DE2551524A1

DE2551524A1 - METHOD FOR TREATMENT OF MATERIAL CONTAINING ALUMINUM

Info

Publication number: DE2551524A1
Application number: DE19752551524
Authority: DE
Inventors: Edward Frederick Emley
Original assignee: British Aluminum Co Ltd
Current assignee: British Aluminum Co Ltd
Priority date: 1974-11-18
Filing date: 1975-11-17
Publication date: 1976-05-26
Also published as: CA1060216A; JPS5176111A; AU8670175A; FR2291281A1; NL7513459A; FR2291281B1; NO753840L; CH609094A5; AU497757B2; IT1048740B; ES442735A1

Description

EWALD OPPERMANN J B 5 1 5 2 4EWALD OPPERMANN J B 5 1 5 2 4 PATENTANWALTPATENT ADVOCATE

88 27 at HI OFFENBACH (MAIN) · KAISERSTRASSE 9 · TELEFON (»til) WFTFg ■ KABEL EWOPAT88 27 at HI OFFENBACH (MAIN) · KAISERSTRASSE 9 · TELEPHONE (»til) WFTFg ■ CABLE EWOPAT

15. November 197515th November 1975

Op/efOp / ef

37/2937/29

The British Aluminium Company LimitedThe British Aluminum Company Limited

Norfolk HouseNorfolk House

St. James's SquareSt. James's Square

London, S.W.1London, S.W.1

EnglandEngland

Verfahren zur Behandlung von aluminiumhaltigemProcess for the treatment of aluminous

Materialmaterial

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung von aluminiumhaltigem Material, bestehend aus Ofenabstrich, Schlacken und Metallrückständen, und bezweckt die Rückgewinnung von Wertmetallen. Insbesondere bezieht sie sich auf die Rückgewinnung von Aluminium aus Ofenabstrichen, wie sie beim Schmelzen und Behandeln von Aluminium und auf Aluminium basierenden Legierungen (nachfolgend sämtlich als Aluminium bezeichnet) entstehen.The invention relates to a method for the treatment of aluminum-containing material, consisting of furnace smear, Slag and metal residues, and aims to recover valuable metals. In particular, it relates to the recovery of aluminum from furnace smears, such as those used in the smelting and treating of aluminum and on aluminum based alloys (hereinafter all referred to as aluminum) arise.

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Beim Schmelzen von Aluminium, insbesondere wenn in der Metallcharge verunreinigter oder feiner Schrott enthalten ist, hat sich herausgestellt, daß sich auf der Metalloberfläche eine weiche pastöse Schicht aus Metall und Oxiden bildet. Diese wird gewöhnlich als "Abstrich" (skim) bezeichnet. Abstrich wird ebenfalls gebildet, wenn eine Masse flüssigen Metalls gerührt wird, z. B. bei Legierungsverfahren, oder beim Transport von einem Ofenherd zu einem anderen. Um reines Metall aus dem Ofen abzuziehen, ist es erforderlich, den Abstrich zu entfernen und normalerweise ist viel flüssiges Metall darin eingeschlossen, was zu erheblichen Metallverlusten führt, wenn der Abstrich nicht nachfolgend behandelt wird.When melting aluminum, especially when in the metal batch Contaminated or fine scrap has been found to be on the metal surface forms a soft pasty layer of metal and oxides. This is commonly referred to as a "skim". smear is also formed when a mass of liquid metal is stirred, e.g. B. in alloying processes, or when moving from one stove to another. To pull pure metal from the furnace it is necessary to remove the smear and there is usually a lot of liquid metal trapped in it, resulting in significant metal loss if the smear is not treated below.

Durch Aufstreuen pulverisierten Salzfluß-mittels des "flüssigen" Typs auf den Abstrich ist es möglich, Metall zu entfernen ohne jedoch sehr viel Metall herauszuziehen. Es ist jedoch üblicher, ein "trocknendes" Flußmittel zuzusetzen, welches den Abstrich veranlaßt, sich zu entzünden und auf diese Weise, obwohl einiges Aluminium verbrennt, wird ein erheblicher Betrag an Metall aus dem Abstrich in das Metallbad freigesetzt und der verbleibende Abstrich ist pulverförmiger und kann mit weniger Metalleinschlüssen entfernt werden. Andere Verfahren zur Behandlung des Abstriches umfassen ein Abstreichen desselben von der Metalloberfläche in einen Tiegel, Zusetzen eines Flußmittels, um einige Verbrennung des Abstrichs und/oder Agglomeration des Oxids herbeizuführen sowie mechanisches Rühren des Abstrichs um etwas von dem eingeschlossenen Metall freizusetzen. Diese Verfahren ergeben Ausbeuten von nur einem Drittel bis zwei Drittel des Metallgehalts im Abstrich. Viel Oxiddampf wird freigesetzt, wenn die Tiegel geleert werden. Ein anderes Verfahren zur Behandlung von Abstrich besteht darin, diesen in rotierende Salz-By sprinkling powdered salt flow by means of the "liquid" On the smear type, it is possible to remove metal without pulling out a great deal of metal. It is however, more common to add a "drying" flux which causes the smear to ignite and open this way, although some aluminum will burn, a significant amount of metal will be drawn from the smear into the metal bath released and the remaining smear is more powdery and can be removed with fewer metal inclusions. Other methods of treating the smear include wiping it off the metal surface in one Crucible, adding a flux to cause some burn of the smear and / or agglomeration of the oxide as well as mechanical stirring of the smear around some of the entrapped To release metal. These processes give yields of only one third to two thirds of the metal content in the smear. Much oxide vapor is released when the crucibles are emptied. Another method of treatment of smear consists in placing it in rotating salt

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öfen einzugeben, jedoch obwohl die Metallausbeute verbessert werden mag, wird hierdurch infolge der Verflüchtigung von Salz aus dem Ofen ein Umweltproblem hervorgerufen.furnaces, but although the metal yield may be improved, this will be due to the volatilization of Salt from the oven created an environmental problem.

