etwa 185°C bei Normaldruck und verdampft daher sofort aus dem Metall. Auf diese Weise geht nicht nur Chlor verloren, sondern gehen auch wesentliche Aluminiummengen verloren. Ferner hydrolysiert AlCl.-Dampf in Berührung mit atmosphärischem Wasser unter Bildung eines Rauchs von gasförmigem Chlorwasserstoff und Aluminiumoxydstaub. Der Aluminiumoxydstaub kann mikroskopisch mit einer Teilchengröße von 2 Mikron oder kleiner sein.Indeed, if magnesium to a low level (e.g., below 0.1%) is desired, it is generally common to use a 200% excess of chlorine; that is, the amount used is three times as large as required. However, the reaction between molten aluminum and gaseous chlorine to form AlCl is extremely fast. This AlCl 3 has a boiling point of around 185 ° C at normal pressure and therefore evaporates immediately from the metal. In this way, not only is chlorine lost, but significant amounts of aluminum are also lost. In addition, AlCl. Vapor hydrolyzes in contact with atmospheric water to form fumes of gaseous hydrogen chloride and aluminum oxide dust. The alumina dust can be microscopic with a particle size of 2 microns or smaller.

Ein Vorschlag zur Überwindung des Rauchproblems richtet sich darauf, das Chlorierungsverfahren unter einer FluBmitteldecke durchzuführen. Bei dieser fortentwickelten Form des Verfahrens wird gasförmiges Chlor oder ein anderer geeigneter reaktiver chlorhaltiger Dampf, wie Trlchloräthylen, als Chlorquelle verwendet. Infolge der Anwesenheit des Flußmittels verdampft kein gebildetes Aluminiumchlorid, sondern es wird im Flußmittel zurückgehalten. Dies wird dadurch erzielt, daß man als Flußmittel ein Material alt einem Gehalt an Chloriden oder Fluoriden der Alkali-One proposal to overcome the smoke problem is directed to the chlorination process under one To carry out the fluid cover. In this advanced Form of the process, gaseous chlorine or another suitable reactive chlorine-containing steam, such as trichlorethylene, is used as the source of chlorine. As a result of the presence of the flux, no aluminum chloride formed evaporates, but is retained in the flux. this is achieved by using a material as a flux with a content of chlorides or fluorides of the alkali

109808/1198109808/1198

oder Erdalkalimetalle (d.h., der Metalle der Gruppen Ia und Ha des Periodensystems) oder von Ammonium verwendet· Die Forderungen, die dieses Flußmittel erfüllen muß, sind:or alkaline earth metals (i.e., the metals of Group Ia and Ha of the periodic table) or used by ammonium The requirements that this flux must meet, are:

1. muß es bei der Temperatur, bei der die Chlorierung durchgeführt wird (im allgemeinen im Bereich von 700° bis 7500C), ausreichend flüssig sein,1. There must be at the temperature at which the chlorination is performed (generally in the range of 700 ° to 750 0 C), be sufficiently fluid

2. soll es selbst mindestens den größten Teil des gegebenenfalls während der Chlorierung gebildeten2. it should itself at least the greater part of what may be formed during the chlorination

Aluminiumchlorids absorbieren und ·Absorb aluminum chloride and

3. sollen keine verunreinigenden Metalle, d.h. unerwünschte Komponenten, in das Aluminium aus dem Fluß*, mittel eingetragen werden.3. there should be no contaminating metals, i.e. undesirable components, in the aluminum from the river *, funds can be entered.

Gemäß der Erfindung wurde- festgestellt, daß durch die Verwendung eines Flußmittels, das selbst ein Chlorierungsmittel, z.B. eine wesentliche Menge Aluminiumchlorid, enthält, ein wesentlicher Teil oder in einigen Fällen das gesamte für die Reaktion erforderliche Chlor geliefert werden kann und daß das vorstehend angeführte Rauchproblem überwunden werden kann, indem entweder der Flußmittelkern alles Aluminiumchlorid absorbiert, das sich durch die Anwesenheit irgendeines eingesetzten reaktiven chlorhaltigen Dampfs bildet, oder indem überhaupt die Notwendigkeit einer Verwendung von zugegebenem reaktivem chlorhaltigem DampfAccording to the invention it was found that by the use of a flux which is itself a chlorinating agent, e.g., a substantial amount of aluminum chloride, contains, a substantial part, or in some cases that all of the chlorine required for the reaction can be supplied and that the smoking problem mentioned above can be overcome by either the flux core all aluminum chloride is absorbed which is caused by the presence of any reactive chlorine-containing employed Steam forms, or by even the need for one Use of added reactive chlorine-containing steam

109808/1198109808/1198

vermieden wird.is avoided.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Entfernung von Verunreinigungen durch Chlorierung von geschmolzenem Aluminium oder einer geschmolzenen Aluminiumlegierung vorgesehen, die gewichtsmäßig vorwiegend aus Aluminium besteht, wobei das geschmolzene Aluminium mit einer Flußmittelschicht, die mindestens einen Teil der zur Umsetzung mit den Verunreinigungen erforderlichen Chloricrungsmittelmenge enthält, unter derartigen Bedingungen abgedeckt wird, daß sich das Flußmittel nicht thermisch zu Rauch zersetzt.According to the invention there is provided a method of removing contaminants by chlorinating molten aluminum or a molten aluminum alloy consisting predominantly of aluminum by weight, the molten aluminum having a Flux layer, which contains at least a part of the amount of chloricrgent required to react with the impurities, is covered under such conditions that the flux does not become thermally too Smoke decomposes.

Obgleich das Flußmittel das gesamte Chlorierungsmittel liefern kann (wodurch es möglich wird, die Entfernung der Verunreinigungen durch Verwendung einer vorbestimmten Menge des Chlorierungsmittels im Flußmittel zu regulieren)/ wird nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung eine derartige Methode vorgesehen, bei der mindestens ein Teil der Menge des Chlorierungsmittels, die zur Umsetzung mit den Verunreinigungen erforderlich ist, durch Einführung eines reaktiven chlorhaltigen Dampfs in das geschmolzene Aluminium vorgesehen wird.Although the flux may provide all of the chlorinating agent (thereby making it possible to regulate the removal of contaminants by using a predetermined amount of the chlorinating agent in the flux), an alternative embodiment of the invention provides such a method in which at least a portion of the amount of chlorinating agent required to react with the impurities through Introduction of a reactive chlorine-containing vapor into the molten aluminum is provided.

In diesem Fall kann eine Regulierung der Entfernung der Verunreinigungen bewirkt werden, indem eine vorbestimmteIn this case, you can regulate the distance of the impurities are caused by a predetermined

109808/1198109808/1198

Menge eines reaktiven chlorhaltigen Dampfs in das geschmolzene Aluminium eingeführt wird, die Zufuhr dieses Dampfe unterbrochen wird und die Umsetzung zwischen der Flufimittelschicht und dem geschmolzenen Aluminium fortgesetzt wird. Dies wird nachstehend näher erläutert.Amount of reactive chlorine-containing vapor is introduced into the molten aluminum, the supply of this Steam is interrupted and the implementation between the Fluid middle layer and the molten aluminum continues. This is explained in more detail below.

Normalerweise ist die Flußmittelschicht geschmolzen und enthält ein Aluminiumchloriddoppelsalz.Usually the flux layer is melted and contains an aluminum chloride double salt.

