DE2337339A1 - Verfahren zur gewinnung von aluminiummetall - Google Patents

Verfahren zur gewinnung von aluminiummetall

Info

Publication number
DE2337339A1
DE2337339A1 DE19732337339 DE2337339A DE2337339A1 DE 2337339 A1 DE2337339 A1 DE 2337339A1 DE 19732337339 DE19732337339 DE 19732337339 DE 2337339 A DE2337339 A DE 2337339A DE 2337339 A1 DE2337339 A1 DE 2337339A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
aluminum
silicon
ore
kyanite
silicon alloy
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.)
Granted
Application number
DE19732337339
Other languages
English (en)
Other versions
DE2337339B2 (de
DE2337339C3 (de
Inventor
Walter Edward Foster
Frederick Wolff Frey
Marcelian Francis Gautreaux
Donald Oakley Hutchinson
John Helm Mccarthy
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.)
Ethyl Corp
Original Assignee
Ethyl 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 Ethyl Corp filed Critical Ethyl Corp
Publication of DE2337339A1 publication Critical patent/DE2337339A1/de
Publication of DE2337339B2 publication Critical patent/DE2337339B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2337339C3 publication Critical patent/DE2337339C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • C22B21/02Obtaining aluminium with reducing
    • 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
    • C22B21/0007Preliminary treatment of ores or scrap or any other metal source
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Description