In jüngerer Zeit ist vorgeschlagen worden, Metall aus Abstrich und Schlacken zurückzugewinnen, indem diese kalt mit festen Salzschmelzen gemischt und in einem Induktionsofen aufgeschmolzen werden. Dieses hat den Vorteil, daß das Salz nicht überhitzt wird, daß das Metall nicht durch Gasverbrennungsprodukte oxidiert wird, und daß die Rührwirkung der induzierten Ströme die Agglomeration des Metalls unterstützt. Jedoch ist die eingesetzte Hauptausrüstung kostspielig, die Ofenauskleidung erfordert häufige Ersetzung und das Verfahren ist nicht zur Behandlung von metallreichen Schlacken geeignet. Es ist daher ungeeignet für die Behandlung von Abstrich, der einer extensiven langsamen Oxidation unterworfen war oder im Ofen gebrannt hat, bevor er entfernt wurde. Alle diese Verfahren, in welchen Abstrich zur Abkühlung und nachfolgender Wiedererhitzung für die weitere Behandlung gebracht wird, führen unvermeidbar zu Metallverlusten durch Oxidation wie auch zu Energieverbrauch durch Ersatz der Verlustwärme.More recently it has been suggested to reclaim metal from smear and slag by using them cold solid molten salts are mixed and melted in an induction furnace. This has the advantage that the salt is not overheated, that the metal is not oxidized by gas combustion products, and that the stirring effect of the induced currents supports the agglomeration of the metal. However, the main equipment used is expensive, the furnace lining requires frequent replacement and the process is not for treating metal rich Suitable for slags. It is therefore unsuitable for the treatment of smear that is subject to extensive slow oxidation was subjected to or burned in the oven before being removed. All of these procedures in which smears are used Cooling and subsequent reheating for further treatment inevitably lead to metal losses by oxidation as well as to energy consumption by replacing the lost heat.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der geschilderten Nachteile bekannter Verfahren ein Verfahren zur Behandlung von aluminiumhaltigem Material anzugeben, das auf wirtschaftliche Weise eine hohe Rückgewinnungsausbeute von Metall gestattet, das im Ofenabstrich, in Schlacken oder in Metallrückständen enthalten ist.The present invention is based on the object while avoiding the disadvantages of known methods described to provide a method for treating aluminous material that has a high recovery yield in an economical manner of metal contained in furnace smear, slag or metal residues.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß man das aluminiumhaltige Material in eine flüssige auf einer Masse flüssigen Aluminiums schwimmendeThis object is achieved with the method according to the invention solved that the aluminum-containing material in a liquid floating on a mass of liquid aluminum

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Salzflußmittelschicht eingibt und das aluminiumhaltige Material mit dem Flußmittel rührt, bis im wesentlichen aller Metallgehalt des aluminiumhaltigen Materials in das flüssige Aluminium verbracht ist. Es wurde gefunden, daß, wenn man frisch entstandenen heißen Abstrich in eine Schicht flüssigen Salzflußmittels, die auf einer Masse flüssigen Aluminiums schwimmt, eingibt, im wesentlichen aller Metallgehalt des Abstrichs schnell in die Masse des flüssigen Aluminiums übergeht, wenn der Abstrich mild mit dem Flußmittel gerührt wird. Auf diese Weise ist die Metallausbeute aus dem Abstrich viel größer als sie durch sogar anhaltende Krählung des Abstriches auf der Metalloberfläche und Aufstreuen von puderförmigem Flußmittel während der Behandlung erhalten werden kann. Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Schicht flüssigen Flußmittels sollte dick genug sein, damit der Abstrich mindestens teilweise und vorzugsweise mindestens im wesentlichen in das Flußmittel eingetaucht ist.Enter salt flux layer and stir the aluminous material with the flux until essentially all Metal content of the aluminum-containing material is brought into the liquid aluminum. It was found that if you freshly created hot smear in a layer of liquid salt flux, which is liquid on a mass Aluminum swims, entering, essentially all of the metal content of the smear quickly into the bulk of the liquid Aluminum passes over when the smear is gently stirred with the flux. This way is the metal yield from the smear much larger than it would from even persistent raking of the smear on the metal surface and sprinkling of powdery flux can be obtained during the treatment. The in the invention Procedure used layer of liquid flux should be thick enough to allow the smear to be at least partially and is preferably at least substantially immersed in the flux.

Das aluminiumhaltige Material kann chargenweise in solchen Mengen zugesetzt werden, wie sie im wesentlichen in die Salzschicht eingetaucht und dann mild zur Freisetzung des Metalls gerührt werden können, die Salzschicht in Bereitschaft zur Aufnahme einer weiteren Abstrichmenge belassend. Vorzugsweise wird Abstrich direkt von dem Bad eines Strahlungsofens zu der Salzschicht überführt.The aluminum-containing material can be added in batches in such amounts as are essentially in the The salt layer can be immersed and then gently stirred to release the metal, the salt layer in readiness leaving to take up a further amount of swab. Preferably smear is taken directly from the bath of a radiant oven transferred to the salt layer.

Die Erfindung ist daher geeignet, ein einfaches Verfahren für die Behandlung heißen Ofenabstrichs anzugeben, welches sehr hohe Ausbeuten des Metallgehalts erzielt ohne komplizierte Ausrüstung zu erfordern, ohne schwerwiegende Umweltprobleme durch Freisetzung von Oxid- oder Salzdämpfen hervorzurufen, und ohne durch Kühlung und Wiedererhitzung des Abstriches Metall- und Energieverluste hervorzurufen.The invention is therefore suitable for specifying a simple method for the treatment of hot oven smear, which very high yields of metal content achieved without requiring complicated equipment, without serious environmental problems caused by the release of oxide or salt vapors, and without cooling and reheating of the smear Cause metal and energy losses.

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Die Flußmittelschicht wird auf einen vorbestimmten Bereich abgesperrt und die Flußmittelmenge, die im Verhältnis zu dem vorbestimmten Bereich verwendet wird, wird so gewählt, um anfänglich eine flüssige Schicht von mindestens 1 cm, vorzugsweise mindestens 2 cm, Tiefe vorzusehen, obwohl 5 bis 10 cm Tiefe wünschenswert sind, weil dann mehr Abstrich auf einmal zugesetzt werden kann.The flux layer is blocked off on a predetermined area and the amount of flux in relation to the predetermined area is used, is chosen so as to initially create a liquid layer of at least 1 cm, preferably at least 2 cm depth, although 5 to 10 cm depth is desirable because more smear then occurs can be added once.