Ea ist eine Anzahl derartiger Doppelsalze bekannt, z.B. die folgendensA number of such double salts are known to Ea, for example the following

Doppelsalz - Schmelzpunkt ( C) Double salt - melting point (C)

NaAlCl4 154NaAlCl 4 154

KAlCl4 245KAlCl 4 245

142142

'2AlCl3 301'2AlCl 3 301

NH4AlCl4 227NH 4 AlCl 4 227

(Literatur: W. Schmidt, USA-Patentschrift 3 240 590)(Literature: W. Schmidt, USA Patent 3 240 590)

Das Doppelsalz Na3AlCl6 kann ebenfalls verwendet werden. Jedoch scheinen die Erdalkalidoppelchloride sowohl etwas weniger reaktiv als auch weniger stabil als die Alkali« doppe!chloride zu sein; ferner ist das Ammoniumdoppelsalz etwas weniger stabil; daher wird bevorzugt ein Flußmittel verwendet, das in erster Linie aus den AlkalimetallchloridenThe double salt Na 3 AlCl 6 can also be used. However, the alkaline earth double chlorides appear to be both somewhat less reactive and less stable than the alkali double chlorides; furthermore, the ammonium double salt is somewhat less stable; therefore, it is preferred to use a flux composed primarily of the alkali metal chlorides

109808/1198109808/1198

besteht, obgleich alle vorstehenden Materialtypen brauchbar sind. Es können Mischungen dieser Alkalimetallchloride verwendet werden, wie durch Beispiele in der folgenden Tabelle ausgeführt wird (die Prozentangaben sind durch Gewicht ausgedrückt).although all of the foregoing types of materials are useful. Mixtures of these alkali metal chlorides can be used may be used as exemplified in the table below (percentages are by weight expressed).

aAlCl4 aAlCl 4 KAlCl4 KAlCl 4 LiAlCl4 LiAlCl 4 SchmelzpunktMelting point %% %% %% °c° c -- 3535 6565 120120 -- 5050 5050 132132 33,333.3 33,333.3 33,433.4 115115 2525th 5050 2525th 156156 6565 3535 -- 135135 5050 5050 180180

Literaturt W. Schmidt und J.W. Carson, kanadische Patentschrift 813 276.Literaturt W. Schmidt and J.W. Carson, Canadian patent 813 276.

Jedoch besitzen diese Alkalimetalldoppelsalze und ihre Mischungen extrem niedrige Schmelzpunkte und kann daher ein gewisses "Steiferwerden" des Flußmittels erwünscht sein. Dies kann auf verschiedene Weise erzielt werden. Z. B. kann eine Schmelze des Doppelsalzes NaAlCl4 durch Zugabe von Natriumchlorid steifer gemacht werden: Die Zugabe von nur 5 Gew.-% Natriumchlorid erhöht den Schmelzpunkt von 1580C auf etwa 600 C. In gleicher Weise hat die Zugabe von 2% Cryolith, Ha3AlF6, etwa den gleichen Effekt.However, these alkali metal double salts and their mixtures have extremely low melting points and therefore some "stiffening" of the flux may be desirable. This can be achieved in a number of ways. For example, can be made a melt of the double salt NaAlCl 4 stiffer by the addition of sodium chloride: The addition of only 5 wt .-% sodium chloride increases the melting point of 158 0 C to about 600 C. In the same way, the addition of 2% cryolite, Ha 3 AlF 6 , about the same effect.

109808/1 198109808/1 198

Aus vorstehendem ist zu ersehen, daß die Einmischung selbst kleiner Mengen von Aluminiumchlorid in Flußmittel auf Basis von KCl und NaCl einen fundamentalen Einfluß auf den Schmelzpunkt besitzt. Wenn die Chlorierung des Aluminiums abläuft, kann angenommen werden, daß sich infolge der Herabsetzung des Doppelsalzgehalts der Flußmittelschmelz-' punkt erhöht und die Liquidität vermindert. In der Praxis ist dies im allgemeinen nicht der Fall: Z.B. werden bei der Chlorierung von Aluminium mit einem Gehalt an Magnesium je 2 Mol Aluminiumchlorid, die aus dem Flußmittel zum Metall entfernt werden, 3 Mol Magnesiumchlorid vom Metall dem Flußmittel zugefügt. Während. Magnesiumchlorid selbst einen hohen Schmelzpunkt (712°C) besitzt, bildat es Eutectica sowohl mit KCl als auch mit NaCl:From the above it can be seen that the interference even small amounts of aluminum chloride in fluxes based on KCl and NaCl have a fundamental influence has the melting point. When the chlorination of aluminum expires, it can be assumed that as a result of the lowering of the double salt content of the flux melt ' point increases and liquidity decreases. In practice if this is generally not the case: E.g. with the Chlorination of aluminum with a content of magnesium per 2 moles of aluminum chloride, which from the flux to the metal are removed, 3 moles of magnesium chloride from the metal are added to the flux. While. Magnesium chloride itself has a high Melting point (712 ° C), it forms both Eutectica with KCl as well as with NaCl:

KClKCl NaClNaCl MgCl2 MgCl 2 SchmelzpunktMelting point 60%60% -- 40%40% 425425 -- 48%48% 52%52% 450450 14%14% 12%12% 74%74% 420420

So 1st ersichtlich, daß die Entfernung von Alumi^ niumchlorid in derartigen Fällen nicht wesentlich dieIt can thus be seen that the removal of Alumi ^ nium chloride in such cases does not significantly affect the

Flußmittelliquidität beeinflußt. Andere Systeme zeigen ebenfalls oft die Bildung derartiger Eutectica. Affected fluid liquidity. Other systems also often show the formation of such eutectica.

Diese Doppelsalzflußmittel können auf verschiedene Weise hergestellt werden. Die einfachste MethodeThese double salt fluxes can act on several Way to be made. The easiest way

109808/1198 .109808/1198.

besteht darin, die beiden Salze In einem geeigneten Tiegel zusantnen zu schmelzen; für die Arbeltswelse bezüglich NaAlCl, werden In Beispiel 1 Details angegeben, die typisch sind. Alternativ können die Flußmittel auf einem Indirekten Weg hergestellt werden. Insbesondere wurde vorstehend festgestellt, daß gasförmiges Chlor und Aluminium sehr rasch unter Bildung von Alumlnlumchlorld reagieren und daß ein geeignetes Flußmittel das Aluminiumchlorid absorbiert. Daher kann ein reaktives Flußmittel durch einfache Chlorierung von geschmolzenem Aluminium hergestellt werden, das mit einem vorhandenen Aluminiumchlorid nicht enthaltenden Flußmittel bedeckt ist, bis sich, der Aluminiumchloridgehalt in einem derartigen Flußmittel auf den gewünschten Wert erhöht hat. Eine typische Arbeitsweise wird in Beispiel 2 beschrieben.consists in melting the two salts together in a suitable crucible; for the Arbeltswelse regarding NaAlCl, In Example 1, details are given that are typical. Alternatively, the flux can be used in an indirect way getting produced. In particular, it has been found above that gaseous chlorine and aluminum react very rapidly to form aluminum chloride and that a suitable flux absorbs the aluminum chloride. Therefore For example, a reactive flux can be prepared by simply chlorinating molten aluminum covered with an existing flux not containing aluminum chloride until the aluminum chloride content in such a flux increases to the desired level Has. A typical procedure is described in Example 2.

