DE2543340C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Reinigung eines untereutektische Verunreinigungen enthaltenden Metalles, bei dem eine Säule aus einer Aufschlämmung von Metallkristallen in flüssigem Metall erzeugt wird und dieser Säule das zu reinigende Metall zugeführt wird, eine solche Zone auf einer relativ tieferen Temperatur gehalten wird, bei der flüssiges und kristallines Metall nebeneinander bestehen, und in dieser kälteren Säulenzone eine zusammenhängende Metallkristallmasse erzeugt wird, eine weitere Säulenzone auf einer relativ höheren Temperatur gehalten wird, bei welcher die Metallkristalle schmelzen und das gereinigte, flüssige Metall aus dieser heißeren Säulenzone abgezogen wird und der Transport der Metallkristalle aus der kälteren in die heißere Säulenzone durch mechanische Einwirkung unterstützt wird.

Der Stand der Technik (US-PS 25 40 997, 25 40 083, McKay et al in "Chemical Engineering Progress 62, 104-112 (1966) und a. a. o.) zeigt die Anwendung einer Rückflußaufbereitung für die Reinigung niedrig schmelzender organischer Substanzen, wobei eine Schlemme der kristallinen Substanz, die durch Vorkühlen der flüssigen Substanz hergestellt wird, oben oder in die Mitte eines Turms eingespeist wird, der unten erwärmt wird und bei dem ein Abzug der gereinigten flüssigen Substanz unten aus der Säule und eine Rückleitung der mit Verunreinigungen angereicherten Flüssigkeit nach oben zur Säule vorgesehen ist.

Ein solches Verfahren ist nicht direkt für die Reinigung von Metallen oder anderen relativ hoch schmelzenden Stoffen anwendbar, und aus der australischen Patentanmeldung No. 48570/ 72 ist eine Lösung dieses Problems bekannt. Dort ist ein Verfahren zum Aufbereiten von Metallen, organischen Verbindungen und anderen Stoffen vorgesehen, bei dem eine Säule der flüssigen Substanz oben gekühlt wird, um Kristalle der Substanz entstehen zu lassen, und diese Kristalle läßt man durch einen Temperaturgradienten nach unten zur Säule fallen, wo sie durch Erwärmen in Flüssigkeit umgewandelt werden. Ein Teil der entstehenden Flüssigkeit wird als Endprodukt akzeptiert, während der Rest (Rückfluß) nach oben durch die abwärtswandernden Kristalle verlagert wurde, um damit die darin vorhandenen Verunreinigungen in die Rückflußflüssigkeit gelangen zu lassen, und um auch durch eine Waschwirkung die Verunreinigungen zu verlagern und zu absorbieren, die den Kristallen durch Einschluß und Anhaftung zugeordnet sind. Ein solches Verfahren, das als "Rückflußaufbereitung" bezeichnet wird, hat drei Hauptkriterien, die für einen zufriedenstellenden Betrieb erfüllt werden müssen: Erstens entstehen die Kristalle in der kalten Region und werden zur heißen Region transportiert, wo fast der gesamte Wärmezugang zur Säule eingespeist wird. Zum zweiten entsteht ein größeres Gewicht an Kristallen als das der zugeführten Zugabe, damit mit einem Flüssigkeitsrückfluß gearbeitet werden kann; das Ausmaß des Rückflusses ist gleich dem Gewicht der hergestellten Kristalle abzüglich der Menge an reinem Produkt, das aus der heißen Region entnommen wird. Zum dritten muß die Zusammensetzung der aufzubereitenden Legierung hypoeutetiktisch in bezug auf das reine Metall sein, das man haben will.

Eine weitere notwendige Bedingung für eine erfolgliche Rückflußaufbereitung ist die, daß die Säule voll einer Kristallschlemme zu allen Zeiten während des Betriebs gehalten werden muß.

In der erwähnten Patentanmeldung sind spezielle Verfahren zur Herstellung der Kristalle beschrieben worden, und dabei wurde das flüssige Medium durch Kontakt mit abgekühltem Fluid oder mit einer gekühlten Fläche eines starren Körpers abgekühlt, an dem die Kristalle nicht anhaften. In jedem Fall war die kontinuierliche Herstellung der Kristalle vorgesehen.