DR. BERG D!PL.-IN3. STAPF
PATENT AN i/VÄLTn 8 MÜNCHEN 8O. MAUERKIRCHERSTR. 48 2337339
Pr. fcra OipUm. Stapf, 8 MOmfcwi 10, Momrlgrchwarog« 45 ·
Kr Sdtraibm Unser Zeich.» Dahini O 3 JULI 1973
Anwaltsakte 2k 028
Be/3eh
Ethyl Corporation
Richmond/OSA
"Verfahren zur Gewinnung von Aluminiummetall"
Die vorliegende Erfindung betrifft die Aluminiumextraktion und Reduktion und im besonderen ein Direkt-Reduktionsverfahr en zur Herstellung von Aluminium aus einem natürlichen oder rohen Aluminiumsilikaterz, wie Kyanit und Sillimanite
Aluminium wird häufig in technischem Umfang mittels dem
Oase 3707 -2-
409807/0795
zweiteiligen Bayer-Hallverfahren hergestellt. Nach diesem Verfahren wird Aluminiumoxid (AIpO^) aus dem Bauxiterz exträniert und das Aluminiumoxid dann in einem geschmolzenen Salzbad unter Bildung von geschmolzenem Aluminiurametall elektrolytisch reduziert. Dieses Verfahren war bisher sehr wirkungsvoll und wurde auch weitgehend verwendet. Es hat sich aber ungünstigerweise die Qualität des Bauxiterzes, das für das Bayer-Hall-Verfahren zur Verfügung steht, kontinuierlich so verringert, daß die derzeit zur Verfügung stehende Erzversorgung weniger Aluminiumoxid enthält, als dieses früher zur Verfügung stand. Es ist vorauszusehen, daß der durchschnittliche Aluminiumoxidgehalt in der Zukunft noch weiter absinken wird.
Es wurden bereits verschiedene andere Verfahren zur Gewinnung von Aluminium vorgeschlagen. Beispielsweise das Pedersen-Schmelz verfahr en, bei dem man Bauxit, Kalkstein, Koks und Eisenerz unter Bildung von Roh- bzw. Hasseleisen und Calciumaluminat-Schlacke, die 30 bis 50# Aluminiumoxid enthält, schmilzt. Die Schlacke wird mit Natriumcarbonatlösung ausgelaugt und Aluminiuraoxid-trihydrat ausgefällt und steht so zur Elektrolyse zur Verfügung.
Weiter wurden Untersuchungen angestellt, Bauxit durch Reduzierung mit Koks zu behandeln und dann mit gasförmigem AIuminiumtrichlorid umzusetzen, um ein gasförmiges Sub-chlorid zu bilden, das in einer getrennten Zone gekühlt wird, um das
-3-409807/0795
Gas in Aluminiumtrichlorid und metallisches Aluminium aufzuspalten. In einem anderen unmittelbaren Reduktionsverfahren wird Bauxit teilweise mit Kohle in einem elektrischen Ofen reduziert und dann mit Kohle unter Bildung eines Gemischs von Aluminium und Aluminiumcarbiden weiter reduziert. Ein anderes Verfahren sieht vor, die Rohmaterialien, die Aluminiumoxid enthalten, unter Bildung von Aluminiumtrichlorid zu chlorieren und das Aluminiumtrichlorid mit Mangan unter Bildung von Aluminium und Manganchlorid umzusetzen. Ein Verfahren für die Carbothermische Herstellung von Aluminium aus Aluminiumoxid ist in der U.S.-Patentschrift 3 607 221 beschrieben.
Das unmittelbare Schmelzen von Alurainium-Siliciumlegierungen aus Ton wurde ebenso untersucht. Ton hoher Reinheit wurde zur Verringerung der Verunreinigung der Legierung durch Eisen und Titan verwendet. Ein elektrischer Ofen wurde mit einem Kohlenstoff-Reduktionsmittel, das Koks, Holzkohle, Sägmehl, Destillat rückständiger Brennstoffe oder Gemische dieser Materialien sein kann,, verwendet. Bei Arbeitstemperaturen würde reines Aluminium verdampfen und sich mit den Kohlenstoffoxiden umsetzen. Dies wird durch die Gegenwart von Silicium verhindert, das mit dem Aluminium eine Legierung eingeht und die Menge der gebildeten Aluminiumdämpfe verringert. Weiterhin reagiert das Silicium vorzugsweise mit jedem Kohlenstoff, der in der Aluminiumsiliciumlegierung gelöst ist und vermeidet so die Bildung von Aluminiumcarbid, das bei den Aluminium-
-4-409807/0795
gewinnungsverfahren nicht reaktionsfähig sein würde.
Verfahren zur Gewinnung von Aluminium im technischen Umfang aus Aluminium-Siliciumlegierungen wurden ebenso untersucht. Bei diesen experimentiellen Verfahren wurde die Legierung mit einem geschmolzenen Metall, wie Zink, ausgelaugt, in dem sich das Aluminium löst und die Silicium- und anderen Verunreinigungen relativ unlöslich sind. Das Zink wird dann aus dem Aluminium destilliert. Bei dem Subhalogenidverfahren wird eine rohe Aluminiumlegierung mit AlCl-, bei etwa 10000C unter Bildung von AlCl behandelt. Die Reaktion wird durch Senken der Temperatur umgekehrt; reines Aluminium kondensiert und die AlCl-.-Dämpfe werden im Kreislauf geführt.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein vollständiges Verfahren zur Herstellung von Aluminium aus einem natürlichen oder Roherz, wie Kyanit, das in technischen Mengen zur Verfügung steht. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung, das Kyaniterz als Ausgangsmaterial verwendet, besteht darin, daß man:
1. Das geschürfte Kyaniterz zerkleinert und in einer geeigneten Vorrichtung auf eine Partikelgröße von etwa 600>um bis etwa 44>um und vorzugsweise auf geringere Größen als etwa 500yum oder Siebgrößen unter etwa 0,5 mm vermahlt.
2. Das gemahlene Kyaniterz unter Bildung eines Kyanidkonzentrats aufbereitet, wozu ein Kyanit-Quarz-Schwimmaufberei-
-5-409807/0795