Die Berührung zwischen dem Metall und dem Flußmittel kann auf verschiedene Weise erzielt werden. Eine einfache Form des Chlorierungsverfahrens besteht darin, einen etwa kubusförmigen Ofen zu verwenden und Chlor unmittelbar in das geschmolzene Metall durch Lanzen einzuführen, die in das . Metall durch geeignete Öffnungen in den Wandungen oberhalb des geschmolzenen Metalls herabführen. Während dieses Verfahren wirksamer betrieben werden kann, indem einfach eine geschmolzene Flußmitteldecke vorgesehen wird, läßt sich diese einfache Arbeitsweise nicht besondersContact between the metal and the flux can be achieved in a number of ways. A simple one Form of the chlorination process is to use a roughly cube-shaped furnace and chlorine directly in introduce the molten metal through lances that are inserted into the. Metal through suitable openings in the Bring the walls down above the molten metal. While this process can be operated more effectively, by simply providing a molten flux blanket, this simple operation does not do particularly well

109808/1198109808/1198

-U--U-

beim Verfahren gemäß der Erfindung anwenden? das ist besonders dann der Fall, wenn Überhaupt kein gasförmiges Chlor verwendet wird. Es 1st schwierig» ein Rühren des Metallsapply to the method according to the invention? that is special this is the case when no gaseous chlorine is used at all. It is difficult to stir the metal

zu erzielen, das zur Erzielung einer geeignet raschen Reaktion zwischen Flußmittel und Metall ausreicht. , to achieve that is sufficient to achieve a suitably rapid reaction between flux and metal. ,

Ferner ist festzustellen, daß diese Arbeltsweise nicht bei einem unmittelbar "gaserhitzten" (d.h. erhitzt durch Naturgas, ^Stadtgas, verdampfendes Ul usw.) Ofen oder einem gaserhitzten Reverberierofen angewendet werden kann. Eine Aufgabe des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, die mit dem bekannten Verfahren verbundenen Rauchprobleme herabzusetzen$ wenn es bei einem "gaserhitzten" Ofen durch einfache Zugabe eines Flußmittels in das Ofenherz angewendet wird, resultiert keine Rauchabnahme. Die Temperaturen in derartigen "gaserhitzten* öfen. Insbesondere im Verbrennungsraum, sind so hoch, daß eine thermische Zersetzung des Flußmittels unvermeidbar ist. Es'resultieren beträchtliche Rauchmengen von dieser Zersetzung.It should also be noted that this way of working not in the case of an immediately "gas heated" (i.e. heated by natural gas, town gas, evaporating oil, etc.) furnace or a gas-heated reverberation furnace can be used. One object of the method according to the invention is therein, the smoking problems associated with the known method to reduce $ if there is a "gas-heated" If the furnace is used by simply adding a flux to the furnace heart, there is no decrease in smoke. the Temperatures in such "gas-heated" ovens. In particular in the combustion chamber, are so high that thermal decomposition of the flux is unavoidable. Considerable amounts of smoke result from this decomposition.

Wenn jedoch eine modifiziert® Ofenform verwendet wird, kann eine ausreichende Berührung zwischen dem geschmolzenen Flußmittel und dem Metall erzielt werden, wie näher in Beispiel 3 beschrieben wird. Diese Ofenform ist auch für die Ausführangsform der Erfindung geeignet,However, when a modified® furnace shape is used, sufficient contact between the molten flux and the metal can be achieved, as further described in Example 3. This furnace shape is also suitable for the embodiment of the invention,

109808/1193109808/1193

bei der sowohl ein chlorhaltiges Flußmittel als auch gasförmiges Chlor verwendet werden, wie in Beispiel 4 beschrieben wird. Wenn in dieser Weise verfahren wird, bietet das neue Verfahren gemäß der Erfindung gegenüber dem bekannten Verfahren den Vorteil/ daß die Zufuhrrate des gasförmigen Chlors in die Chlorierungskammer im allgemeinen nicht der Entfernungsrate der Verunreinigungen entspricht; die Gasströmungsrate ist im wesentlichen konstant, während der Gehalt an Verunreinigungen einer Exponentialkurve folgt, die gegen einen Magnesiumgehalt von O beim Zeitpunkt unendlich geht. Jedoch kann, sobald die gewünschte Chlormenge (mit einem kleinen Überschuß für gelösten Wasserstoff) zugegeben worden ist, der Gasstrom abgebrochen werden. Eine Analyse zeigt, daß die Entfernung der Verunreinigungen weiter geht, bis das Flußmittel kein reaktives Chlor enthält. Auf diese Weise bietet diese Ausfuhrungsform der Erfindung einen zweiten Vorteil; das Chlorierungsverfahren wird regulierbar gemacht; die Entfernung von Verunreinigungen bis herab zu einem vorbestimmten Wert (nicht vollständig) ist praktikabel, zumindest bei einem chargenweisen Verfahren.in which both a chlorine-containing flux and gaseous chlorine are used, as described in Example 4. If done in this way, it offers new method according to the invention over the known method the advantage / that the feed rate of the gaseous Chlorine in the chlorination chamber generally does not match the rate of contaminant removal; the gas flow rate is essentially constant during the The content of impurities follows an exponential curve that goes infinitely towards a magnesium content of O at the point in time. However, once the desired amount of chlorine (with a small excess for dissolved hydrogen) has been added, the gas flow must be stopped. Analysis shows that the impurities are removed continues until the flux does not contain reactive chlorine. In this way, this embodiment of the invention offers a second advantage; the chlorination process is made adjustable; the removal of impurities down to a predetermined value (not completely) is practical, at least in a batch process.

Wie ferner im folgenden Beispiel 8 beschrieben wird, ist es nicht schwierig, durch einen einfachen Versuch zu bestimmen, wieviel Magnesium vom Metall durch jede Berührung von Metall und Flußmittel entfernt worden ist. So ist (vorausgesetzt, daß Sorgfalt angewendet wird, um die Flußmittel-As will be further described in Example 8 below, it is not difficult to obtain by a simple experiment determine how much magnesium has been removed from the metal by each contact with the metal and flux. So (provided that care is taken to keep the flux

109808/1198109808/1198

zusammensetzung annehmbar konstant zu halten) eine gewisse Regulierung des Grads der Magnesiumentfernung möglich. Es folgt klar, daß dann, wenn eine gute Berührung zwischen Metall und Flußmittel erzielt wird, eine fast vollständige Entfernung von Verunreinigungen möglich ist. Ein Versuch hat gezeigt, daß dieses Verfahren zusätzlich zur Magnesiumentfernung ein Metall mit niedrigem Wasserstoff-, Natrium- und Oxydgehalt (als Aluminiumoxyd) liefert. .composition acceptably constant) a certain Adjustment of the degree of magnesium removal possible. It clearly follows that if there is a good contact between metal and flux is achieved, almost complete removal of contaminants is possible. One try has shown that this process, in addition to removing magnesium, contains a metal with low hydrogen, sodium and oxide content (as aluminum oxide) provides. .