Die Metalltemperatur soll nicht geringer sein als 650 ⁰C, vorzugsweise nicht geringer als 700 C. Es können zwar wesentlich höhere Temperaturen verwendet werden, jedoch kann oberhalb etwa 85(
Ablehnung stoßen.The metal temperature should not be less than 650 ^° C., preferably not less than 700 C. Although much higher temperatures can be used, above about 85 (
Encounter rejection.

oberhalb etwa 850 ⁰C die Flüchtigkeit des Flußmittels aufabove about 850 ⁰ C the volatility of the flux on

Das verwendete Salzflußmittel kann aus Mischungen der Alkali- und Erdalkalimetallchloride bestehen, einschließlich des MgCl₂, und kann ein oder mehrere Fluoride der Alkali- und Erdalkalimetalle enthalten, einschließlich des MgF-, und ist bei Temperaturen oberhalb etwa 675 C dünnflüssig. Geeignete Zusammensetzungen basieren auf KCl und NaCl in eutektischen Proportionen oder in gleichen Gewichtsanteilen mit Zusatz von 0 bis 5 % CaF₂, 0 bis 25 % NaF, oder 0 bis 20 % MgCl₂· Bei CaF₂~Zusätzen entwickelt das Flußmittel im Betrieb keinen Dampf und besitzt ein angemessenes Koagulierungsvermögen für dispergiertes Metall. Bei den NaF-Zusätzen ist das Koagulierungsvermögen des Flußmittels erhöht, jedoch kann leichtes Dampfen auftreten, wohingegen bei MgCl₂-Zusätzen die Netzfähigkeit des Flußmittels vergrößert ist, jedoch wird hierbei etwas HCl freigesetzt, insbesondere in feuchten Atmosphären.The salt flux used can consist of mixtures of the alkali and alkaline earth metal chlorides, including the MgCl ₂ , and can contain one or more fluorides of the alkali and alkaline earth metals, including the MgF-, and is low-viscosity at temperatures above about 675.degree. Suitable compositions are based on KCl and NaCl in eutectic proportions or in equal parts by weight with the addition of 0 to 5 % CaF ₂ , 0 to 25 % NaF, or 0 to 20 % MgCl ₂ · With CaF ₂ additives, the flux does not develop any steam during operation and has adequate coagulability for dispersed metal. With the NaF additives, the coagulating capacity of the flux is increased, but slight steaming can occur, whereas with MgCl ₂ additives the wetting capacity of the flux is increased, although some HCl is released, especially in humid atmospheres.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird wie folgt verfahren: Aluminium wiai in einem mit einer Seitenkammer ausgerüsteten Strahlungsofen erhitzt, eine Schicht flüssigenAccording to one embodiment of the invention, it is as follows procedure: aluminum wiai in one equipped with a side chamber Radiant furnace heated, a layer of liquid

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Salzflußmittels wird auf dem Metall in der Seitenkammer vorgesehen, der im Hauptherd gebildete Abstrich wird in die Seitenkammer transportiert, und der Abstrich wird mit dem Flußmittel gerührt, wobei im wesentlichen aller Metallgehalt des Abstriches in die Masse des flüssigen Metalls in der Seitenkammer übergeht. Das Metall im Ofen und das Metall in der Seitenkammer befinden sich vorzugsweise unterhalb der Flußmittelschicht in Kommunikation.Salt flux is provided on the metal in the side chamber, the smear formed in the main hearth is put into the The side chamber is transported, and the smear is stirred with the flux, with essentially all of the metal content of the smear merges into the mass of liquid metal in the side chamber. The metal in the furnace and the metal in the side chamber are preferably in communication below the flux layer.

Wenn das erfindungsgemäße Verfahren in Verbindung mit einer Seitenkammer oder Vorkammer durchgeführt wird, kann das im Hauptherd befindliche Metall bequem durch Schieben oder Ziehen des Abstriches direkt in diese Seitenkammer oder Vorkammer abgestrichen werden. Dieses hat viele Vorteile. Das Abstreichen kann durchgeführt werden, sobald die Metallcharge geschmolzen ist und bevor der schwimmende Abstrich einer erheblichen Oxidation unterworfen war. Der Abstrich befindet sich bereits oberhalb des Schmelzpunktes des Metalls und zerfällt schnell nach Eintritt in die Flußmittelschicht, wobei nur wenig zu rühren ist. Das abgestrichene Metall im Hauptherd ist dann direkt der Hitze des Ofens ausgesetzt und wird davon nicht durch eine Abstrichschicht teilweise isoliert, was dem thermischen Wirkungsgrad des Ofenbetriebs zugute kommt. Darüber hinaus wird die im Abstrich enthaltene Wärme zurückerhalten und geht nicht verloren, indem man den Abstrich abkühlen läßt mit der anschließenden Notwendigkeit, ihn für spätere Bearbeitung wieder aufzuschmelzen. Weder entsteht Oxiddampf, wie er häufig auftritt, wenn Abstrich aus dem Ofen abgezogen und abgekühlt wird, noch tritt irgendein Verlust an Aluminium auf, indem ein Teil des Abstrichs langsam verbrannt wird, um einiges Metall durch Erhöhung der Temperatur freizuset- TSi. Sollte bei diesem bevorzugten Verfahren der AbstrichIf the method according to the invention is carried out in connection with a side chamber or antechamber, the metal located in the main hearth can conveniently be wiped off directly into this side chamber or antechamber by pushing or pulling the smear. This has many advantages. The scraping can be done once the metal batch has melted and before the floating swab has undergone significant oxidation. The smear is already above the melting point of the metal and disintegrates quickly after entering the flux layer, with little stirring. The scraped metal in the main hearth is then directly exposed to the heat of the furnace and is not partially insulated from it by a smear layer, which benefits the thermal efficiency of the furnace operation. In addition, the heat contained in the smear is recovered and not lost by letting the smear cool down with the subsequent need to melt it again for later processing. There is no oxide vapor, as often occurs when the smear is withdrawn from the furnace and cooled, nor is there any loss of aluminum by slowly burning part of the smear to release some metal by increasing the temperature - TSi. In this preferred procedure, the smear should be

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versehentlich im Hauptherd Feuer fangen, so wird der Brand augenblicklich gelöscht, wenn der Abstrich in die flußmittelbedeckte Seitenkammer gegeben wird. Es entsteht kein unerwünschter Salzdampf. Schließlich werden keine Ausrüstungen für das Brechen, das Malen, das Sieben und das Wiederaufschmelzen des Abstrichs (z. B. in Induktionsöfen) benötigt. Accidentally catch fire in the main hearth, the fire is instantly extinguished if the smear is in the flux Side chamber is given. There is no unwanted salt vapor. After all, there will be no equipments needed for breaking, painting, sieving and remelting the smear (e.g. in induction ovens).