tungsverfahren bevorzugt wird. Hierzu wird das gemahlene Kyaniterz zuerst einem Wasch- und Entschmutzungs- bzw. Entschlammungsverfahren unterworfen, durch das in erster Linie verschiedene Grlimmerarten entfernt werden. Das gemahlene Kyaniterz wird dann einer Kombination von magnetischer Abtrennungs- und Flotationsbehandlung und, wenn gewünscht, einer Rüttel- bzw. Stoßherdbehandlung unterworfen. Das Kyanit ist nicht magnetisch. In manchen Fällen wird dann das gemahlene Kyaniterz einer reduktiven Röstbehandlung und danach.einer magnetischen Abtrennungsbehandlung unterworfen, um rückständige Eisenteile zu entfernen. Die jeweils ausgewählte Aufbereitung wird sich mit der Erzart ändern.
3. Das Kyanitkonzentrat verdichtet man dann in Agglomerate. Briketts von etwa 25 χ 38 χ 19 mm bis etwa 51 x 51 χ 25 mm werden in einer geeigneten Brikettierungs- oder ähnlichen Vorrichtung gebildet, wobei sich die Verwendung geeigneter Bindemittel als besonders befriedigend herausgestellt hat. In manchen Fällen kann es wünschenswert sein, die Erz-Kohlenstoffpellets, Briketts oder anderen geeigneten Agglomerate zu verdichten.
4. Die Erzbriketts führt man dann einem elektrischen Licht-Bogenofen neben einer vorbestimmten Menge Kohlenstoff in Form von Kohle, Koks, Holzkohle und/oder Holzschnitzel zu, in der das Erz carbothermisch unter Bildung einer AIuminium-Siiciümlegierung reduziert wird. Der Kohlenstoff
-6-409807/0795
kann ebenso in Form von Preßkörpern mit dem Erz eingeführt werden. Zusätzlicher Kohlenstoff in geeigneter Form kann nach Bedarf zugeführt werden.
5. Die Aluminium-Siliciumlegierung zerkleinert man dann auf eine Partikelgröße von etwa 150 bis etwa 10/um. Ein Pulver mit einem Partikelgrößenmittel von etwa 100yum ist besonders erwünscht. Die Legierung kann gegossen und in die gewünschte Größe gemahlen, aus der Schmelze verblasen oder durch Wasserstrahl zerkleinert werden·
6. Die Partikel der Aluminium-Siliciumlegierung überführt man in ein geeignetes Reaktionsgefäß und behandelt sie mit Propylen und Wasserstoff und einem Natriumkatalysator bei gewünschten Temperaturen und Drücken unter Bildung von Tripropylaluminium (TNPA) und Dipropy!aluminiumhydrid (DPAH). Etwas TNPA kann man zur Einleitung der Hydroaluminierungsreaktion verwenden.
7. Das TNPA und DPAH unterwirft man der Pyrolyse oder bringt es in einem inerten Verdünnungsmittel, wie einem Kohlenwasserstofföl, in einem geeigneten Reaktionsgefäß zum Zerfall unter Bildung von Aluminiumpulver, Propylen und Wasserstoff. Bei der Pyrolyse wird etwas Propan gebildet und der größte Teil dieses Propane läßt man ab und gewinnt es. Den im Kreislauf geführten Gasstrom verdichtet man zur Rückführung zu dem Hy droaluminie rungs re akt ions gefäß und -Propan trennt man während der Verdichtung ab. Propylen
-7-409807/0795
und Y/aasers toff, die aus dem Verfahren nach ihrer Umsetzung ausgespült werden, führt man wieder dem Hydroaluminierungsreaktionsgefäß zu.
ö. Das Aluminiumpulver filtriert man und wäscht es mit einem leichten Kohlenwasserstoff oder Öl, wie Hexan, und trocknet und verdichtet es dann in die gewünschte Form. Das Verdünnungsöl trennt man von der Waschlauge ab und führt es vorzugsweise im Kreislauf der Zerfallstufe zu. Das Verfahren kann hier auch als beendet angesehen werden.
9. Die Aluminiumpulver-Presslinge schmilzt man dann und behandelt sie mit Chlorgas oder Metallchloriden und -fluoriden als Flußmittel und gießt sie in Blöcke, Massel oder andere gewünschte Formen. Ein Flußmittel, das Natriumchlorid, Kaliumchlorid und Cryolit enthält, ist besonders nützlich, wobei man jedoch auch andere geeignete Flußmittel verwenden kann. Bei der Behandlung mit gasförmigem Flußmittel perlt man Chlorgas in das geschmolzene Metall. Vorzugsweise verwendet man einen inerten Gasträger, wie Stickstoff. Ein besonders bevorzugtes Flußmittelgas ist Cnlor plus Kohlenmonoxid und Stickstoff.
10.In der bevorzugten Form des Verfahrens erhitzt man den Siliciumrückstand, den man von dem Hydroaluminierungsprodukt abfiltriert hat, in einem geeigneten Ofen mit Calciumoxid, Siliciumdioxid und, soweit erforderlich, zusätzlichem Eisen unter Bildung einer Ferro-Siliciumlegie-
-8-409807/0795
rung rait einem gewünschten Silicium-Eisenverhältnis. Die Legierung trennt man von der Schlacke ab und gießt sie in Schalen oder Kokillen, Blöcke, Massel oder andere gewünschte Formen.
In der begleitenden Zeichnung ist in einem Ablaufdiagramm das vollständige Verfahren zur Herstellung von reinem Aluminium und der Ferro-Siliciumlegierung erläutert.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung führt man das geschürfte Kyanitroherz, das im Durchschnitt, auf das Gewicht bezogen, etwa 25 bis 30$ Kyanit, 45$ Quarz, 15$ Pyrit (einschließlich 1,5$ Fe2CK) und 10$ Glimmer (einschließlich 0,5$ TiOp) enthält, einem geeigneten Brecher, wie einem Backenbrecher zu, wo das Roherz auf eine kleinere Größe als etwa -10 cm zerkleinert wird. Das zerkleinerte Erz führt man dann einem zweiten Brecher und dann einer Stabmühle mit offenem Kreislauf zu. Eine Stabmühle mit geschlossenem Kreislauf verwendet man, um das Erz auf seine Endgröße, eine geringere Siebgröße als 0,5 mm zu zerkleinern.