Es kann ein einfaches Kaskadensystem vorgesehen werden, um ein kontinuierliches Verfahren zu betreiben,.vorausgesetzt, daß Stufen vorgesehen werden, um den Chloridgehalt des Flußmittels bei einem geeigneten Wert zu halten. Das kann auf verschiedene Weise erzielt werden: Z.B. indem man Aluminiumchlorid zugibt oder das erschöpfte Flußmittel durch ein Schlackenchlorierungsverfahren führt. Die Verwendung dieser Doppelsalze enthaltenden Materialien liefert ein ausgezeichnetes Flußmittel zur Rückgewinnung von Schlacke: Nach dieser Technik kann billiges Metall als Aluminiumchloridquelle verwendet werden, wodurch die gesamte.Metallrückgewinnung verbessert wird. Obgleich der Metallstrom durch ein derartiges System kontinuierlich sein muß, muß es der Flußmittelstrom nicht sein: Daher ist ein chargenweiser Ersatz möglich. Ein derartiges Verfahren wird in Beispiel 5 beschrieben.A simple cascade system can be provided, to operate a continuous process, provided that steps are provided to control the chloride content of the flux at a suitable level. This can be achieved in different ways: E.g. by Add aluminum chloride or pass the exhausted flux through a slag chlorination process. The usage of these double salt containing materials provides an excellent flux for the recovery of slag: After This technique allows cheap metal to be used as the source of aluminum chloride, thereby eliminating all of the metal recovery is improved. While the flow of metal through such a system must be continuous, the flow of flux must be not be: Therefore, a batch replacement is possible. Such a procedure is described in Example 5.

Bei den folgenden Beispielen des Verfahrens wird 109808/1198 In the following examples of the procedure, 109808/1198

auf die Figuren der Zeichnungen Bezug genommen, wobei Reference is made to the figures of the drawings, wherein

Fig. 1 eine Draufsicht eines Ofens darstellt,Fig. 1 is a plan view of a furnace,

die zur Erläuterung des Verfahrens gemäß
der Erfindung nützlich ist.
the explanation of the procedure according to
of the invention is useful.

Fig. 2 ist ein senkrechter Querschnitt längs der Linie 2-2 der Fig. 1,Fig. 2 is a vertical cross section taken along line 2-2 of Fig. 1;

Fig. 3 ist eine Frontansicht des Ofens von Fig. 1,Fig. 3 is a front view of the furnace of Fig. 1;

Fig. 4 ist ein senkrechter Querschnitt eines zweiten Ofens, der zur Erläuterung der Abwandlung des Verfahrens gemäß der Erfindung
nützlich ist, und
Fig. 4 is a vertical cross section of a second furnace useful for explaining the modification of the method according to the invention
is useful, and

Fig. 5 ist ein Querschnitt längs der Linie 5-5 von Fig. 4.FIG. 5 is a cross section taken along line 5-5 of FIG. 4.

Die Zeichnungen sind zur Erläuterung desThe drawings are to explain the

Verfahrens gemäß der Erfindung nützlich, obgleich die dargestellten öfen nicht Gegenstand der Erfindung sind. Demgemäß sind verschiedene Details der Ausführung, z.B. die
die Beschickungstür betreibende Einrichtung, nicht dargestellt. Insbesondere sind die Einzelheiten der Feuerfestauskleidung und die Gaserhitzungsbrenner nicht dargestellt; beide sind in der metallurgischen Praxis üblich.
Process according to the invention useful, although the illustrated ovens are not the subject of the invention. Accordingly, various details of execution, such as the
the loading door operating device, not shown. In particular, the details of the refractory lining and the gas heating burners are not shown; both are common in metallurgical practice.

Es ist ferner selbstverständlich, daß der Schmelzteil der in den Figuren der Zeichnungen dargestellten OfenIt is also understood that the melting part of the furnace shown in the figures of the drawings

109808/1198109808/1198

innen nicht mit Naturgasbrennern erhitzt werden muß, wie in den folgenden Beispielen beschrieben wird. Es kann irgendeine zweckmäßige Erhitzungsquelle; entweder direkt oder indirekt, wie z.B. Elektrizität, angewendet werden.does not have to be heated inside with natural gas burners, as described in the following examples. It can any convenient source of heating; either directly or indirectly, such as electricity.

Beispiel example II.

Herstellung des Doppelsalze* NaCLAlCl3. Materialien Production of the double salt * NaCLAlCl 3 . materials

Es 1st von hervorragender Wichtigkeit, daß beide Komponenten trocken sind; wenn eine von beiden nicht trokken ist, wird feuchtes Aluminiumoxyd im Flußmittel gebildet, das unerwünscht ist. Natriumchlorid ist im allgemeinen trocken; wenn es jedoch zusammengebacken ist, kann es auf einfache Weise durch Pulvern und Erhitzung in einem Ofen bei etwa 12O°C getrocknet werden. Xm Fall von Aluminiumchlorid bewirkt Wasser eine Hydrolyse unter Bildung von Aluminiumoxyd und HCl. Eine Hydrolyse kann auftreten, wenn Aluminiumchlorid während der Lagerung nicht richtig abgedichtet wird. Eine Reinigung wird am besten durch Destillation erzielt.It is of paramount importance that both components are dry; if either of them is not dry wet alumina is formed in the flux, which is undesirable. Sodium chloride is generally dry; however, when it is caked, it can be easily powdered and heated all in one Oven dried at about 120 ° C. Xm case of aluminum chloride Water causes hydrolysis with the formation of aluminum oxide and HCl. Hydrolysis can occur, though Aluminum chloride not properly sealed during storage will. Purification is best achieved by distillation.

Methodemethod

Es wurden die beiden trockenen Salze in einem 109808/1198 It was the two dry salts in a 109808/1198

GewichtsVerhältnis von 3 Teilen Natriumchlorid und 7 Teilen Aluminiumchlorid gemischt und in einen bodenerhitzten Tiegel gegeben, der bei einer Innentemperatur von 3OO°C gehalten wurde. Sehr rasch wurde ein flüssiger Sumpf gebildet. In diesen Sumpf wurde weitere Mischung in einer derartigen Rate gegeben, daß der flüssige Zustand gänzlich beibehalten wurde.The weight ratio of 3 parts of sodium chloride and 7 parts of aluminum chloride was mixed and placed in a bottom-heated crucible which was kept at an internal temperature of 300 ° C. A liquid swamp was formed very quickly. Further mixture was added to this sump at a rate such that the liquid state was entirely maintained.

Es kann weiteres Natriumchlorid zum Doppelsalz von Beispiel 1 zugegeben werden. Zusätzliches Natriumchlorid löst eich nicht, verbleibt jedoch in der Flüssigkeit -suspendiert, die dadurch weniger flüssig wird. Natriumchlorid muß jedoch nicht an dem Punkt zugegeben werden, an dem das Flußmittel zu steif wird. Als Richtwert soll der Schmelzpunkt des Flußmittels etwa 675°C nicht überschreiten.Further sodium chloride can be added to the double salt of Example 1. Additional sodium chloride does not dissolve, but remains suspended in the liquid, which makes it less liquid. However, sodium chloride need not be added at the point where the flux becomes too stiff. As a guideline, the melting point of the flux should not exceed about 675 ° C.

Beispiel 2
Indirekte Herstellung eines reaktiven Flußmittels.
Example 2
Indirect production of a reactive flux.

Zu lOOO kg geschmolzenes Aluminium wurden in einem Tiegel, der bei 710° bis 73O°C gehalten wurde, 1900 kg'ei nes Flußmittels der folgenden Zusammensetzung gegeben:To 1000 kg of molten aluminum was added 1900 kg of a flux of the following composition in a crucible kept at 710 ° to 730 ° C.