Die Seitenkammer kann in geeigneter Weise mit einem.isolierenden Deckel ausgerüstet sein und kann mit einem Gasbrenner oder einer anderen Heizvorrichtung ausgestattet sein, wodurch die Metalltemperatur, falls gewünscht, über die im Hauptherd erhöht werden kann. Die Seitenkammer kann sich längsseits einer kurzen Länge nur einer Wand des Ofens erstrekken, z. B. längsseits einer oder mehrerer Schlackentüren. Alternativ kann die Flußmittelschicht auf nur einen Teil der Seitenkammer abgesperrt werden, beispielsweise durch eine Trennwand oder eine Schwimmsperre.The side chamber can be suitably provided with an insulating Lid and can be equipped with a gas burner or other heating device, whereby the metal temperature, if desired, above which in the main hearth can be increased. The side chamber can extend alongside a short length of just one wall of the furnace, e.g. B. alongside one or more slag doors. Alternatively, the flux layer can be blocked off on only part of the side chamber, for example by a partition or a floating barrier.

Es ist auch möglich, einen Teil des Ofenherdes abzuteilen, beispielsweise durch eine Trennwand, und das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung innerhalb eines solchen Ofenteils durchzuführen.It is also possible to partition a part of the furnace hearth, for example by a partition, and the method according to FIG of the present invention to carry out within such a furnace part.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf Abstrich beschränkt, sondern kann zur Behandlung von Metall enthaltenden Rückständen, Schlacken oder feinverteilten Schrottmetallen verwendet werden. Solche Materialien werden vorzugsweise vor Eingabe in die Seitenkammer vorerhitzt, weil andernfalls die Schmelzgeschwindigkeit vergleichsweise niedrig sein wird. Bei früheren Gelegenheiten entstandener Abstrich kann ebenfalls in die Seitenkammer eingespeistThe method according to the invention is not limited to smears, but can be used for the treatment of metal-containing residues, slag or finely divided scrap metals. Such materials are preferred preheated before entering the side chamber, because otherwise the melting speed will be comparatively low will be low. A smear created on previous occasions can also be fed into the side chamber

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werden, und es ist wiederum wünschenswert, diesen vorzugsweise auf eine Temperatur von mindestens 500 C vorzuerhitzen. Eine Vorerwärmung zur Entfernung von Feuchtigkeit sollte selbstverständlich aus Sicherheitsgründen durchgeführt werden. Falls gewünscht, kann eine Metallpumpe zur Erhöhung der Zirkulation heißen Metalls zwischen dem Hauptherd und der Seitenkammer eingesetzt werden.and again it is desirable to prefer this preheat to a temperature of at least 500 C. A preheat to remove moisture should of course be carried out for security reasons. If desired, a metal pump can be used Increasing the circulation of hot metal between the main hearth and the side chamber can be used.

Gemäß einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein kleiner Strahlungsofen mit Seitenkammer verwendet, in welchem der Hauptherd nicht als Schmelzofen eingesetzt wird, sondern lediglich als Mittel für die Zufuhr heißen Metalls zur Seitenkammer. Alternativ kann auch ein ausgemauerter Kasten Verwendung finden, in welchem eine Trennwand vorgesehen ist, die den Kasten in zwei Abteile unterteilt, die miteinander unterhalb des unteren Trennwandendes oder durch die Trennwand durchsetzende Kanäle kommunizieren. Es sind Mittel vorgesehen für die Erhitzung des flüssigen Metalls in einem der Abteile, z. B. konventionelle Gas- oder ölbrenner, elektrische Heizrohre, ein Kanalinduktor, oder gasbefeuerte Taucherhitzer. Der Kasten ist teilweise mit flüssigem Metall gefüllt und die Temperatur wird durch Anwendung von Hitze auf eine der Kammern auf einem gewünschten Niveau gehalten. Das zur Durchführung des Verfahrens benötigte Flußmittel wird der anderen Kammer aufgegeben. Ein Abstichloch kann vorgesehen sein, um gewünschtenfalls den Spiegel flüssigen Metalls abzusenken oder es kann alternativ ein Überflußrohr vorhanden sein. Sowohl der kleine Strahlungsofen oder der unterteilte ausgemauerte Kasten können tragbar ausgerüstet sein und von einem großen Schmelz- oder Aufbewahrungsofen zu einem anderen gehoben oder gefahren werden, um den in einem solchen großen Ofen gebildeten Abstrich zu sammeln und zu behandeln. According to another embodiment of the invention In the process, a small radiant furnace with a side chamber is used, in which the main hearth is not used as a melting furnace is used, but only as a means of supplying hot metal to the side chamber. Alternatively, a brick-lined box can be used, in which a partition is provided that divides the box into two compartments divided together below the lower partition wall end or through the partition wall penetrating channels communicate. Means are provided for heating the liquid metal in one of the compartments, e.g. B. conventional Gas or oil burners, electric heating pipes, a duct inductor, or gas-fired immersion heaters. The box is partially filled with liquid metal and the temperature is set by applying heat to one of the chambers kept at a desired level. The flux needed to carry out the process becomes the other chamber given up. A tapping hole can be provided, if desired lower the level of liquid metal or, alternatively, an overflow pipe may be provided. Both the small radiant furnace or the partitioned brick box can be portable and equipped with one large melting or storage furnace to another lifted or driven to collect and treat the smear formed in such a large furnace.