Das zerkleinerte Erz bereitet man dann über Flotationskreisläufe zur Entfernung der verschiedenen Glimmer und Pyritarten und des Quarzsandes auf. Die Eisenoxide reduziert man in einem Drehofen und trennt sie von dem Kyanitkonzentrat mit hoch intensiv arbeitenden Magneten ab. Granat entfernt man ebenso während der magnetischen Abtrennung. Das bei dem Auf bereitungs verfahr en verwendete Y/asser wird im Kreislauf
409807/0795 ~9"
geführt,
Durch das Aufbereitungsverfahren gewinnt man etwa 90$ des Kyanits. Die Zusammensetzung des Konzentrats beträgt gewöhnlich, auf das Gewicht bezogen, etwa 59$ AIpO,, 39,8$ SiO2, 0,5$ Pe2O, und 0,7$ TiO2.
Nach der Herstellung des Kyanitkonzentrats brikettiert man dieses dann zur Bildung einer geeigneten Ofenbeschickung. Die Agglomerierung des fein vermahlenen Kyanit ist für ein gutes Ofenarbeitsverfahren notwendig. In einer bevorzugten Form des Verfahrens führt man Rauch von einem lichtbogenofen im Kreislauf dem Brikettierungsverfahren zu, wo man ihn als Bindemittel verwendet und führt ihn dann wieder dem Lichtbogenofen zu. Die Schlacke von dem Ofen führt man ebenso bei dem Brikettierungsverfahren im Kreislauf. Reduzierende Mittel mischt man mit dem Erz und der Schlacke vor der Brikettierung. Hierzu verwendet man Koks und Kohlenstaub. Die in den Reduzierungsmitteln fixierte Kohle sollte etwa 90 bis 110$ des theoretisch zur Reduzierung des Erzes erforderlichen Kohlenstoffs und vorzugsweise 95 bis 105$ zuführen.
Die Briketts oder Pellets des Kyanitkonzentrats überführt man dann in einen lichtbogenofen zur Reduktion einer AIuminium-Siliciumlegierung. Die Aluminium-Siliciumlegierung wird von dem Ofen abgestochen und in geeignete Formen ge-
-10-
409807/07 9 5
gössen·
Die gegossene Legrerung zerkleinert man dann auf eine für die Hydroaluminierung geeignete Größe. Die großen Gießlinge kann man unmittelbar einem großen Brecher oder einer Schlagmühle zuführen, wo sie auf kleinere Klumpen als 15 cm zerkleinert werden oder sie können durch einen Betonbrecher, Aufreißhammer oder eine andere geeignete Vorrichtung in Klumpen oder Stücke von etwa 15 cm Größe gebrochen werden. Die kleineren Stücke der Legierung führt man dann weiteren Zerkleinerungsvorrichtungen der üblichen Art zu, bis sie auf Partikel von etwa 6,3 mm verringert sind. Zuletzt führt man die kleinen Partikel der zerkleinerten Legierung einer Kugelmühle zu und verringert sie weiter auf eine geringere Größe als etwa 0,15 mm (-100 mesh). Die gemahlene Legierung führt man dann einem Hydroaluminierungsreaktionsgefäß zur weiteren Verarbeitung zu. Es ist darauf zu achten, daß während dem Mahlverfahren der Sauerstoffzutritt bzw. die Säuerst off auf nähme verringert wird, sodaß das Alurainiummetall nicht zu Al2O, oxidiert.
Ein Tripropylaluminiura (TNPA)-Hydroaluminierungsverfahren verwendet man zur Abtrennung des Aluminiums von dem Silicium in der Legierung. Die Hydroaluminierung führt man in einem kontinuierlichen Verfahren durch, bei dem man Wasserstoff und Propylen und etwa TNPA und einen geeigneten Katalysator, zum-Beispiel Natrium, kontinuierlich in ein Hydroaluminie-
-11-409807/0795
rungsreaktionsgefäß zusammen mit einem Strom der Legierung einführt, um Tripropylaluminium (TNPA) und Dipropy!aluminiumhydrid (DNPAH) zu bilden. Nach einer geeigneten Verweilzeit im Reaktions ge faß filtriert oder zentrifugiert man das TNPA- und DNPAH-Produkt und führt es einem Pyrolysen- oder Zerfallreaktor zu. In einer bevorzugten Hydroaluminierungsstufe werden mehrere Reaktionsgefäße verwendet, wobei man die Legierung dem ersten oder den beiden ersten in einer gesteuerten Geschwindigkeit unter gesteuerten Bedingungen zuführt. Das sowohl in der Pyrolysenstufe als auch während dem Hydroaluminierungsverfahren gebildete Propen wird abgelassen und als Brennstoff verwendet. Die Ausbeute an freiem Aluminium in der Legierung überschreitet 90#. Vorzugsweise entfernt man den Siliciumrückstand von der Hydroalurainierungsreaktion von dem TNPA über eine geeignete Filtrierung, zum Beispiel einen horizontalen Lappenfilter und überführt ihn zu einem Ofen zur Herstellung der Ferro-Siliciumlegierung.
Die Pyrolyse oder den Abbau des TNPA-DNPAH-Gemischs führt man in einer Reihe von Reaktionsgefäßen in einem inerten Kohlenwasserstoff medium durch. Wasserstoff und Olefin (Propylen), sowie das als Nebenprodukt gebildete Paraffin (Propan) führt man dem Hydroaluminierungsreaktionsgefäß zu. Die Propylenausbeute überschreitet 90^t. Der größte Teil des gebildeten Propans läßt man ab und gewinnt es. Den im Kreislauf geführten Gasstrom verdichtet man im Rücklauf zu dem Hydro— aluminierungsreaktionsgefäß und Propan trennt man während
-12-
409807/0795 '
. 12 „ 2337333
der Verdichtung ab.