Material GewichtsteileMaterial parts by weight

NaClNaCl 5050 KClKCl 4545 CryolithCryolite 55

109808/1198109808/1198

Als das Flußmittel geschmolzen war, wurde gasförmiges Chlor in das Metall eingeleitet und das meiste davon in Aluminiumchlorid übergeführt. Nach einer Zeitspanne von 3 Stunden wurde eine Gesamtmenge von 2960 kg Chlor in das Metall eingeleitet. Das auf diese Weise erhaltene Flußmittel besaß etwa die folgende Zusammensetzung:When the flux melted it became gaseous Chlorine introduced into the metal and most of it converted to aluminum chloride. After a period of 3 hours a total of 2960 kg of chlorine was in the Metal initiated. The flux obtained in this way had the following composition:

NaCl :NaCl: 950 kg950 kg KCl sKCl s 855 kg855 kg Cryolith :Cryolite: 95 kg95 kg AlCU ι -AlCU ι - 3710 kg3710 kg

was einem Flußmittel entspricht, das etwa 3142 kg NaAlCl4 which corresponds to a flux containing about 3142 kg NaAlCl 4

und 2 091 KAlCl4 enthält.'and contains 2,091 KAlCl 4. '

Beispiele 3 und 4Examples 3 and 4

In beiden Beispielen wurde der in den Figuren 1 bis 3 gezeigte Ofen 10 verwendet.In both examples, the one shown in FIGS Oven 10 shown to 3 is used.

Er umfaßte ganz allgemein: Ein Vorratsgefäß, um eine bekannte Menge geschmolzenes Aluminium aufzubewahren und um es geschmolzen zu halten; eine Einrichtung zum Einführen von Metall in das Gefäß; eine im allgemeinen geschlossene Kammer (die jedoch mit dem Vorratsgefäß unter dem Spiegel des geschmolzenen Aluminiums in Verbindung steht) zur Abtrennung eines Teils des Metalls an einen Ort, wo eineIt generally comprised: a storage vessel to hold a known amount of molten aluminum and to keep it molten; means for introducing metal into the vessel; a generally closed chamber (but communicating with the storage vessel below the level of the molten aluminum) for separating a portion of the metal to a location where a

■109808/1198■ 109808/1198

Flußmittelschicht auf diesem Teil gehalten werden kann; eine Fördereinrichtung, z.B. eine Pumpleitung von einem Vorherd , um geschmolzenes Metall vom Vorratsgefäß in die Kammer einzuführen. Gegebenenfalls können ein oder mehrere Gaslanzen in der Kammer vorgesehen werden, die unter dem Netallspiegel enden.A layer of flux can be kept on this part; a conveyor, e.g. a pump line from a Forehearth to introduce molten metal from the storage vessel into the chamber. If necessary, can one or more gas lances are provided in the chamber, which end below the metal level.

Der Ofen 10 besteht aus einer Erhitzungskainmer 12, die innen mit Naturgasbrennern (nicht dargestellt) erhitzt wird und demgemäß Abzugskamine 14 besitzt. Er ist auch mit Türen 16 zum Zugang versehen. Auf jeder Seite der Erhitzungskainmer 12 befinden sich zwei Kammern 18 und 20. Die Kammer 18 steht mit der Erhitzungskammer 12 durch die beiden öffnungen 22 in Verbindung. Die öffnungen 22 sind einfache öffnungen in der Trennwand 24 und weisen eine derartige Höhe auf, daß sie von dem Rückstand (heel) bedeckt werden, der in dem Ofen nach Abzug verbleibt. Beim Betrieb wird zu schmelzendes Metall in die Kammer 18 gegeben und durch thermische Zirkulation des geschmolzenen Metalls geschmolzen. The furnace 10 consists of a heating chamber 12 which heats the inside with natural gas burners (not shown) and accordingly has chimneys 14. He's also with Doors 16 provided for access. There are two chambers 18 and 20 on each side of the heating chamber 12 Chamber 18 is connected to the heating chamber 12 through the two openings 22. The openings 22 are simple openings in the partition wall 24 and have such a height that they are covered by the residue (heel), which remains in the oven after it has been deducted. In operation, metal to be melted is added to the chamber 18 and melted by thermal circulation of the molten metal.

Die Kammer 20 wird durch die Wand 26, die sich zur vollen Höhe der Kammer erhebt, in zwei Unterkammern 21 und 23 eingeteilt. Obgleich ein Metallstrom zwischen der Erhitzungskammerund jeder Unterkammer 21 und 23 dieser Kammer durch die öffnungen 28 in der Trennwand 30 möglich ist, istThe chamber 20 is divided into two sub-chambers 21 and 23 by the wall 26, which rises to the full height of the chamber. Although a flow of metal is possible between the heating chamber and each sub-chamber 21 and 23 of this chamber through the openings 28 in the partition wall 30

109808/1198109808/1198

keine Strömung zwischen den Unterkammern 21 und 23 möglich. Über der Unterkammer 21 ist eine Rauchhaube 32 angeordnet, die mit Lanzenöffnungen 34 und einem Gasabzug 36 versehen ist. Die Unterkammer 21 ist eine Chlorierungskammer.no flow between the sub-chambers 21 and 23 possible. A smoke hood 32 is arranged above the lower chamber 21, which is provided with lance openings 34 and a gas vent 36. The sub-chamber 21 is a chlorination chamber.

In der unterkammer 23 ist eine Pumpe 38 auf einer Stütze (nicht dargestellt) befestigt, die Metall von der Unterkammer 23 in die Unterkammer 21 über die Trennwand 26 fördert. Das Förderrohr 40 der Pumpe 32 endet oberhalb der Flußmittelschieht 42. Auf diese Weise muß alles Metall, das von der Unterkammer 23 in die Chlorierungskammer 21 gefördert wird, die Flußmittelsehicht passieren. Ferner muß infolge der Anwesenheit der Pumpe die Strömung durch die öffnungen 28 in den angegebenen Richtungen stattfinden. In the lower chamber 23, a pump 38 is mounted on a support (not shown), the metal from the Sub-chamber 23 into sub-chamber 21 via the partition 26 promotes. The delivery pipe 40 of the pump 32 ends above the flux layer 42. In this way everything has to be done Metal flowing from sub-chamber 23 into the chlorination chamber 21 is promoted, pass the flux layer. Furthermore, due to the presence of the pump, the flow take place through the openings 28 in the indicated directions.

Im folgenden werden Werte der Beispiele 3 und 4 angegeben: The values of Examples 3 and 4 are given below:

Beispiel 3 Beispiel 4Example 3 Example 4

eingesetztes Metall Aluminium Aluminiumused metal aluminum aluminum

(rein elektro- (rein elektro-(purely electro- (purely electro-

lytisch)lytic) lytisch)lytic) Ofencharge (kein Rückstand)Oven batch (no residue) 19 500 kg19 500 kg 19 500 kg19 500 kg zugegebenes Magnesiumadded magnesium 20 kg
« 0,11% Mg
20 kg
«0.11% Mg
100 kg
= 0,51% Mg
100 kg
= 0.51% Mg
Flußmittel: basische MasseFlux: basic mass NaCl : 50NaCl: 50 NaCl i 50NaCl i 50 (Gewichtsteile)(Parts by weight) KCl : 45KCl: 45 KCl : 45KCl: 45 Na3AlF6: 5Na 3 AlF 6 : 5 Na3AlF6 : 5Na 3 AlF 6 : 5 "AlCl-"-Gehalt am Anfang (Gew"AlCl -" content at the beginning (wt .-%) 13,6%.-%) 13.6% 2,4%2.4% ** - ~ - -
ungefähres Gewicht des
Flußmittels 1 0 9 8-0 8 / 1
** - ~ - -
approximate weight of the
Flux 1 0 9 8-0 8/1
19 B 700 kg19 B 700 kg 910 kg910 kg

zugegebenes Chloradded chlorine

Pumpenströmungsrate (ca.) ReaktionsdauerPump flow rate (approx.) Reaction time

Dauer der Chlorzugabe (MIn.)Duration of the chlorine addition (min.)

