DE2024302B2

DE2024302B2 - Raffination von schrotten

Info

Publication number: DE2024302B2
Application number: DE19702024302
Authority: DE
Inventors: Gerhard vor der Dipl Ing Fricke Horst Dipl Ing 5990 Alte Crone
Original assignee: Vereinigte Deutsche Metallwerke AG
Current assignee: Vereinigte Deutsche Metallwerke AG
Priority date: 1970-05-19
Filing date: 1970-05-19
Publication date: 1971-08-26
Also published as: NO126532B; US3762911A; BE766017A; DE2024302A1; NL7106638A; GB1289265A; FR2090120A1

Claims

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Raffination von z. B. 50 °/o ausgehend, sehr schnell eine weitgehende

von Schrotten aus hochschmelzenden Metallen und Entfernung möglich.

Legierungen, insbesondere aus Kupfer und Nickel, die Das Verfahren erfährt noch eine Verbesserung,

durch anhaftendes Lötmaterial mit vor allem Blei-, wenn man während der Behandlung unter Vakuum

Zinn- und Zinkanteilen verunreinigt sind. 5 stets ein gewisses Sauerstoffangebot aufrechterhält.

Bei verschiedenen Metallen, wie z.B. Kupfer und Das kann entweder durch Erhitzen des Schrottes an

Nickel und deren Legierungen, aber auch bei hoch- Luft, durch Zugabe von Oxiden des Grundmetalls

legierten Stählen zwingt die Rohstofflage zu einer oder durch Einblasen von Luft oder Sauerstoff während

möglichst weitgehenden Aufarbeitung von Schrotten. der Vakuumbehandlung erfolgen. Die Oxide der Ver-

Diese Aufarbeitung erfolgt je nach dem Grad und der io unreinigungen haben zum Teil weit niedrigere Siede-

Art der Verunreinigung entweder durch Verhüttung punkte als die Metalle selbst, so daß die Entfernung

oder Raffination im Schmelzfluß. Für das letztge- der Verunreinigungen in Form von Oxiden noch

nannte Verfahren wirken sich Verunreinigungen durch rascher abläuft. Auch hierbei gilt, daß die Oxydation

Lötmaterial mit Anteilen von Blei, Zinn, Arsen u. a. der Verunreingungen wesentlich vollständiger und

besonders nachteilig auf das Verhalten bei der Weiter- 15 verlustfreier gelingt als beim Vakuumraffinieren mit

verarbeitung von daraus erschmolzenen Blöcken aus. schmelzflüssigem Grundmetall. Die Oxydation bei

Zur Entfernung dieser Bestandteile sind drei grund- Drücken und Temperaturen, bei denen nur das Löt-

sätzlich unterschiedliche Verfahren bekannt, sieht man material flüssig ist, hat überdies den Vorteil, daß das

einmal von dem sehr lohnintensiven Aussortieren der Grundmaterial nur unwesentlich oxydiert. Dadurch

Schrotte ab. Ein erster Vorschlag läuft darauf hinaus, 20 werden sonstunvermeidbareOxydationsverlustenahezu

Schrotte so weit zu erhitzen, daß das anhaftende Lot- ausgeschlossen.

material schmilzt und abtropft. Dieses Verfahren und Das Verfahren sei an Hand der folgenden Ausfüh-

auch dessen Variation mit mechanischem Schütteln des rungsbeispiele näher erläutert:

Einsatzes führt jedoch deswegen nicht, zum Ziel, da es . . I sich nicht vermeiden läßt, daß sich das ablaufende 25 Beispiel!
Lötmaterial in Taschen sammelt und schließlich beim Blech- und Rohrabschnitte aus Kupfer-Nickel-Einschmelzen des Schrottes weiterhin als Verunreini- Legierungen mit 15 bis 25 % Nickel, Rest Kupfer und gung vorliegt, insbesondere auch bei pakettierten gewissen unvermeidbaren Beimengungen im Grund-Schrotten. material liegen als Schrott mit Verunreinigungen

Ein anderes Verfahren, das speziell für das Ent- 30 durch Lötmaterial vor. Dieser Schrott wird in einen

zinnen von Weißblechabfällen entwickelt worden ist, keramisch ausgekleideten Korb eingebracht und in

sieht eine Behandlung des Schrottes mit Chlorgas vor, einen zu evakuierenden Heizstand eingesetzt. Nach

wobei leichtflüchtiges SnCl₄ entsteht. Dieses Verfahren Erreichen einer Temperatur von 1000 bis 1200° C

ist jedoch wegen der Aggressivität des Chlorgases und wird die Schrottvorwärmungsanlage auf 10-¹ToW

seiner Giftigkeit nicht ungefährlich. 35 evakuiert.