Das Aluminium wird in Pulverform in der Ölschlämme gebildet. Das Aluminium-Ölgemisch filtriert man, wobei das Aluminium daraus abgetrennt wird, wäscht ee mit Hexan und trocknet. Das öl oder der inerte Kohlenwasserstoff und das Alkylsumpfgemisch führt man im Kreislauf dem Pyrolysenreaktionsgefäß zu, nachdem man das Hexan-Öl-Ally lgemisch einer Schmellverdampfung zugeführt hat. Im wesentlichen wird das gesamte Hexan gewonnen.
Das Hexan-naße Aluminiumpulver trocknet man in irgendeiner geeigneten Weise, zum Beispiel in Dampf-Rohrtrocknern. Die verdampften flüssigen Bestandteile kondensiert man und führt sie im Kreislauf wieder dem Waschgewinnungsverfahren zu. Während den Wasch- und Trocknungsverfahren verringert man die Säuerstoffaufnähme der frischen Aluminiumoberfläche.
Das trockene Aluminiumpulver brikettiert man und führt es einem geeigneten Schmelzofen zu. Die Verwendung eines FlußmittelB ist wünschenswert und eine Flußmittelzubereitung von 60^ Natriumchlorid und 40$ Cryolit, bezogen auf das Gewicht, liefert ausgezeichnete Ergebnisse. Man kann auch ein gasförmiges Flußmittel, wie Chlor, oder irgend ein anderes geeignetes Flußmittel verwenden. Das geschmolzene reine Aluminium von dem Schmelzofen gießt man in geeignete Barren. Eine Barrengießmaschine mit unmittelbarer Kühlung ist vor-
-13-
A09807/0795
zuziehen, wobei jedoch auch andere Grießvorrichtungen verwendet werden können. -
In dem "bevorzugten Verfahren dieser Erfindung wird ebenso eine Ferro-Siliciumlegierung als Endprodukt hergestellt. Das von dem Filtrieren oder Zentrifugieren des TNPA zurückgebliebene Siliciumpulver mischt man mit Eisen, normalerweise in Form von Stahlspänen, Quarz und Kalkstein und führt es einem Schlacken-resistenten Ofen oder einem anderen geeigneten Ofen unter Bildung einer Ferro-Siliciumlegierüng zu· Die geschmolzene Ferro-Siliciumlegierung wird aus dem Ofen periodisch abgestochen und in geeignete Behälter zur weiteren Bearbeitung nach Wunsch gegossen. Die in dem Ferro-Silciumofen gebildete Schlacke wird ebenso gegossen und danach in kleinere Partikel als etwa 2,5 cm gebrochen. Die gebrochene und gemahlene Schlacke wird vorzugsweise im Kreislauf der Kyanitbrikettierungsanlage wieder zugeführt, kann aber auch, wenn gewünscht, entfernt werden.
Die Hydroaluminierungsreaktion zur Herstellung von Aluminiumalkylen ist als solche exotherm und manche der gleichzeitigen Reaktionen laufen mit einer schnelleren Geschwindigkeit als andere ab. Durch die Reaktion werden ebenso Paraffine gebildet. Beim Arbeiten im technischen Umfang ist es notwendig, daß die Reaktionsgeschwindigkeit ausreichend schnell ist, um die Größe der erforderlichen Vorrichtung so klein wie möglich zu halten und die Paraffinbildung zu verringern.
-14-A0 9807/0795
-H-
Einige Aluininiumalkyle zerfallen vollständig während der Pyrolyse, während dies bei anderen nicht erfolgt. Einige ' bilden beträchtlich größere Carbidmengeri als andere und einige liefern größere Mengen an unerwünschten Olefin- und Paraffin-Nebenprodukten.
Vergleicht man TNPA mit Triäthylaluminiura (TÄA), so verläuft die Hydroaluminierung mit TÄA schneller und es werden weniger Paraffine gebildet. TÄA zerfällt aber nicht vollständig, bildet mehr Carbide und während dem Abbau oder der Pyrolyse wesentliche Mengen an Butenen.
Vergleicht man TNPA mit Triisobutylalurainium (TIBA), so ist die Geschwindigkeit der Hydroaluminierungsreaktion und die Paraffinbildung auf Molarbasis etwa dieselbe. Da jedoch das Molekulargewicht von TIBA größer als von TNPA ist, werden mehr kg Paraffin pro kg Aluminium gebildet. Die Olefinverluste sind mit TIBA höher als mit TNPA. Obgleich TIBA ziemlich vollständig zerfällt, ist die Carbidbildung etwas grosser rait TIBA, als wenn man TNPA verwendet.
Aus den vorausgehenden Erwägungen ist TNPA gegenüber TÄA und TIBA das bevorzugte Zwischenprodukt bei dem hier beschriebenen Aluminiumverfahren.
Diese Erfindung ist besonders geeignet, Aluminiumsilikaterze zu verwenden, die wesentliche Kengen an Aluminium und Silicium enthalten. Aus wirtschaftlichen Erwägungen sollte das .
-15-409807/0795
Roherz wenigstens 2OJC eines Minerals der Si 11 iman it -Gruppe enthalten. Kyanit, SilÜmanit und Andalusit sind die Hauptmineralien der Erze bzw. Mineralien der Sillimanit-Gruppe. Aus Vereinfachungsgründen und für die hier gegebenen Zwecke wird ein Kyaniterz als irgendein Aluminiumsilikaterz definiert, das 20 % oder mehr eines Minerals mit gleichen Teilen Al2O, und SiO2 enthält. Unter manchen Umständen kann ein Roherz, das einen so geringen Gehalt wie 15 % der gewünschten Mineralien enthält, geeignet sein. Ein Kyanitkonzentrat wird als ein Kyaniterz definiert, das unter Entfernung wesentlicher Mengen an Verunreinigungen oder anderen Materialien als Kyanit aufbereitet wurde.
Die vorausgehende Beschreibung der Erfindung dient ausschließlich der Erläuterung und es ist darauf hinzuweisen, daß verschiedene änderungen in den Einzelheiten des Verfahrens vorgenommen werden kttnnen, ohne von dem Erfindungsredanken abzuweichen.
-Patentansprüche-
- 16 -
409807/079 5"