In der Praxis hat es sich als schwierig erwiesen, geeignete Fluide zu finden, die ein Arbeiten unseres beschriebenen Verfahrens für die Metallaufbereitung ermöglichen. Man ist ferner auf Schwierigkeiten dabei gestoßen, geeignete feste Flächen zu finden, an denen ein Nichthaften von Metallkristallen zuverlässig erreicht werden kann.

Es ist ferner festgestellt worden, daß man erhebliche Vorteile daraus ziehen kann, daß man die Technik der Kristallherstellung modifiziert, die a. o. O beschrieben worden ist. Insbesondere ist festgestellt worden, daß sich Metallkristalle in einer Größe, Form und Zusammensetzung für ein Rückflußaufbereitung am besten durch partielles Schmelzen einer zuvor geformten Masse der Kristalle herstellen lassen, die durch Abkühlen eines Teils der in der Säule enthaltenen Flüssigkeit hergestellt worden ist.

Ein anderes Verfahren zur Reinigung eines Metalles ist aus der DE-AS 12 11 800 bekannt. Nach diesem bekannten Verfahren werden in der relativ kälteren Zone, nämlich der Grenzfläche zwischen flüssigem Metall und Luft, Metallkristalle erzeugt, die in der Schmelze herabsinken. Die gebildeten Kristalle werden mittels Stampfvorrichtungen verdichtet, das heißt, die Mutterlauge wird aus der Kristallmasse mechanisch herausgepreßt. Nachdem das flüssige Metall entfernt worden ist, wird zu einem späteren Zeitpunkt die Kristallmasse durch Wärmezufuhr aufgeschmolzen und das gereinigte Metall in flüssiger Form gewonnen und abgezogen. Bei dem bekannten, diskontinuierlich arbeitendem Verfahren werden etwa 20 bis 30 Gewichtsprozent des Ausgangsmaterials in Form von gereinigtem Metall des gewünschten Reinheitsgrades rückgewonnen.

Ein vergleichbares Verfahren ist aus der US-PS 36 71 229 bekannt, bei dem unter kontrollierten Bedingungen Kristalle erzeugt werden, diese Kristalle verdichtet und dadurch die Mutterlauge abgetrennt wird. Bei diesem Verfahren wird das Endprodukt in fester Form gewonnen.

Ein weiteres Verfahren zur Reinigung eines Metalles ist aus "Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, Verfahrenstechnik I, Band 2, Seiten 687 bis 689 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren werden die zu reinigenden Kristalle außerhalb der Säulenzone erzeugt und bereits in Form vorgebildeter Kristalle in die Säulenzone eingeführt.

Dem Gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Verfahren des eingangs genannten Art derart weiter zu bilden, daß der Anteil an gereinigtem Metall erhöht wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß

• a) innerhalb der Säule ein Temperaturgradient zwischen kälterer und heißerer Säulenzone eingestellt wird,
• b) in der kälteren Säulenzone Kristalle in einer Menge erzeugt werden, die größer ist als die Menge des in fester oder flüssiger Form zugesetzten Eingabemetalls,
• c) ein kleiner, niedrig schmelzender Anteil der Kristallmasse beim Passieren des Temperaturgradienten erneut aufgeschmolzen wird, wobei verunreinigte Kristalle freigesetzt werden, die auf dem Wege von der kälteren zur heißeren Säulenzone gereinigt werden,
• d) die so gereinigten Kristalle in der heißeren Säulenzone völlig geschmolzen werden und
• e) ein Teil der dabei gebildeten Flüssigkeit als Produkt abgezogen wird, und ein weiterer Teil dieser Flüssigkeit als Rücklauf im Gegenstrom zum Kristalltransport zurückgeführt wird.

Eine bevorzugte Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist im Anspruch 2 gekennzeichnet.

Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren mittels einer Vorrichtung durchgeführt, wie sie in den Unteransprüchen 3 bis 5 gekennzeichnet ist.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind:

Fig. 1 eine einfache Laborausführung der Vorrichtung, in der die Kristallbildung durch Zugabe von vorgeformten Barren von Hand erfolgt,

Fig. 2 die Dargestellung einer Vorrichtung mit kontinuierlicher Barrenherstellung,

Fig. 3 die Darstellung einer Variante der Vorrichtung nach Fig. 2 zur Herstellung von Kristallen durch einzelne Barren,

Fig. 4 die Darstellung einer weiteren Variante der Vorrichtung nach Fig. 2 zur Herstellung von Kristallen durch einführende Kühlelemente und

Fig. 5 eine Darstellung des eindringenden Kühlelements nach Fig. 4 in seinen Einzelheiten.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 besteht aus einem zylindrischen Aufbereitungsbehälter, bestehend aus einer Röhre 1 aus nichtrostendem Stahl, die vertikal angeordnet ist und einen Aufbereitungsabschnitt 2 und einen Schmelzabschnitt 3 aufweist. Die Röhre 1 ist von einer Pyrexglass-Röhre 4 umschlossen, die ein elektrisches Heizelement 5 trägt. Der Behälter ist in einer Wärmeisolierschicht 6 eingekapselt.

Der Schmelzabschnitt 3 verläuft konisch nach außen an seinem Boden, und ein Heizelement (nicht dargestellt) ist vorgesehen, um den Boden 7 des Abschnitts 3 zu erwärmen. Auslässe 8 und 9 sind oben bzw. unten am Behälter vorgesehen, um nach Bedarf den Inhalt des Behälters abzulassen. Eine Schicht Silikonöl 10 schwimmt oben auf flüssigem Metall in der Säule, um die Oxidation des Metalls in der Säule auf ein Minimum zu reduzieren.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 1 wird im Beispiel 1 nachstehend beschrieben.

In Fig. 2 ist der Teil der Vorrichtung unter der Linie A-A der gleiche wie in der Vorrichtung, die unter Bezugnahme auf Fig. 2, 3 und 4 beschrieben wird. Er besteht aus einem säulenförmigen Aufbereitungsbehälter 21, der vertikal angeordnet ist und aus einem Aufbereitungsabschnitt 22 und einem Schmelzabschnitt 23 besteht. Beide Abschnitte 22 und 23 haben kreisrunden Querschnitt, der zum Boden des Abschnitts hin zunimmt, der Schmelzabschnitt 243 vergrößert sich aber schneller als der Abschnitt 22. Ein Heizelement 26 sitzt im Boden 24 des Abschnitts 23 und führt in das Innere des Abschnitts. Wie dargestellt, hat der Abschnitt 23 einen Auslaß 27 für flüssiges Metall.

Der Teil der Vorrichtung, der über der Linie A-A in Fig. 2 liegt, ist der kontinuierlichen Barrenproduktion und dem Schmelzen und der Entnahme von Flüssigkeit aus dem Abschnitt 22 des Behälters 21 für ein Recycling zugeordnet. Die Vorrichtung besteht aus einer kontinuierlichen Barrengießmaschine 31, die in geeigneter bekannter Form vorgesehen sein kann. Die Auslaßleitung 32 der Gießmaschine 31 ist koaxial mit einem perforierten Abschnitt 36 verbunden, der denoberen Teil der Wand des Aufbereitungsabschnitts 22 des Behälters 21 bildet. Der perforierte Abschnitt 36 ist von einem erwärmten Kanal 37 umschlossen, aus dem flüssiges Metall bei Bedarf zur Gießmaschine zurückgeleitet werden kann (durch nicht dargestellte Mittel).

Im Betrieb bildet der kontinuierlich gegossene Barren aus Metall von der Maschine 31 die Quelle für das Zugabematerial zum Aufbereiten, und gleichzeitig bildet er die Kraft, die erforderlich ist, um den Barren in den Aufbereitungsbehälter 21 zu schieben. Der kalte Barren aus dem Zugabemetall geht nach dem Verlassen der durchgehenden Gießmaschine 31 durch die Leitung 32 oben in die Kristallschlemmensäule, die sich im Behälter 21 befindet. Hier kühlt das kalte Metall die Schlemme, und dabei wird es mit einer dicken kohärenten Schicht Kristalle gekühlt. Mit der weiteren Bewegung des Barren nach unten zur heißeren Zone der Säule hin häutet sich die Kristallschicht vom Barren ab und zerkleinert sich in eine Schlemme Kristalle. Noch weiter unten in der Säule wird der Barren selbst einem partiellen Neuschmelzen und einem Zerteilen unterzogen, um noch mehr Kristalle und Flüssigkeit als Zugabe zur Säule freizusetzen.