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Es ist ersichtlich, daß mit diesen Ausführungsformen der Erfindung ein Verfahren für die Behandlung aluminiumhaltigen Materials mit Salzflußmitteln bereitgestellt wird, bei welchem das aluminiumhaltige Material in solchen Mengen einer Schicht flüssigen auf einer Masse flüssigen Aluminiums schwimmenden Salzflußmittels aufgegeben wird, die ausreicht, um mindestens im wesentlichen in die Flußmittelschicht einzutauchen, wobei die Masse flüssigen Aluminiums unterhalb der Oberfläche mit einer anderen Masse flüssigen Aluminiums, für welche Beheizungsmittel vorgesehen sind, in Kommunikation steht, und wobei der Abstrich mit dem Flußmittel gerührt wird, wodurch im wesentlichen aller Metallgehalt des Abstriches in die Masse des Metalls übergeht.It can be seen that with these embodiments Invention, a method for treating aluminous material with salt fluxes is provided which the aluminous material in such amounts a layer of liquid on a mass of liquid aluminum floating salt flux is applied, which is sufficient to immerse at least substantially in the flux layer, where the mass of liquid aluminum below the surface with another mass of liquid aluminum, for which heating means are provided, is in communication, and wherein the smear is agitated with the flux whereby essentially all of the metal content of the smear passes into the bulk of the metal.

Eine andere Ausführungsform einer tragbaren Behandlungseinheit, die sich als sehr geeignet für aluminiumhaltiges Material herausgestellt hat, insbesondere wenn die zur gleichen Zeit behandelten Mengen nicht sehr groß sind, besteht aus einem von außen beheizten nicht metallischen Tiegel, der durch eine Trennwand in Kammern unterteilt ist, die unterhalb der Trennwand miteinander kommunizieren.Another embodiment of a portable treatment unit, which has proven to be very suitable for aluminum-containing material, especially when the same Time treated quantities are not very large, consists of an externally heated non-metallic crucible, the is divided by a partition into chambers which communicate with one another below the partition.

Eine solche Ausrüstung ist da vorteilhaft, wo das zu behandelnde aluminiumhaltige Material sich unterhalb der gewünschten Temperatur befindet und zu einem teilweisen Einfrieren der flüssigen Salzflußmittelschicht führen kann. In solchen Fällen gestattet die Möglichkeit der Behandlungseinheit von außen Wärme zuzuführen ein schnelles Wiederaufschmelzen des Flußmittels.Such equipment is advantageous where the aluminous material to be treated is below the desired one Temperature and can lead to a partial freezing of the liquid salt flux layer. In such In some cases, the possibility of supplying heat to the treatment unit from the outside permits rapid re-melting of the Flux.

Wenn eine Temperatur des Metalls von 800 °C oder mehr schnell erreichbar ist, z. B. bei Aluminiumschmelzern, ist es möglich, die Behandlung des Abstriches in Obereinstimmung mitWhen a temperature of the metal of 800 ° C or more can be reached quickly, e.g. B. in the case of aluminum smelters, it is possible the treatment of the smear in accordance with

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der vorliegenden Erfindung durch sehr einfache Ausrüstung durchzuführen. Z. B. kann eine mit einem geeigneten feuerbeständigen Material ausgekleidete Mulde ohne Trennwand oder zusätzliche Heizmittel eingesetzt werden.of the present invention by very simple equipment perform. For example, a trough lined with a suitable fire-resistant material without a partition or additional heating means can be used.

Die vorgewärmte Mulde kann unterhalb der Schlackentür eines Strahlungsofens angeordnet werden, worauf Metall von 800 bis 850 C in die Mulde gegossen, Flußmittel zugegeben und der Ofenäbstrich von der Metalloberfläche direkt in die Mulde abgezogen wird. Nach einer kurzen Zeitspanne des Rührens kann das freigesetzte Metall durch ein Abstichloch nahe des Bodens der Mulde gesammelt werden.The preheated trough can be placed below the slag door of a radiant furnace, whereupon metal from 800 Poured up to 850 C into the trough, added flux and the furnace smear from the metal surface directly into the Trough is withdrawn. After a short period of stirring, the released metal can be tapped through a tap hole be collected near the bottom of the trough.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Abstrich od. dgl. im wesentlichen in eine Ansammlung flüssigen auf einem flüssigen Metallbad schwimmenden Flußmittels eingetaucht, wobei die Flußmittelansammlung durch einen Behälter abgesperrt wird, der teilweise in das flüssige Bad eingetaucht ist und damit durch eine oder mehrere öffnungen im unteren Teil des Behälters kommuniziert, wobei ein Strom flüssigen Metalls in den Behälter gegeben wird, um den Abstrich mit dem flüssigen Flußmittel zu rühren.In a further embodiment of the invention, the Smear or the like essentially in an accumulation of liquid flux floating on a liquid metal bath immersed, the flux accumulation being shut off by a container which is partially immersed in the liquid bath is immersed and thus communicates through one or more openings in the lower part of the container, with a current liquid metal is added to the container to stir the smear with the liquid flux.

Vorzugsweise besitzt der Behälter einen runden Querschnitt.The container preferably has a round cross section.

Vorzugsweise wird der Metallstrom in den Behälter in einer allgemein tangentialen Richtung eingeführt, so daß das Metall an der Behälterwand fließt, wodurch eine Kreisströmung im Behälter hervorgerufen wird. Es ist jedoch nicht wünschenswert, eine Kreisströmung hervorzurufen, die ausreichend ist, flüssiges Flußmittel in das Metallbad nach unten hineinzuziehen. Eine oder mehrere Prallwände können im mittleren Teil der Metallfläche innerhalb des Behälters angeordnetPreferably the stream of metal is introduced into the container in a generally tangential direction so that the metal flows on the container wall, causing a circular flow in the container. However, it is not desirable create a circular flow sufficient to draw liquid flux downward into the metal bath. One or more baffles can be arranged in the central part of the metal surface within the container

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sein, um die Bildung eines Zentralwirbels zu verhindern, während die Kreisbewegung des Metalls um den Umfang des Behälters herum aufrechterhalten bleibt. Zwei sich zur Bildung eines Kreuzes im rechten Winkel schneidende Prallwände können Verwendung finden, wobei die Länge der Prallwände vorzugsweise zwischen einem Zehntel bis zu einer Hälfte des Durchmessers des Behälters beträgt, und die Prallwände sich mindestens etwa 2,5 cm unterhalb des Metallspiegels während des Betriebes der Ausrüstung erstrecken.be to prevent the formation of a central vortex during the circular motion of the metal around the circumference of the container kept around. Two baffles intersecting at right angles to form a cross can be used, the length of the baffles preferably between a tenth to a half of the diameter of the container, and the baffles are at least about 2.5 cm below the metal level while the equipment is in operation.