Claims (4)

Patentansprüche :
1. Verfahren zur Gewinnung von Aluminiummetall aus Aluminiummineralien dadurch gekennzeichnet, daß man
(a) ein rohes Kyaniterz zu einem partikelfö'rmigen Kyanitkonzentrat aufbereitet,
(b) das partikelförmige Kyanitkonzentrat in Erzpresslinge einer vorbestimmten Größe und Form agglomeriert,
(c) die Erzpresslinge in einem Lichtbogenofen unter Bildung einer Aluminium-Siliciumlegierung und eines Rauchabstroms carbothermisch reduziert,
(d) die Aluminium-Siliciumlegierung auf eine vorbestimmte Partikelgröße verkleinert,
(e) die partikelförmige Aluminium-Siliciumlegierung unter Verwendung von Propylen, Wasserstoff und einem Natriumkatalysator unter Bildung von Tripropylaluminium und Dipropy!aluminiumhydrid und eines Siliciumrückstandes hydroaluminiert (Hydrieraluminierung),
(f) das Gemisch von Tripropylaluminium und Dipropylaluminiumhydrid in einem inerten Verdünnungsmittel unter Bildung von Aluminiumpulver, Propylen und Wasserstoff pyrolysiert und
409807/0795
(g) das Aluminiumpulver filtriert, wäscht und trocknet unter Bildung eines im wesentlichen reinen Aluminiumpulvers.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet ι daß man das Aluminiumpulver aus der Stufe (g) in die gewünschten Formen verdichtet und die Formen in Gegenwart eines Flußmittels schmilzt und das geschmolzene Aluminium in feste Körper gießt.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet , daß man den Siliciumrest aus der Hydroalurainierung der Stufe (e) in einem Ofen mit Calciumoxid, Siliciumdioxid und Eisen, soweit erforderlich, unter Bildung einer Ferro-Siliciumlegierung mit einem gewünschten Verhältnis Silicium zu Eisen und einer Schlackenmenge erhitzt und die Ferro—Siliciumlegierung dann von der Schlacke abtrennt und in eine gewünschte Form gießt.
4. Verfahren gemäß Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet , daß man die aus dem Ferro-Siliciumofen gebildete Schlacke auf eine gewünschte Partikelgröße zerkleinert und im Kreislauf der Agglomerierungsstufe (b) von Anspruch 1 wieder zuführt.
409807/0795
Leerseite
DE2337339A 1972-08-02 1973-07-23 Verfahren zur Herstellung von Aluminium durch carbothermische Reduktion von Kyanit Expired DE2337339C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05277383 US3860415A (en) 1972-08-02 1972-08-02 Process for preparing aluminum