Magnesiumgehalt des abgezogenen Metalls (Gew.-%)Magnesium content of the withdrawn metal (% by weight)

"AlCl3"-Gehalt am Ende (Gew.-%)"AlCl 3 " content at the end (% by weight)

Beispiel 3 Beispiel 4Example 3 Example 4

nichts 343 kg 680 kg/Min. 680 kg/Min.nothing 343 kg 680 kg / min. 680 kg / min.

120 Min.
nichts
120 min.
nothing

0,06%
2,8%
0.06%
2.8%

165 MIn.165 min.

120 Min. nach Einschalten der Pumpe120 minutes after switching on the pump

0,17t 0,2%0.17t 0.2%

Beispiel 5Example 5 Kontinuierliches ChlorierungsverfahrenContinuous chlorination process

In der in den Figuren 4 und 5 dargestellten Vorrichtung kann ein kontinuierliches Chlorierungsverfahren durchgeführt werden. Das eintretende Metall, das fest oder geschmolzen sein kann, wird in das Bad 50 der Erhitzungskammer 52 eingesetzt. Der Zweck dieser Kammer besteht bei festern Metall darin, es zu schmelzen und bei geschmolzenem Metall seine Temperatur auf den zur Chlorierung erwünschten Bereich von 710° bis 75O°C einzustellen. Das Metall verläßt die Kammer und kommt in den Vorherd 54, wo alle Schlakken entfernt werden können. Das Metall wird vom Vorherd 54 durch die Pumpe 56 in die Chlorierungskammer 58 geleitet. Das Förderrohr 59 der Pumpe endet oberhalb des Flußmittelspiegels. Außer der Berührung von Metall und Flußmittel gewährleistet die Verwendung der Pumpe 56 konstante Strömungs bedingungen durch die Chlorierungsvorrichtung, selbst wennIn the apparatus shown in Figures 4 and 5, a continuous chlorination process be performed. The incoming metal, which may be solid or molten, becomes the bath 50 of the heating chamber 52 used. The purpose of this chamber is to melt it for solid metal and to melt it for molten metal Metal to adjust its temperature to the range of 710 ° to 750 ° C. desired for chlorination. The metal leaves the chamber and comes into the forehearth 54, where all slag can be removed. The metal is removed from the forehearth 54 fed into the chlorination chamber 58 by the pump 56. The delivery pipe 59 of the pump ends above the level of the flux. In addition to the contact of metal and flux, the use of pump 56 ensures constant flow conditions by the chlorinator, even if

109808/1198109808/1198

201.3 ATQ201.3 ATQ

die Zufuhr zum Bad 50 unregelmäßig ist, z.B. durch periodische Entleerung einer Pfanne.the supply to bath 50 is irregular, e.g. Emptying a pan.

Die Chlorierungskammer ist mit einem Abzugssystem 60 versehen, durch das ein oder mehrere Lanzen 62 durch öffnungen im Abzug 60 eingesetzt werden können. The chlorination chamber is provided with an exhaust system 60, by means of which one or more lances 62 can be inserted through openings in the exhaust 60.

Wie in Fig. 5 gezeigt ist, ist die Kammer in zwei Abschnitte in Längsrichtung durch die Trennwand 64 unterteilt; auf der einen Seite befindet sich die Chlorierungskammer 66,während die andere Seite 68 als Auffangbehälter dient. Während der Chlorierung erhöht sich infolge der Bildung von Magnesiumchlorid die Rohmenge des vorhandenen Flußmittels langsam/ selbst wenn alles Chlor vom Flußmittel geliefert wird. Es ist nicht ratsam, die Flußmittelstärke zu erhöhen, da dies den Metallspiegel im Chlorierungssystem beeinträchtigt. Man läßt demgemäß das überschüssige Flußmittel über die Trennwand 64 in den Auffangbehälter 68 fließen. Indem ein einfacher Syphon (nicht dargestellt) vorgesehen wird, wird dieser Auffangbehälter selbstleerend, wodurch eine erneute Beschickung des Flußmittels mit Aluminiumchlorid möglich wird. Das zurückgeführte Flußmittel wird auf einfache Weise durch eine geeignete öffnung (nicht dargestellt) im Rauchabzug 60 hineingegossen.As shown in Figure 5, the chamber is divided into two longitudinal sections by the partition wall 64; on one side is the chlorination chamber 66, while the other side 68 as a collecting container serves. During the chlorination increases as a result of the formation of magnesium chloride slow the raw amount of the flux present / even if all the chlorine is supplied by the flux will. It is not advisable to increase the flux strength as this will affect the metal level in the chlorination system. Accordingly, the excess flux is allowed to flow through the partition wall 64 into the collecting container 68. By doing a simple siphon (not shown) is provided, this collecting container is self-emptying, whereby a new one Charging the flux with aluminum chloride is possible. The recycled flux is simple Way through a suitable opening (not shown) in the Smoke vent 60 poured in.

1 0980 8/ 11981 0980 8/1198

Das chlorierte Metall verläßt die Kammer 58 durch ein Paar von Wehren 70 und 72, welche Schlacke und anderes unlösliches Material und Flußmittel zurückhalten. Es kann danach unmittelbar der beabsichtigten Verwendung zugeführt werden/ z.B. einer Gußvorrichtung für Barren.The chlorinated metal exits chamber 58 through a pair of weirs 70 and 72 which hold back slag and other insoluble material and flux. It can then immediately be put to the intended use / e.g. a casting device for ingots.

Im folgenden Beispiel wurde geschmolzenes Metall in ein Bad 50 aus einer Pfanne eingesetzt, wobei das hergestellte Metall unmittelbar einer Extrusionsbolzengußvorrichtung zugeführt wurde.In the following example, molten metal was placed in a bath 50 from a pan, the prepared Metal directly from an extrusion bolt caster was fed.

Metalleinsatzrate: 8 000 kg/hMetal feed rate: 8,000 kg / h

Zusammensetzung des Einsatzes: Aluminium mit 1,7%Composition of the insert: aluminum with 1.7%

Magnesiummagnesium

Zusammensetzung der Produktion: Aluminium mit wenigerComposition of production: aluminum with less

als 0,1% Mgthan 0.1% Mg

Temperatur des eingesetztenTemperature of the used

Metalls: 680° bis 700 CMetal: 680 ° to 700 ° C

Chlorierungstemperatür: 710° bis 73O°CChlorination temperature: 710 ° to 730 ° C

Zusammensetzung des Flußmittels am Anfang (Gewichtsteile):Composition of the flux at the beginning (parts by weight):

NaCl 50} Scnmelzpunkt NaCl 50 } melting point

KC1 45J 66O°C Na3AlF6 5j KC1 45 J 66O ° C Na 3 AlF 6 5j

wozu 12,7% AlCl3 (erhalten durch Chlorierung über geschmolzenes Metall) zugegeben worden waren.to which 12.7% AlCl 3 (obtained by chlorination over molten metal) had been added.

Flußmittelstärke beim Betrieb: 15 bis 20 cm Chlorflußmittelrate: 40 kg/hFlux thickness during operation: 15 to 20 cm Chlorine flux rate: 40 kg / h

Flußmittelgewichterhöhung: 51 kg/h.Flux weight increase: 51 kg / h.