Schließlich ist auch die Raffination verunreinigter Die erfindungsgemäße Behandlung dauerte bei

Metallschmelzen unter Vakuum in verschiedener Form einem Einsatz von 5000 kp einschließlich Aufheizen

bekanntgeworden. Zur Entfernung von Blei sind dabei 2 Stunden. Danach konnte der Schrott entnommen

jedoch sehr lange Behandlungszeiten erforderlich, werden. Ein derartig behandelter Schrott enthielt beim

wobei häufig nicht einmal die geforderten Reinheits- 4° anschließenden Einschmelzen nur noch 0,06% Pb+Sn,

grade erreicht werden. Zinn ist nach diesem Verfahren während gleichartiger Schrott ohne diese Behandlung

im allgemeinen nur in geringem Maße zu entfernen. 1 % Pb + Sn aufweist.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß man ...

alle vorerwähnten Nachteile überwindet, wenn man .Beispiel

die Schrotte erfindungsgemäß unter Vakuum so weit 45 Ein zuvor leicht verzundertes Schrottgemisch aus jj

erhitzt, daß nur die Anhaftungen aufschmelzen und verschiedenen CuNi-Legierungen mit Verunreinigun-

verdampfen. gen aus Lötmaterial wurde in einem Vakuum-Induk-

Eine weitere Ausbildung des erfindungsgemäßen tionsof en eingesetzt. Die Gesamtcharge betrug 500 kp.

Verfahrens besteht darin, daß die Anhaftungen oxy- Die Charge wurde auf 1000° C gebracht, wobei gleich-

diert werden, was bei den genannten Verunreinigun- 5° zeitig der Druck auf 10~^a bis 10~³Torr abgesenkt

gen (Pb, Sn, As) ein leichteres Verdampfen ermöglicht. wurde. Nach 12 Minuten war der Schrott so weit von

Der Erfolg des vorgeschlagenen Verfahrens läßt sich den schädlichen Verunreinigungen befreit, daß er

etwa folgendermaßen erklären. Lötmetall enthält eingeschmolzen werden konnte und die Schmelze

zwischen 20 und 70 % Pb und Sn. Werden mit anhaften- lediglich noch bezüglich der Hauptbestandteile ent-

dem Lötmaterial verunreinigte Schrotte eingeschmol- 55 sprechend aufzulegieren war und einwandfrei ver-

zen, so liegt der Anteil der genannten Verunreinigun- arbeitbare Blöcke ergab. Bei Einsatz eines ähnlichen

gen meist unter 1 %, bezogen auf die gesamte Schmelze. Schrottes war der Gehalt an Pb in der Schmelze erst

Diese Unterschiede in der Konzentration sind im nach 3,5stündiger Vakuumbehandlung auf einen für

Hinblick auf die Dampfdrücke der zu entfernenden die Weiterverarbeitung zulässigen Wert gesenkt.
Metalle bei einer Vakuumbehandlung von weit größe- 6°
rer Bedeutung als beispielsweise die Temperatur. Der

Dampfdruck von reinem Blei (= 100%) liegt bei Patentansprüche:
1450° C bei 120 Torr, während er bei gleicher Temperatur und einer Verdünnung von 0,12 % nur bei 1. Verfahren zur Raffination von Schrotten aus 4 · 10~"^aTorr liegt. Die entsprechenden Werte für 65 hochschmelzenden Legierungen, insbesondere aus 1600° C liegen bei 410 Torr bzw. 1,5 ■ ΙΟ"¹. Wird nun Kupfer und Nickel, die durch anhaftende Bestandeine Behandlung gemäß der Erfindung vorgenommen, teile aus Lötlegierungen mit insbesondere Blei-, dann ist von einer Konzentration des Lötmaterials, Zinn- und Zinkgehalten verunreinigt sind, da-

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durch gekennzeichnet, daß die Schrotte 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

unter Vakuum so weit erhitzt werden, daß nur die gekennzeichnet, daß die Raffination in einem

Anhaftungen aufschmelzen und verdampfen. Vakuumschmelzofen erfolgt und daß der Schrott

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ohne Zwischenabkühlung im Anschluß an die

zeichnet, daß die Anhaftungen oxydiert werden. 5 Raffination sofort eingeschmolzen wird.