Weil es vorteilhaft ist, einen Barren herzustellen, der sich ohne weiteres unter diesen Bedingungen zu zerteilen vermag, ist es nicht zweckmäßig, homogene und gesunde Barren in der Gießmaschine herzustellen. Vorzugsweise wird die Gießmaschine sogar so betrieben, daß ein defekter Barren entsteht, der Defekte wie "Schichten", "Kaltverschlüsse" und dergleichen enthält.

Die auf diese Weise oben im Aufbereitungsabschnitt 22 erzeugten Kristalle wandern weiter nach unten durch den Abschnitt, während Rückflußflüssigkeit nach oben an den Kristallen vorbei verlagert wird. Schließlich werden die Kristalle, die durch diesen Rückflußvorgang gereinigt worden sind, im Abschnitt 23 geschmolzen, und ein Teil des nun reinen flüssigen Metalls wird vom Boden des Abschnitts 23 abgezogen. Die unreine Rückflußflüssigkeit fließt in den Kanal 37.

Die Vorrichtungen nach Fig. 3 und 4 haben eine Reihe von gemeinsamen Bestandteilen, die entsprechend numeriert sind. In Fig. 3 und 4 ist der Teil der Vorrichtung, der über der Linie A-A in Fig. 2 gezeigt ist, durch eine außen erwärmten Tank 41 ersetzt, der einen größeren Durchmesser als der Behälter 21 hat und in dem die Bildung von Kristallen vonstattengeht. Das Niveau der Kristall/Flüssigmetallschlemme im Tank 41 ist durch die Linie 42 dargestellt. Der Tank 41 ist mit einem Schaufelrad- Rührwerk bestückt, von denen zwei Arme bei 43 gezeigt sind und das auf einer Mittelwelle 44 gelagert ist. Die Welle 44 trägt ferner einen Kreuzarm 45, von dem (in Fig. 3) vorgegossene Barren 46 durch Drähte 47 getragen sind, die in die Barren eingegossen sind. Die Welle 44 ist mit Mitteln (nicht dargestellt) versehen, um die Drehung der Welle und deren Tragteile und auch eine vertikale Schwingung der Welle zu bewirken.

In Fig. 4 trägt der Kreuzarm 45 anstelle der Barren 46 eine Anzahl von eindringenden Kühlelementen 48, die im einzelnen in Fig. 5 gezeigt sind. Die eindringenden Elemente 48 sind mit Mitteln (die in Fig. 5 gezeigt sind) versehen, durch die die Elemente intermittierende abgekühlt und dann wieder aufgewärmt werden können.

In jedem Fall führt die Einführung der kalten Barren 46 oder das Abkühlen der Elemente 48 zur Bildung einer Schicht Kristalle, wie das vorstehend im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben worden ist. Das wiedererhitzen der Barren 46 oder der Elemente 48 führt dann zum Abhäuten der Kristalle mit der Bildung der erforderlichen Schlemme. Im Falle von Fig. 3 werden die Barren selbst dann anschließend partiell neu geschmolzen und zerkleinert, um Zugabemetall für das Verfahren zubilden.

Im Falle der Fig. 4 wird Zugabemetall getrennt entweder dem Tank 41 (durch nicht dargestellte Mittel) oder ansonsten durch Einspritzdüsen von flüssigem Zugabemetall zugesetzt, oder sonst durch eine vorgeformte Schlemme an Kristallen und Flüssigkeit, die aus dem Zugabemetall gebildet ist, und zwar in das entsprechende Niveau des Behälters 21.