109808/1198109808/1198

Überschüssiges Flußmittel wurde vom Auffangbehälter 68 über einen Syphon entfernt, wieder mit Aluminiumchlorid beladen und in die Chlorierungsvorrichtung zurückgeführt. Während der Rückführung des Flußmittels zur Chlorierungsvorrichtung kann die Metallzufuhr beibehalten werden« insbesondere wenn Stufen ,vorgesehen sind, um frisches Flußmittel in die Chlorierungsvorrichtung in der Höhe der Metall/Flußmittelgrenzflache einzusetzen, wodurch verbrauchtes Flußmittel in den Auffangbehälter 68 abgegeben wird. Es ist erforderlich, die Chlorzufuhr in die Chlorierungsvorrichtung abzustellen, während das Flußmittel zugeführt oder von ihr abgezogen wird, um eine Rauchbildung zu vermeiden.Excess flux was removed from the collection container 68 removed via a siphon, reloaded with aluminum chloride and returned to the chlorination device. During the return of the flux to the chlorinator, the metal supply can be maintained - especially if steps are provided to introduce fresh flux into the chlorinator at the level of the metal / flux interface, thereby depleted Flux is dispensed into the collecting container 68. It is necessary to turn off the chlorine supply to the chlorinator while the flux is being supplied or is withdrawn from it in order to avoid smoke formation.

Die folgenden Beispiele wurden im Laboratoriumsmaßstab durchgeführt, um die Entfernung von Magnesium von Aluminium durch einfaches InberUhrungbringen zu demonstrieren; in einer Kaskade wurde geschmolzenes Metall mit einer im allgemeinen abdeckenden Flußmittelschicht in Berührung gebracht.The following examples were run on a laboratory scale to demonstrate the removal of magnesium from To demonstrate aluminum by simply bringing it into contact; In a cascade, molten metal was mixed with a brought into contact generally covering flux layer.

Beispiel 6Example 6

Es wurden 200 g einer Aluminiumlegierung mit einem Gehalt von 20% Magnesium mit einem Flußmittel au·There were 200 g of an aluminum alloy with a Content of 20% magnesium with a flux made of

Kaliumchlorid 100 gPotassium chloride 100 g

Natriumchlorid 400 g Aluminiumchlorid 200 gSodium chloride 400 g aluminum chloride 200 g

109808/1198109808/1198

in Berührung gebracht. Das Aluminiumchlorid lag wahrscheinlich als Mischung der beiden Doppelsalze NaAlCl, und Ca(AlCl4) j vor. Nach 15minütigern Rühren zeigte eine Analyse, daß das Aluminium nur 3,3% Magnesium enthielt.brought into contact. The aluminum chloride was probably a mixture of the two double salts NaAlCl and Ca (AlCl 4 ) j. After stirring for 15 minutes, analysis indicated that the aluminum contained only 3.3% magnesium.

Beispiel 7Example 7

Es wurden 2714 g einer Legierung mit einem Gehalt von 0,56% Magnesium mit einem Flußmittel ausThere were 2714 g of an alloy with a content of 0.56% magnesium with a flux

Natriumchlorid 150 g (40%)Sodium chloride 150 g (40%)

Kaliumchlorid 150 g (40%)Potassium chloride 150 g (40%)

Magnesiumchlorid 75 g (20%)Magnesium chloride 75 g (20%)

Aluminiumchlorid 60 gAluminum chloride 60 g

in Berührung gebracht. Das Aluminiumchlorid lag sehr wahrscheinlich als Mischung von KAlCl. und NaAlCl4 vor. Nachdem unter Rühren 15 Minuten lang in Berührung gebracht wurde, lag der Magnesiumgehalt des Metalle unter 0,01%.brought into contact. The aluminum chloride was most likely a mixture of KAlCl. and NaAlCl 4 . After contact with stirring for 15 minutes , the magnesium content of the metal was below 0.01%.

Beispiel 8Example 8

Es wurde eine Reihe von Versuchen durchgeführt, um die Wirksamkeit der Entfernung von Magnesium durch ein Flußmittel mit einem Gehalt an Aluminiumchlorid zu bestimmen. Dazu wurde geschmolzenes Aluminium von einer Pumpe durch einen offenen, nach etwa 60 cm endenden Trog über die Flußmit- te,lobe rf lache gefördert und durch das Flußmittel in ein BadA series of tests were conducted to determine the effectiveness of magnesium removal by a flux containing aluminum chloride. For this purpose, molten aluminum was conveyed by a pump through an open trough, which ended after about 60 cm, over the flux center , lobe rf area and through the flux into a bath

109808/1198109808/1198

von geschmolzenem Metall unter dem Flußmittel fallengelassen. Die Pumpenströmungsrate betrug in jedem Fall 1500 kg/h (nominal) und die Flußmittelstärke betrug etwa 25 cm. Der anfängliche Magnesiumgehalt des Metalls betrug sowohl im Pumpeneinsatzmaterial als auch im Bad unter dem Flußmittel weniger als 0,1%dropped from molten metal under the flux. The pump flow rate in each case was 1500 kg / h (nominal) and the flux thickness was about 25 cm. The initial one The magnesium content of the metal was less in both the pump feed and the bath under the flux than 0.1%

Flußmittel: NaClFlux: NaCl

KClKCl

MgCl2 MgCl 2

AlCl3 AlCl 3

Metall: eingesetzt % Mg abgezogen % Mg Flußmitte!temperaturMetal:% Mg used, withdrawn% Mg mid-flow temperature

Beispiel

23,1
example

23.1
Beispiel
8B
22,3
example
8B
22.3
Beispie1
■ac
22,3
Example 1
■ ac
22.3
23,023.0 22,522.5 23,123.1 46,546.5 45,945.9 47,047.0 7,47.4 9,39.3 7,67.6 0,060.06 0,300.30 0,460.46 0,020.02 0,080.08 0,150.15 710 bis
74O°C
710 to
74O ° C
710, .
74O°C
710,.
74O ° C
710 bis
740OC
710 to
740OC

Die vorstehend angegebenen Metallproben waren: eingesetzt: Probenahme unmittelbar aus dem Pumpenstrom abgezogen: Probenahme, nachdem der Pumpenstrom dieThe metal samples given above were: used: Sampling directly from the pump flow deducted: sampling after the pump flow the

Flußmittelschicht passierte.Flux layer passed.

So ist es beim Passieren in Form einer einfachen Kaskade einer Flußmittelschicht einer Stärke von etwa 25 cm möglich, bis zu 0,3% Magnesium je Durchgang zu entfernen, ohne daß ein perfekteres Inberührungbringen offenkundig versucht wird.So it is possible when passing in the form of a simple cascade of a flux layer about 25 cm thick, remove up to 0.3% magnesium per pass without a more perfect contact is evidently attempted.