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2337339A1 true DE2337339A1 (de) 1974-02-14
DE2337339B2 DE2337339B2 (de) 1975-05-22
DE2337339C3 DE2337339C3 (de) 1976-01-08

Family

ID=23060622

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2337339A Expired DE2337339C3 (de) 1972-08-02 1973-07-23 Verfahren zur Herstellung von Aluminium durch carbothermische Reduktion von Kyanit

Country Status (10)

Country Link
US (1) US3860415A (de)
JP (1) JPS4953514A (de)
AU (1) AU477098B2 (de)
CA (1) CA985911A (de)
CH (1) CH594737A5 (de)
DE (1) DE2337339C3 (de)
FR (1) FR2194790B1 (de)
GB (1) GB1415475A (de)
NO (1) NO136542C (de)
SE (1) SE404032B (de)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4303204A (en) * 1976-10-28 1981-12-01 Reynolds Metals Company Upgrading of bauxites, bauxitic clays, and aluminum mineral bearing clays
DE2801274B1 (de) * 1978-01-13 1978-08-31 Vaw Ver Aluminium Werke Ag Verfahren zur Herstellung stabiler Pellets fuer den Saeureaufschluss von aluminiumsilikathaltigen Erzen
JPS591777B2 (ja) * 1980-04-22 1984-01-13 三井アルミニウム工業株式会社 アルミニウムの還元製錬法
SE450583B (sv) * 1982-10-22 1987-07-06 Skf Steel Eng Ab Sett att framstella aluminium-kisel-legeringar
SE515128C2 (sv) * 1997-06-03 2001-06-11 Kanthal Ab Förfarande för värmebehandling jämte en ugnsbottenkonstruktion för högtemperaturugnar
CN101775493B (zh) * 2010-01-08 2012-07-04 甘肃紫鑫矿业煤化工有限公司 用红柱石原矿为原料直接还原制备硅钡铝钙钛多元合金的方法
CN104513902A (zh) * 2013-09-30 2015-04-15 林州市林丰铝电有限责任公司 一种铝渣回收方法
CN103695656A (zh) * 2013-12-04 2014-04-02 台澳铝业(台山)有限公司 一种铝灰回收利用方法
CN106077682B (zh) * 2016-07-29 2018-02-16 刘冠华 一种浓缩高纯活性铝粉的装置及方法
CN111167831B (zh) * 2020-01-03 2023-01-17 武翠莲 一种催化分解含铝硅酸盐的方法
US11739395B1 (en) * 2022-05-05 2023-08-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Embrittled aluminum alloys for powder manufacturing

