DE2740732A1

DE2740732A1 - Verfahren und vorrichtung zum reinigen von aluminium

Info

Publication number: DE2740732A1
Application number: DE19772740732
Authority: DE
Inventors: Charles Norman Cochran; Subodh Kumar Das; Walter Wade Hill; Robert Michael Mazgaj; Richard Aldo Milito
Original assignee: Aluminum Company of America
Current assignee: Howmet Aerospace Inc
Priority date: 1976-09-22
Filing date: 1977-09-08
Publication date: 1978-03-23
Also published as: SE7709505L; HU177164B; ES462403A1; FR2365644A1; BR7706198A; IT1090303B; GR69793B; AU512224B2; JPS5727943B2; CA1103613A; JPS5339916A; PL200993A1; NO772964L; FR2365644B1; AU2701177A; GB1568118A

Description

Aluminium Gompany of America, Pittsburgh, Pennsylvania. V.St.A.

Verfahren und Vorrichtung zum Heinigen von Aluminium

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Heinigen von Aluminiumlegierungen und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektrolytischen Heinigen von Aluminiumlegierungen wie Al-Si-Legierungen.

Al-Si-Legierungen hat man herkömmlicherweise hergestellt, indem man einem handelsüblichen Aluminium eine gewünschte Menge Silizium zugibt, das normalerweise separat hergestellt wird und damit ein verhältnismäßig teures Al-Produkt ergibt. In anderen Verfahren werden Al-Si-Legierungen unmittelbar aus Aluminiumoxid-Siliziumoxid-Erz hergestellt. Beispielsweise offenbart die US-PS 3 661 562, daß sich eine Aluminium-Silizium-Legierung in einem Hochofen herstellen läßt, dem man Koks oder ein anderes geeignetes kohlenstoffhaltiges Material in einer Mischung aus Koks und Aluminiumoxid-Siliziumoxid-Erz in eine zweite Heaktions-

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zone gibt. Die bei der Verbrennung des Koks entstehenden heißen Kohlenmonoxidgase gehen in die zweite Reaktion ein und reduzieren dort das Aluminiumoxid-Siliziumoxid-Erz. Diese oder ähnliche Verfahren zur Herstellung von Aluminium-Silizium-Legierungen führen jedoch oft dazu, daß die Legierung einen sehr hohen Si- und Fe-Gehalt hat, der normalerweise gesenkt werden muß, damit die Legierung nutzbar bleibt. Ein Verfahren, in derartigen Legierungen den Eisengehalt niedrig zu halten, ist, Aluminiumoxid und Siliziumoxid enthaltende Erze mit niedrigem Eisenanteil ;'u verwenden. Nach einem anderen Verfahren senkt man den Eisengehalt durch Anreicherung vor dem Reduzieren. Infolge der ungünstigen Wirtschaftlichkeit und der zusätzlichen Verfahrensschritte einer solchen Behandlung geht man vorzugsweise von einen Aluminiurnoxirl und Siliziumoxid enthaltenden Erz mit hohem Eisenanteil aus, wobei man dann natürlich eine Legierung erhält, deren Silizium- und Eisenanteil hoch ist und die, wie oben erwähnt, gereinigt werden muß.

Das Reinigen von Aluminiumlegierungen mit elektrolytischen Zellen ist Stand der Technik. Beispielsweise offenbart die US-PS 673 364- daß, wenn man unreines Aluminium im geschmolzenen Zustand als Anode einer Elektrolysezelle und insbesondere in einer solchen verwendet, in der der Elektrolyt Aluminiumfiuorid und ein ü'luorid eines Metalls geschmolzen enthält, das elektropositiver als Aluminium ist, sich reines Aluminium auf der Kathode ablagert und Fluor an der Anode frei wird, wenn man Strom durch die Zelle schickt.

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In einem anderen Verfahren zum Reinigen von Al-Si-Legierungen offenbart die US-PS 5 79Ö 14O die elektrolytische Herstellung von Aluminium und Silizium aus Al-Si-Legierungen unter Verwendung von NaCl, KCl und AlCl, oder AIP, als Elektrolyt. Dabei wird die Al-Si-Legierung als Anode in einem perforierten Graphitanodentiegel vorgesehen. Um die Kathode und um einen Aluminiumoxidtiegel herum legt man einen perforierten Graphitschirm, damit feinteiliges Silizium, das während der Elektrolyse frei wird, nicht in das Kathodenabteil schweben kann. Die Herstellung gereinigten Aluminiums nach diesem Verfahren ist

jedoch durch die wirksame Stromdichte beschränkt, die nur 1600 bis 2100 A/m² ('
trolyt beträgt.

bis 2100 A/m² (150 bis 200 amps/ft²) im Chlorid-Fluorid-Elek-

Die vorliegende Erfindung überwindet diese Schwierigkeiten des Standes der Technik, indem sie erlaubt, Aluminium von Legierungsbestandteilen wie Silizium und Eisen und dergleichen auf sehr wirtschaftliche Weise zu trennen.