Der Behälter kann ein Tiegel aus Graphit, aus Siliziumkarbid gebunden mit Aluminiumoxid, aus einer Mischung aus Zirkon und Aluminiumoxid, oder irgendeinem anderen feuerbeständigen Material sein, welches hinreichend widerstandsfähig gegen die Einwirkung des flüssigen Aluminiums und gegen thermischen Schock ist.The container can be a crucible made of graphite, made of silicon carbide bonded with aluminum oxide, made of a mixture of zirconium and aluminum oxide, or any other fire-resistant material which is sufficiently resistant to the action of the liquid aluminum and against thermal shock is.

Der durch dieses Verfahren zu behandelnde Abstrich ist vorzugsweise frisch und heiß, jedoch kann auch kalter Abstrich durch diese Ausführungsform behandelt werden. Bei kaltem Abstrich ist es besonders wünschenswert, daß der flüssige Metallstrom nicht zu kalt sein sollte, wobei eine Temperatur zwischen 725 und 800 °C bevorzugt wird. Der Behälter kann in geeigneter an sich bekannter Weise von oben her durch einen Ring getragen werden. Alternativ, wenn das "Loch" im Behälter so groß ist, daß überhaupt keine Bodenwand vorhanden ist und der Behälter im Effekt einen Ring darstellt, kann man den Ring auf der Metalloberfläche schwimmen lassen, wobei in diesem Fall der Metallstrom in einer anderen Richtung als Tangential angewendet werden kann, z. B. vertikal abwärts. Ein Handgriff kann an dem Ring befestigt sein und der Ring kann unterhalb des Metallstromes bewegt werden, soThe smear to be treated by this procedure is preferred fresh and hot, but cold smear can also be treated by this embodiment. With a cold smear it is particularly desirable that the liquid metal stream should not be too cold, with a temperature between 725 and 800 ° C is preferred. The container can be passed through from above in a manner known per se a ring to be worn. Alternatively, if the "hole" in the The container is so large that there is no bottom wall at all and the container is effectively a ring, one can let the ring float on the metal surface, in which case the metal flow in a different direction can be used as a tangent, e.g. B. vertically downwards. A handle can be attached to the ring and the ring can be moved below the stream of metal, so

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daß der Metallstrom nacheinander mit allem Abstrich der im Ring enthalten ist in Kontakt gebracht werden kann.that the stream of metal can be brought into contact one after the other with all the smear contained in the ring.

Falls gewünscht, kann vom Metallstrom abgesehen werden und der Abstrich kann mit dem Flußmittel durch Rückwärts-und Vorwärtsbewegung des Ringes über der Metalloberfläche gerührt werden.If desired, the metal flow can be dispensed with and the smear can be swabbed with the flux by moving it back and forth of the ring can be stirred over the metal surface.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert, welche schematisch alternative Apparateausführungen für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigen. In den Zeichnungen stellen dar:Embodiments of the present invention are as follows explained in more detail by means of examples with reference to the accompanying drawings, which are schematically alternative Show apparatus designs for carrying out the method according to the invention. Put in the drawings dar:

Fig. 1, 2 und 5 vertikale Querschnitte durch verschiedene Apparaturen für die Durchführung der Erfindung,Figs. 1, 2 and 5 are vertical cross-sections through various apparatus for carrying out the Invention,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Apparat gemäß Fig. 2,FIG. 3 is a plan view of the apparatus according to FIG. 2,

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen anderen Apparat für die Durchführung der Erfindung, undFig. 4 is a top plan view of another apparatus for practicing the invention, and

Fig. 6, 7 und 8, 9 sowie 10, 11 jeweils Vertikalschnitte und Draufsichten auf Apparate für die Durchführung anderer Ausführungsformen der Erfindung. 6, 7 and 8, 9 and 10, 11 each have vertical sections and top views of apparatus for practicing other embodiments of the invention.

Ein Tiegel 1 gemäß Fig. 1, der z. B. aus Gußeisen, Graphit oder Siliziumkarbid hergestellt sein kann, wird von außen durch einen Gasbrenner 2 beheizt. Der Tiegel ist teilweise mit flüssigem Aluminium 3 gefüllt, auf welchem eine SchichtA crucible 1 according to FIG. 1, the z. B. can be made of cast iron, graphite or silicon carbide, is from the outside heated by a gas burner 2. The crucible is partially filled with liquid aluminum 3 on which a layer

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flüssigen Flußmittels 4 schwimmt. In den Tiegel ist Abstrich so eingefüllt, daß er im wesentlichen in die Schicht eintaucht und wird mild gerührt mit dem Rührwerkzeug 6.liquid flux 4 floats. The smear is filled into the crucible in such a way that it is essentially immersed in the layer and is gently stirred with the stirring tool 6.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch einen Strahlungsofen 21, der mit einer Seitenkammer 22 ausgestattet ist. Metall 23 in der Seitenkammer steht mit dem im Hauptofen 24 über Kanäle 25 in Kommunikation, die sich durch oder unterhalb einer Trennwand 26 erstrecken. Ein Salzflußmittel 27 ist auf dem Metall in der Seitenkammer vorgesehen und Abstrich 28, welches sich auf ώτ Metalloberfläche im Hauptherd bildet, wird mittels des Räumwerkzeuges 29 in die Seitenkammer gezogen.FIG. 2 shows a cross section through a radiation furnace 21 which is equipped with a side chamber 22. Metal 23 in the side chamber is in communication with that in the main furnace 24 via channels 25 that extend through or below a partition wall 26. A salt flux 27 is provided on the metal in the side chamber and smear 28, which forms on the metal surface in the main focus , is drawn into the side chamber by means of the broaching tool 29.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf denselben Ofen, bei welcher der Hauptherd 31 von der Seitenkammer 32 durch eine Trennwand 33 abgetrennt ist. Ein Rührwerkzeug 34 wird zum Rühren des Abstriches mit dem Flußmittel in der Seitenkammer 32 verwendet. Fig. 3 shows a plan view of the same furnace, in which the main hearth 31 is separated from the side chamber 32 by a partition 33 is separated. A stirring tool 34 is used to stir the smear with the flux in the side chamber 32.

Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf einen Ofen für die Behandlung von Abstrich. Der Ofen besteht aus einem feuerfest ausgekleideten Kasten 41, der durch eine Trennwand 42 in zwei Kammern geteilt ist, die über Kanäle in der Trennwand miteinander kommunizieren. Eine Kammer 43 ist mit einem Gasbrenner 44 ausgerüstet, während die andere Kammer 45 eine Flußmittelschicht aufnimmt und zur Behandlung des Abstriches verwendet wird.Figure 4 shows a plan view of an oven for treating smear. The furnace consists of a refractory lined Box 41, which is divided into two chambers by a partition wall 42, which are connected to one another via channels in the partition wall communicate. A chamber 43 is with a gas burner 44, while the other chamber 45 receives a layer of flux and uses it to treat the smear will.

Fig. 5 zeigt eine Querschnittsansicht eines beweglichen Ofens für Abstrichbehandlung, der zur Beschickung mit Abstrich an große Strahlungsofen herangebracht werden kann. Der bewegliche Ofen besteht aus einem feuerfest ausgekleideten Kasten 51,Fig. 5 shows a cross-sectional view of a movable furnace for smear treatment, which can be brought up to large radiant ovens for loading with smears. The movable one Furnace consists of a refractory lined box 51,

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wie in Fig. 4 gezeigt, enthaltend eine Heizkammer 52 und eine Abstrichbehandlungskammer 53, in welcher eine Flußmittelschicht auf dem darin enthaltenen Metall schwimmt. Der bewegliche Ofen wird einem großen Strahlungsofen 54 benachbart aufgestellt und der Abstrich 55, der auf dem Metall im großen Ofen gebildet wird, wird unter Verwendung des Werkzeuges 57 in die Behandlungskammer 53 des beweglichen Ofens abgestrichen.as shown in Fig. 4, including a heating chamber 52 and a smear treatment chamber 53 in which a layer of flux floats on the metal it contains. The movable furnace is adjacent to a large radiant furnace 54 and the smear 55 formed on the metal in the large furnace is made using the Tool 57 wiped into the treatment chamber 53 of the movable furnace.

In der Ausführungsform gemäß der Fig. 6 und 7 besitzt ein Tiegel 61 im Boden eine Zentralöffnung 6 2 und wahlweise eine oder mehrere öffnungen 63 in den Seitenwänden und ist mit den öffnungen unterhalb des Metallspiegels 64 in geschmolzenes Aluminium eingetaucht. Ein Strom flüssigen Aluminiums aus einer konventionellen Gießvorrichtung trifft auf die Wand des Tiegels auf und ruft damit eine Kreisbewegung hervor. In the embodiment according to FIGS. 6 and 7 has a Crucible 61 in the bottom has a central opening 6 2 and optionally one or several openings 63 in the side walls and is melted with the openings below the metal mirror 64 Immersed in aluminum. A stream of liquid aluminum from a conventional caster hits the Wall of the crucible and thus causes a circular movement.

Der Tiegel enthält eine Schicht geschmolzenen Salzflußmittels und Abstrich 66 wird so zugegeben, daß es im wesentlichen in das Flußmittel eintaucht. Die Bewegung des Metalls im Tiegel verursacht ein Rühren des Abstriches im Kontakt mit dem flüssigen Salz.The crucible contains a layer of molten salt flux and swab 66 is added so that it is essentially immersed in the flux. The movement of the metal in the crucible causes the smear to stir in contact with the liquid salt.

Die Fig. 8 und 9 zeigen ein anderes Verfahren für die Durchführung der Erfindung. In diesem Fall ist aus dem Tiegel der ganze Boden entfernt und ein kreuzförmiger Prallkörper ist so eingesetzt, daß er die Bildung eines Wirbels sogar bei einem sich schnell bewegenden Metallstrom verhindert.Figures 8 and 9 show another method of implementation the invention. In this case, the entire base has been removed from the crucible and a cross-shaped impact body is used to prevent the formation of a vortex even with a rapidly moving stream of metal.

Die Fig.- 10 und 11 veranschaulichen eine andere Methode für die Verwirklichung der Erfindung. Der feuerfeste Ring 111 schwimmt auf dem flüssigen Metall 64 und wird mittels einesFigs. 10 and 11 illustrate another method for the realization of the invention. The refractory ring 111 floats on the liquid metal 64 and is by means of a

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Handgriffes 112 bewegt, so daß alle Teile des Abstriches 113, der im Ring enthalten ist, unter den Metallstrom 114 gebracht und dadurch mit dem Salzflußmittel 115 gerührt werden können.Handle 112 moved so that all parts of the smear 113, contained in the ring, brought under the metal stream 114 and thereby can be stirred with the salt flux 115.

Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel erläutert.The invention is illustrated by the following example.