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US602976A (en) * 1898-04-26 Guillaume de chalmot
US2755178A (en) * 1952-07-30 1956-07-17 Robert T C Rasmussen Electric smelting process for production of silicon-aluminum alloys
US2757077A (en) * 1953-06-12 1956-07-31 Crucible Steel Co America Method of recovering metallic values from ores containing iron and nickel
US3155493A (en) * 1960-08-12 1964-11-03 Sumitomo Chemical Co Method for manufacturing high purity aluminum
US3112179A (en) * 1960-11-30 1963-11-26 Gen Aniline & Film Corp Preparation of iron and nickel carbonyls
FR1309217A (fr) * 1961-08-09 1962-11-16 Sumitomo Chemical Co Procédé de préparation d'aluminium de grande pureté
FR1409564A (fr) * 1963-08-30 1965-08-27 Sumitomo Chemical Co Procédé de fabrication des composés d'alcoylaluminium
FR1390445A (fr) * 1964-01-24 1965-02-26 Sumitomo Chemical Co Procédé pour la fabrication de l'aluminium
US3535108A (en) * 1969-09-22 1970-10-20 Ethyl Corp Process for producing aluminum

Also Published As

Publication number Publication date
GB1415475A (en) 1975-11-26
FR2194790A1 (de) 1974-03-01
US3860415A (en) 1975-01-14
DE2337339B2 (de) 1975-05-22
SE404032B (sv) 1978-09-18
AU477098B2 (en) 1976-10-14
JPS4953514A (de) 1974-05-24
CA985911A (en) 1976-03-23
FR2194790B1 (de) 1977-05-13
DE2337339C3 (de) 1976-01-08
NO136542B (de) 1977-06-13
CH594737A5 (de) 1978-01-31
AU5874373A (en) 1975-02-06
NO136542C (no) 1977-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2307237C3 (de) Verfahren zur Behandlung von Stahlschlacken
DE1027881B (de) Verfahren zur Herstellung von Titan
DE2337339A1 (de) Verfahren zur gewinnung von aluminiummetall
DE2731521A1 (de) Verfahren zur herstellung von ferromolybdaenlegierungen
EP2843063B1 (de) Verfahren zur Aufbereitung von Stahlwerkschlacken sowie hydraulisches mineralisches Bindemittel
JPS6034596B2 (ja) アルミナ担体上の金属性触媒の廃棄物を含む出発材料から研摩材料を製造する方法
DE2821353A1 (de) Flussmittel zum sekundaeren verhuetten von aluminium
DE3822616A1 (de) Entfernung von lithiumnitrid aus lithiummetall
US3954443A (en) Aluminum process
DE1076131B (de) Verfahren zur Herstellung von Organohalogensilanen
DE60011227T2 (de) Karbothermische herstellung von aluminium unter verwendung von aluminium-schrott als kühlmittel
US3860416A (en) Modified aluminum process
DE2240770B2 (de) Verfahren zur raffination von nickelstein
US4432803A (en) Iron oxide paint pigment precursor
DE2303668C3 (de) Zubereitungen zur Behandlung von geschmolzenem Stahl
DE19918766C2 (de) Verfahren zur Entfernung von Verunreinigungen aus Schmelzen von Metallen oder Legierungen
EP3847131B1 (de) Verfahren zur raffination von rohsilicium-schmelzen mittels eines partikulären mediators
EP0060826B1 (de) Verfahren zur Rückgewinnung von Schwermetallen
DE3109318A1 (de) Verfahren zur durch kohlenstoffreduktion erfolgenden herstellung von metallisch
DE135553C (de)
EP0693563B1 (de) Verfahren zur Aufarbeitung von aus der Magnesiumherstellung anfallenden Schlacken oder Krätzen
US1719131A (en) Aluminous materials and process of preparing the same
EP3962860A1 (de) Verfahren zur raffination von rohsilicium-schmelzen mittels eines partikulären mediators
DE2200466C3 (de) Verfahren zur Gewinnung von Aluminiummetall aus Krätze oder gebrauchten Glastuchfiltern
SU947209A1 (ru) Способ обезмеживани шлаков свинцовой шахтной плавки

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
EHJ Ceased/non-payment of the annual fee