Fig. 5 zeigt ein typisches einführendes Kühlelement, das experimentell in der Vorrichtung nach Fig. 1 verwendet worden ist und das, mit entsprechenden Abwandlungen bezüglich der Maßstäbe, in der Vorrichtung nach Fig. 4 verwendet werden kann. In Fig. 5 besteht das Kühlelement aus einer Stahlröhre 51, die an ihrem Bodenende 52 geschlossen ist. Die Röhre 51 ist mit einem Seitenarm 53 versehen und ist oben mit einem federnden Verschlußstöpsel 54 versehen. Ein Teil des Inneren der Röhre 51 ist durch eine Hülse 55 aus Isoliermaterial isoliert, vorzugsweise geschmolzenem Siliziumoxid. Eine Röhre 56 mit enger Bohrung ist durch den Stöpsel 54 eingesetzt und erstreckt sich bis nahe an den Boden 52 der Röhre 51. Eine sehr feine Röhre 57 erstreckt sich vom Ende der Röhre 56 fast bis zum Boden 52 der Röhre 51. Beispielsweise können die Röhren 56 und 57 grobe bzw. feine hypodermatische Nadeln sein.

Die Röhre 56 ist mit einer Verdrängungsdosierpumpe verbunden, die in bestimmten Intervallen der Röhre Wasser zuleitet, das aus der feinen Röhre 57 in einem feinen Nebel austritt und auf die Innenseite der Röhre 51 aufprallt. Die Wände der Röhre werden dadurch gekühlt, und es entstehen Kristalle an den Außenwänden der Röhre. Durch Verdampfung des Wassers entstehender Dampf tritt durch den Seitenarm 53 aus. Die Isolierhülse 55 verbindet ein exzessives Abkühlen der Röhre 51 über den Teil der Röhre hinweg, durch die den Spiegel der Schlemme im Tank 41 geht. Das führt zu einer vorteilhaften Modifizierung der Gestalt der Kristallmasse, die sich um das Kühlelement herum bildet.

In einer typischen Anordnung wird Wasser in das Kühlelement während einer Zeitdauer von 20 Sekunden bis zu einer Minute eingeführt. Während der nächsten zwei bis vier Minuten häutet sich die dadurch gebildete Kristallmasse vom Element ab, und der Zyklus wird dann wiederholt.

Jede der vorstehend beschriebenen Vorrichtungen hat die Kapazität, das gesamte, oder fast das gesamte, Eingabemetall als Endprodukt zu produzieren. Im Falle der Ausführungsbeispiele mit einer Einzelbarrenzugabe kann jeder Barren mehr als sein Gewicht an Kristallen produzieren. Beispielsweise muß eine Tonne Blei bei Raumtemperatur das 1-3/4-fache seiner latenten Fussionswärme haben, damit seine Temperatur auf den Schmelzpunkt erhöht wird, d. h. eine Tonne Blei bei Raumtemperatur kann 2 3/4 Tonnen Kristalle produzieren. Wenn beispielsweise also eine Tonne unreinen Bleis aufbereitet werden soll, um 0,95 Tonnen reinen Metalls (vom Boden des Behälters) und 0,05 Tonnen unreiner Flüssigkeit (von oben) zu ergeben, ermöglicht die Zugabe von Blei bei Raumtemperatur die Verwendung von bis zu 1,75 Tonnen Rückflußflüssigkeit für Reinigung mit dem Behälter. Die Menge an hergestellter und verwendeter Rückflußflüssigkeit pro Tonne produzierten Metalls kann auf zwei Weisen kontrolliert werden. Zum einen durch Regelung der Temperatur des Feststoffes unter dem Schmelzpunkt, d. h. je niedriger die Temperatur der massive zugesetzte Barren, desto größer die Menge an produzierter Rückflußflüssigkeit. Zum zweiten, wenn das aufzubereitende Metall im flüssigen Zustand vorhanden ist, kann die Menge an Rückfluß durch Erstarrenlassen nur einer Fraktion der Flüssigkeit als Barren gesteuert werden, und die kalten Barren und die verbleibende Flüssigkeit werden direkt dem Kristallbildungstank zugesetzt. Je höher die Fraktion von flüssigem Medium, das als Barren gegossen wird, je höher die Menge an Rückflußflüssigkeitsbildung. Wenn beispielsweise das Aufbereiten einer Tonne unreinen flüssigen Bleis betrachtet wird (das gerade über seinem Schmelzpunkt vorhanden ist), und zwar in 0,95 Tonnen aufbereiteten Metalls und 0,05 Tonnen unreinen Metalls: Es sei dann angenommen, daß 0,50 Tonnen der Flüssigkeit in Barren gegossen wird und auf Raumtemperatur gekühlt wird (vor der Herstellung der Kristalle), und daß die anderen 0,50 Tonnen als Flüssigkeit der Kristalltank zugesetzt werden. Die Zugabe der 0,50 Tonnen der kalten Barren in die Säule läßt 1,375 Tonnen Kristalle pro Tonne der ursprünglichen Flüssigkeit entstehen. Weil die entsprechende Produktion von aufbereitetem Metall 0,95 Tonnen beträgt, ist die Menge an entstehender Rückflußflüssigkeit 0,425 Tonnen, und die Rückflußration beträgt 0,447.