example

In einem Versuch zur Veranschaulichung der Wirksamkeit des Verfahrens wurden 17,8 kg Aluminium in einem Tiegel (Tiegel A) geschmolzen und durch ausgedehntes Blasen komprimierter Luft in das Metall in Abstrich überführt. Der hergestellte Abstrich wurde periodisch entfernt und in eine Salzansammlung von etwa 10 cm Dicke eingegeben, die auf 17,2 kg flüssigen Metalls in einem zweiten Tiegel (Tiegel B) schwamm. Der Abstrich wurde in der flüssigen Flußmittelansammlung für etwa 15 see nach jeder Zugabe gerührt. Als aller Abstrich zugegeben war, wurde der Inhalt des Tiegels B für etwa 30 see gerührt und dann sorgfältig gegossen. Es wurden 33,3 kg reinen Metalls erhalten. Eine geringe Metallmenge, die im Tiegel A verblieb, wurde gewogen (1,0 kg), so daß die Menge an reinem Metall, welches zur Herstellung des Abstriches verwendet und in den Tiegel B überführt wurde, durch Differenzbildung ermittelt werden konnte. Gemessen an dem Gewicht des Metalls, das ursprünglich im Tiegel B vorhanden war, kann festgestellt werden, daß 16,8 kg Metall in Abstrich überführt wurde und 16,1 kg von diesem Abstrich in Form reinen Metall zurückgewonnen wurde, was einer Ausbeute von 95,8 % entspricht. Die Metalltemperatur in jedem Tiegel betrug 700 bis 720 ⁰C.In an attempt to demonstrate the effectiveness of the method, 17.8 kg of aluminum was melted in a crucible (Crucible A) and smeared into the metal by blowing compressed air into the metal. The prepared smear was periodically removed and placed in a pool of salt approximately 10 cm thick that floated on 17.2 kg of liquid metal in a second crucible (Crucible B). The swab was stirred in the liquid flux pool for about 15 seconds after each addition. When all of the smear was added, the contents of Crucible B were stirred for about 30 seconds and then poured carefully. 33.3 kg of pure metal were obtained. A small amount of metal remaining in crucible A was weighed (1.0 kg) so that the amount of pure metal used to prepare the smear and transferred to crucible B could be determined by difference. Judging by the weight of the metal originally present in crucible B, it can be determined that 16.8 kg of metal was transferred to the smear and 16.1 kg of this smear was recovered in the form of pure metal, giving a yield of 95, 8 % corresponds. The metal temperature in each crucible was 700 to 720 ⁰ C.

Im Verlaufe vieler in Obereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung durchgeführter Versuche mit aluminiumhaltigen Ma-_% terialien mit einem Metallgehalt von etwa 40 Gew.I bis überIn the course of many performed in upper accordance with the present invention, experiments with aluminum-containing _terialien% by mass with a metal content of about 40 to about Gew.I

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95 Gew.& wurde festgestellt, daß die erhaltene Metallausbeute stets 90 Gew.% und im allgemeinen 95 Gew.% des Metallgehaltes des Materials übertraf.95 wt. &, It was found that the metal yield obtained always exceeded 90 wt.%, And generally 95 wt.% Of the metal content of the material.

- Patentansprüche -- patent claims -

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Claims

1. A method for treating aluminum-containing material, consisting of furnace smear, slag or metal residues, with salt fluxes, characterized in that the aluminum-containing material is introduced into a liquid salt flux layer floating on a mass of liquid aluminum and the aluminum-containing material is stirred with the flux until im substantially all of the metal content of the aluminum-containing material is brought into the liquid aluminum.

2. The method according to claim 1, characterized in that the aluminum-containing material is substantially immersed in the liquid flux layer.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the aluminum-containing material has a temperature of at least 500 ⁰ C when it is introduced into the liquid salt flux layer.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that freshly removed furnace smear is entered into the liquid salt flux layer without substantial cooling.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the mass of liquid aluminum communicates below the surface with another mass of liquid aluminum which is heated.

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6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the flux floats on a mass of liquid aluminum in a side chamber of a radiation furnace containing molten aluminum.

7. The method according to claim 6, characterized in that the side chamber communicates with the furnace below the level of liquid metal.

8. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the mass of molten metal is in a fire-resistant lined box which is divided by a partition into two compartments which communicate with each other below the level of liquid metal, the on the Metal in one compartment is floating flux and the metal in the other compartment is heated.

9. The method according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the metal is heated in the side chamber or one compartment.

10. The method according to claims 6,7, 8 or 9, characterized in that the metal is circulated between the furnace and the side chamber or between the compartments by means of a pump.

11. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the aluminum-containing material is substantially in an accumulation of liquid on the liquid metal

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floating flux is immersed, with the accumulation in a container partially immersed in the metal is shut off and through one or more openings in the immersed part of the container with the metal communicates.

12. The method according to claim 11, characterized in that the container has a round horizontal cross-section.

13. The method according to claim 11 or 12, characterized in that the aluminum-containing material is stirred with the liquid flux by a flow of liquid metal directed into the container.

14. The method according to claim 13, characterized in that the current for generating a circular flow in the container is introduced tangentially into this.

15. The method according to claim 14, characterized in that the container is provided with a central baffle wall extending below the metal surface.

16. The method according to claim 15, characterized in that the baffle wall is cross-shaped.

17. The method according to claims 15 or 16, characterized in that the baffle wall extends at least about 2.5 cm below the metal level in the container and has a transverse extent between 1/10 to 1/2 of the container diameter.

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18. The method according to any one of claims 13 to 16, characterized . characterized in that the container has no bottom and is moved horizontally below the stream of liquid metal.

19. The method according to claim 11 or 12, characterized in that the container has no bottom and is moved over the metal surface.

20. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the temperature of the mass of liquid metal is between 700 and 850 c.

21. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the salt flux consists of a mixture of chlorides and alkali and / or alkaline earth metals and is fluid at temperatures above 675 C.

22. The method according to claim 21, characterized in that the flux contains one or more fluorides of the alkali and / or alkaline earth metals.

23. The method according to claim 21 or 22, characterized in that the salt flux contains substantially equal proportions by weight of NaCl and KCl.

24. The method according to claim 21 or 22, characterized in that the salt flux contains NaCl and KCl in a substantially eutectic dimension.

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25. The method according to claim 22 or 24, characterized in that the flux contains up to 5 wt. % Calcium fluoride and up to 25 wt. % Sodium fluoride or up to 20 wt.% Magnesium fluoride.

26. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the flux layer is at least 2 cm thick.

27. The method according to claim 26, characterized in that the flux layer is between 5 and 10 cm thick.

28. A method for treating aluminum-containing material with salt fluxes, characterized in that the hot aluminum-containing material is fed to a layer of liquid salt flux floating on a mass of liquid aluminum all at once in quantities sufficient to allow it to be at least substantially immersed in the flux layer that the mass of liquid aluminum below the surface communicates with a differently heated mass of liquid aluminum, and that the aluminum-containing material is stirred with the flux until substantially all of the metal content of the aluminum-containing material is brought into the mass of the metal.

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