109808/1198109808/1198

Claims (12)

PatentansprücheClaims 1. Chlorierungsverfahren zur Entfernung von Verunreinigungen aus geschmolzenem Aluminium oder aus einer geschmolzenen Aluminiumlegierung/ die gewichtsmäßig überwiegend Aluminium enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man das geschmolzene Aluminium mit einer Flußmittelschicht, die mindestens einen Teil der zur Umsetzung mit den Verunreinigungen erforderlichen Chlorierungsmittelmenge enthält, unter Bedingungen abdeckt, bei denen . ' sich das Flußmittel nicht thermisch zu Rauch zersetzt.1. Chlorination process to remove impurities from molten aluminum or from a molten aluminum alloy / which contains predominantly aluminum by weight, characterized in that one the molten aluminum with a flux layer which contains at least part of the amount of chlorinating agent required to react with the impurities, covers under conditions where. 'the flux does not thermally decompose to smoke. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Entfernung der Verunreinigungen durch Verwendung einer vorbestimmten Menge des Chlorierungsmittels in der Flußmittelschicht reguliert.2. The method according to claim 1, characterized in that the removal of the impurities by using a predetermined amount of the chlorinating agent regulated in the flux layer. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens einen Teil der zur Umsetzung mit den Verunreinigungen erforderlichen Chlorierungsmittelmenge durch Einführung eines reaktiven chlorhaltigen Dampfs in das geschmolzene Aluminium vorsieht.3. The method according to claim 1, characterized in that at least part of the reaction with the amount of chlorinating agent required for the impurities by introducing a reactive chlorine-containing vapor into which provides for molten aluminum. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Entfernung der Verunreinigungen durch Einführung einer vorbestimmten Menge des reaktiven chlorhaltigen4. The method according to claim 3, characterized in that the removal of the impurities by introducing a predetermined amount of the reactive chlorine-containing 109808/1198109808/1198 Dampfs in das geschmolzene Aluminium reguliert, die Zufuhr des Dampfs unterbricht und die Umsetzung zwischen der Flußmitte !schicht und dem geschmolzenen Aluminium fortsetzt.Steam in the molten aluminum regulates the supply of the steam is interrupted and the reaction between the flux middle layer and the molten aluminum continues. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche» dadurch gekennzeichnet, daß man eine Flußmittelschicht mit einem Gehalt an einem Aluminiumchloriddoppelsalz verwendet.5. The method according to any one of the preceding claims »characterized in that a flux layer containing an aluminum chloride double salt is used. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Flußmittelschicht verwendet, die.ein Doppelsalz zwischen Aluminiumchlorid und einem Alkalimetallchlorid, Erdalkalichlorid oder Amraoniumchlorid, z.B. ein Doppelsalz von6. The method according to claim 5, characterized in that a flux layer is used which.ein Double salt between aluminum chloride and an alkali metal chloride, alkaline earth chloride or ammonium chloride, e.g. a Double salt of (1) NaCl und AlCl3,(1) NaCl and AlCl 3 , (2) KCl und AlCl3,(2) KCl and AlCl 3 , (3) LiCl und AlCl3 oder deren Mischungen, enthält.(3) LiCl and AlCl 3 or mixtures thereof. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Flußmittel mit einem Gehalt an Na3AlCl6, NaAlCl , KAlCl4, LiAlCl4, MgCl2.2AlCl3 oder NH4AlCl4 verwendet.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a flux containing Na 3 AlCl 6 , NaAlCl, KAlCl 4 , LiAlCl 4 , MgCl 2 .2AlCl 3 or NH 4 AlCl 4 is used. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man geschmolzenes Aluminium mit einem Gehalt an Magnesium und/oder Wasser- : 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that molten aluminum with a content of magnesium and / or water : 109808/1198109808/1198 stoff und/oder Natrium als Verunreinigungen einsetzt.substance and / or sodium used as impurities. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das Flußmittel mit einem Gehalt an Natriumchlorid und/oder Cryolith zur Erhöhung seines Schmelzpunktes verwendet.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the flux with a content of sodium chloride and / or cryolite for Used to increase its melting point. 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man bei einer Metalltemperatur von 710° bis 75O°C arbeitet.10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that one works at a metal temperature of 710 ° to 750 ° C. 11. Verfahren nach- einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man es chargenweise durchführt.11. The method according to one of the preceding claims, characterized in that it is carried out in batches. 12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man es kontinuierlich durchführt. 12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that it is carried out continuously. 109808/ 1 1 98109808/1 1 98 LeerseiteBlank page
DE19702013470 1969-03-21 1970-03-20 Process for cleaning molten metals or alloys Pending DE2013470A1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US81008569A 1969-03-21 1969-03-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2013470A1 true DE2013470A1 (en) 1971-02-18

Family

ID=25202956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19702013470 Pending DE2013470A1 (en) 1969-03-21 1970-03-20 Process for cleaning molten metals or alloys

Country Status (9)

Country Link
BE (1) BE747736A (en)
CH (1) CH534740A (en)
DE (1) DE2013470A1 (en)
ES (1) ES377755A1 (en)
FR (1) FR2039649A5 (en)
GB (1) GB1309266A (en)
NL (1) NL7003968A (en)
OA (1) OA03240A (en)
RO (1) RO57609A (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2243620B (en) * 1990-03-27 1994-06-29 Atsugi Unisia Corp Improvements in and relating to forming aluminium-silicon alloy
DE19918766C2 (en) * 1999-04-24 2001-05-10 Arndt Schaefer Chemie Und Umwe Process for removing impurities from melts of metals or alloys

Also Published As

Publication number Publication date
RO57609A (en) 1975-08-15
BE747736A (en) 1970-08-31
FR2039649A5 (en) 1971-01-15
OA03240A (en) 1970-12-15
GB1309266A (en) 1973-03-07
CH534740A (en) 1973-03-15
NL7003968A (en) 1970-09-23
ES377755A1 (en) 1972-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1912887C3 (en) Process for removing at least a portion of impurities from molten aluminum metallic materials
DE2034385C3 (en) Process for the extraction of refractory metals in compact form from their oxides
DE2643075A1 (en) FLUX AND PROCESS FOR REMOVING ALKALINE AND EARTH ALUMINUM METALS FROM ALUMINUM AND ITS ALLOYS
DE2200490C3 (en) Process for quenching or cooling scratches
DE2934144B2 (en) Method and apparatus for treating molten aluminum metal to reduce the content of alkali and alkaline earth metal impurities
DE2756781A1 (en) PROCESS TO REDUCE THE AMOUNT OF METALLIC MAGNESIUM IN ALUMINUM ALLOYS
DE2713639A1 (en) METHOD OF MELTING COPPER ALLOYS
DE2013470A1 (en) Process for cleaning molten metals or alloys
DE2821353A1 (en) FLUX FOR SECONDARY PROTECTION OF ALUMINUM
DE1533141A1 (en) Process for separating and separating uranium values from difficult to melt and heat-resistant metals and precious metals
CH655129A5 (en) METHOD FOR REMOVING MIRROR ALUMINUM IMPURITIES.
DE658995C (en) Process for the production of metallic titanium
DE2551524A1 (en) METHOD FOR TREATMENT OF MATERIAL CONTAINING ALUMINUM
DE816018C (en) Process for removing magnesium from aluminum scrap or aluminum alloys
DE2750347C2 (en) Method for lowering the Na content of a magnesium-alloyed aluminum melt in a vacuum furnace
AT331527B (en) PROCESS FOR REFINING ALUMINUM-SILICON ALLOYS
DE2711508C3 (en)
DE520623C (en) Processing of vanadium, in particular lead vanadinates and / or other raw materials containing heavy metals
DE627947C (en) Process for the production of metal borides
DE1916772A1 (en) Metal melting process
DE542054C (en) Improvement of the corrosion resistance of magnesium and magnesium alloys
DE2048453C3 (en) Process for the production of refining and covering salts for light metals, in particular for magnesium alloys
DE121324C (en)
DE2200466C3 (en) Process for the extraction of aluminum metal from dross or used glass cloth filters
DE975293C (en) Process for the simultaneous production of sodium aluminum fluorides and silicon aluminum alloys