Eine entsprechende Kontrolle kann beim Arbeiten mit einer kontinuierlichen Barreneingabe durchgeführt werden. Wenn die Kristallbildung unter Verwendung eines einführenden Kühlelements durchgeführt wird, wird die Kontrolle sogar noch leichter einfach dadurch erreicht, daß die Länge der Kühlmedium-Einspritzzeit und/oder die Frequenz der Mediumeinspritzung geändert wird.

Ein typisches Verfahren zum kontinuierlichen Rückflußaufbereiten von Metallen unter Arbeiten mit massiven Einzelbarren zur Herstellung von Kristallen ist nachstehend beschrieben, zusammen mit Beispielen der Ergebnisse, die erzielt werden können.

Beispiel 1

Die Vorrichtung nach Fig. 1 wurde verwendet. Die Gesamthöhe der Flüssigkeitssäule betrug 154 cm, und der Durchmesser betrug 12,1 cm. Die Heizungswicklung (5) hatte eine Leistung von ca. 200 Watt, und die Bodenheizung hatte eine solche von ca. 1 kw (maximal).

Das allgemeine Arbeitsverfahren für die Bleiaufbereitung ist wie folgt:

Vor dem Betrieb wird die Vorrichtung mit der aufzubereitenden Legierung gefüllt. Die Leistungseingänge zur Seitenheizung (5) und zur Bodenheizung werden so eingestellt, daß die Legierung schmilzt und die Temperatur der Legierung gerade über dem Schmelzpunkt reinen Bleis gehalten wird, d. h. ca. 340°C. Das stellt den "Bereitschafts"-Zustand der Vorrichtung dar. Dann wird die Silikonölschicht (10) zugesetzt.

Als nächstes werden Kristalle oben durch Einführen kalter Zugabebarren hergestellt, die zuvor mit einem Drahteinsatz gegossen und auf Raumtemperatur abgekühlt worden waren. Ein typischer Barren hat einen quadratischen Querschnitt (2,5 cm Seitenlänge), ist 22 cm lang und wiegt ca. 1,7 kg. Die Bodenheizung wird etwas hochgestellt (von 350 auf 490 Watt), während die Säule so schnell wie möglich mit Kristallen gefüllt wird, während überschüssige Flüssigkeit durch die obere Abzapfung (8) entfernt wird. Nachdem die Säule einmal voller Kristalle ist, wird der Leistungseingang zur Bodenheizung allmählich auf die Endlaufeinstellung hochgestuft, während ein Arbeiten mit Totalrückfluß erfolgt, d. h. ohne Entnahme von Produkt von der Bodenzapfung (9). Der Anfahrprozeß dauert etwa zwei Stunden, und danach wird Produkt von oben und von unten aus der Säule im Verhältnis von etwa eins zu neun entnommen. Der Betrieb wird fortgesetzt, während die Säule zu allen Zeiten voller Kristalle gehalten wird und das Niveau der Silikonöl/Bleispiegelfläche sich auf einer nahezukonstanten Höhe befindet.

Typische Ergebnisse, die erreicht werden, sind in Tabelle 1 angegeben.

Tabelle 1

Zusammensetzung der unreinen Bleizugabe: 1700 ppm AG, 300 ppm Bi

Unter Verwendung der im Beispiel 1 beschriebenen Vorrichtung und beim Arbeiten mit entsprechenden Methoden mit entsprechenden Änderungen bezüglich den Temperaturen und den Leistungseingängen wurden die folgenden Ergebnisse erzielt.

Beispiel 2

Für eine unreine Zinnmetallzugabe, die 1,36% Blei und 0,06% wismut enthielt, betrugen bei einem Rückflußverhältnis von 1,06 im oberen Strom der Bleianteil 5,7% und der Wismutanteil 0,21%, im unteren Strom 0,040% bzw. 0,006%.

Beispiel 3

Zum Aufbereiten von Zink, das 0,1% Blei und 0,05% Cadmium enthielt, wurde ein aufbereitetes Produkt hergestellt, das weniger als 5 ppm Blei und weniger als 1 ppm Cadmium enthielt.

Der obere Strom enthielt 0,6% Pb und 0,3% Cd.

Beispiel 4

Unreines Aluminium, das als Verunreinigungen hauptsächlich Eisen und Silizium in einem Anteil von insgesamt 0,2 Prozent enthielt, wurde aufbereitet, um gereinigtes Aluminium zu ergeben, das 0,001 Prozent Silizium und Eisen enthielt. Es wurde festgestellt, daß die Zugabe kleiner Mengen an Natrium effektiv war bei der Verkleinerung der Größe der gebildeten Aluminiumkristalle und bei der Verbesserung des Ausmaßes und der Geschwindigkeit im Aufbereitungsvorgang.

Claims (5)

1. Verfahren zur kontinuierlichen Reinigung eines untereutektische Verunreinigungen enthaltenden Metalles, bei dem eine Säule aus einer Aufschlämmung von Metallkristallen in flüssigem Metall erzeugt wird und dieser Säule das zu reinigende Metall zugeführt wird, eine solche Zone auf einer relativ tieferen Temperatur gehalten wird, bei der flüssiges und kristallines Metall nebeneinander bestehen, und in dieser kälteren Säulenzone eine zusammenhängende Metallkristallmasse erzeugt wird, eine weitere Säulenzone auf einer relativ höheren Temperatur gehalten wird, bei welcher die Metallkristalle schmelzen und das gereinigte, flüssige Metall aus dieser heißeren Säulenzone abgezogen wird und der Transport der Metallkristalle aus der kälteren in die heißere Säulenzone durch mechanische Einwirkung unterstützt wird, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) innerhalb der Säule ein Temperaturgradient zwischen kälterer und heißerer Säulenzone eingestellt wird,
• b) in der kälteren Säulenzone Kristalle in einer Menge erzeugt werden, die größer ist als die Menge des in fester oder flüssiger Form zugesetzten Eingabemetalls,
• c) ein kleiner, niedriger schmelzender Anteil der Kristallmasse beim Passieren des Temperaturgradienten erneut aufgeschmolzen wird, wobei verunreinigte Kristalle freigesetzt werden, die auf dem Wege von der kälteren zur heißeren Säulenzone gereinigt werden,
• d) die so gereinigten Kristalle in der heißeren Säulenzone völlig geschmolzen werden und
• e) ein Teil der dabei gebildeten Flüssigkeit als Produkt abgezogen wird, und ein weiterer Teil dieser Flüssigkeit als Rücklauf im Gegenstrom zum Kristalltransport zurückgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschlämmung aus flüssigem und kristallinem Metall in Richtung der Längsachse der Säule in Vibration und/oder in Rotation um die Längsachse versetzt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 2, mit einem Behälter zur Aufnahme einer Säule einer Aufschlämmung aus flüssigem und kristallinem Metall, mit wenigstens einem Heizelement an einem Ende der Säule zur Realisierung der heißeren Säulenzone, mit wenigstens einem Kühlelement, das am anderen Ende der Säule ganz oder teilweise in die Aufschlämmung eintaucht, zur Realisierung der kälteren Säulenzone, ferner mit Abflußöffnungen für das getrennte Abziehen von gereinigtem Metall aus der heißeren Säulenzone und stärker verunreinigtem Metall aus der kälteren Säulenzone, dadurch gekennzeichnet, daß die periodisch kühlenden Kühlelemente (46, 48) in Richtung der Längsachse des Behälters (2, 21, 41) in Schwingungen und/oder in Rotation um diese Längsachse versetzbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlelement (48) aus mindestens einem kühlmitteldurchflossenen, bodenseitig verschlossenen Rohr (51) besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlelement aus mindestens einem Block (46) des Einsatzmetalls besteht.