Die Erfindung schafft somit ein Verfahren zum Reinigen von Al-Legierungen, indem man (a) die Aluminiumlegierung im geschmolzenen Zustand in einem Behälter mit einer porösen Innenwand vorsieht, die die Aluminiumschmelze im Behälter zurückhalten kann und durch die ein geschmolzener Elektrolyt hindurchtreten kann, und elektrolytisch Aluminium durch die poröse Wand in Gegenwart des Elektrolyten zu einer Kathode überträgt, wobei das Aluminium, indem es sich von seinen Legierungsbestandteilen

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trennt, im wesentlichen gereinigt wird.

Weiterhin schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Reinigen von Al-Legierungen, die (a) eine elektrolytische Zelle mit einer Kathode, die Elektrolyt und Al-Schmelze aufnehmen kann, sowie (b) einen Behälter mit einer porösen Wand und eine Anode aufweist, wobei der Behälter Al-Schmelze aufnehmen kann, die Anode in elektrische Verbindung mit der Kathode bringbar ist, wenn der Elektrolyt sich in der Zelle befindet, und die poröse Wand elektrolytisch Aluminium zur Kathode hindurchlassen kann, wobei das Aluminium im wesentlichen von seinen Legierungsbestandteilen getrennt wird und sich gereinigtes Aluminium ergibt.

Bei dem Verfahren wird eine Al-Legierungsschmelze in einem Behälter mit einer porösen Wand vorgesehen, deren maximale mittlere Porengröße 635 Mikrometer beträgt. Geschmolzener Elektrolyt kann durch die poröse Wand hindurchtreten, während diese die Al-Schmelze sperrt. Aluminium wird auf elektrolytischem Wege durch die poröse Wand und durch den Elektrolyt zu einer Kathode übertragen, so daß das Aluminium im wesentlichen von seinen Legierungsbestandteilen getrennt wird.

Fig. 1 zeigt als Schnitt eine Ausführungsform einer Vorrichtung, die zur Verwendung im Rahmen der vorliegenden Erfindung geeignet ist;

Fig. 2 ist eine schematisierte Darstellung einer Vorrichtung, die im Durchlaufbetrieb zur Herstellung von gereinigtem

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Aluminium einsetzbar ist.

Der Ausdruck "Aluminiumlegierung", wie er hier verwendet wird, bezeichnet eine Legierung mit typischerweise nicht mehr als 99,9 Gew.-^ Aluminium. Legierungen, die sich nach der vorliegenden Erfindung reinigen lassen, können jedoch große Mengen Verunreinigungen enthalten. Beispielsweise können Al-Legierungen bis zu 50 Gew.-;«5 Si enthalten, auch große Mengen - beispielsweise 30 Gew.-i» - Eisen. Zusätzlich können andere Legierungsanteile, die man normalerweise mit Aluminium einsetzt, vorliegen beispielsweise Titan - lassen sich nach der vorliegenden Erfindung gewöhnlich entfernen. Weiterhin lassen sich die Legierungsbestandteile auf sehr geringe Anteilswerte drücken. Diefvorliegende Erfindung kann also bei der Herstellung von hochreinem Aluminium von Nutzen sein, auch wenn das Ausgangsmaterial schon verhältnismäßig rein ist.

Die Fig. 1 zeigt eine elektrolytische Zelle 10, in der eine Al-Legierung nach der vorliegenden Erfindung erheblich gereinigt werden kann. Die Zelle weist einen Außenbehälter 20 auf, der mindestens teilweise aus Graphit oder einem gleichwertigen Werkstoff gefertigt ist, der als Kathode der Zelle arbeiten kann. Beispielsweise kann die Zelle so aufgebaut sein, daß nur der Boden 21 oder ein Teil desselben als Kathode dient. Die elektrolytische Zelle 10 weist weiterhin einen zweiten Behälter 30 auf, der über den Elektrolyten 24 in Verbindung mit der Kathode steht Der Behälter 30 dient als ein Gefäß (vergl. Fig. 1), in dem

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Aluminiumlegierung 32 in Form einer Schmelze vorliegt. Der Behälter 30 sollte aus einem Werkstoff bestehen, der gegen einen Angriff durch die Al-Legierungsschmelze 32 und den Elektrolyten 24 widerstandsfähig ist. Außerdem muß seine Wand ganz oder teilweise für ein Ion mit einem oder mehreren Aluminiumatomen durchlässig sein, das elektrolytisch durch die Wand zur Kathode transportiert werden kann. Der Behälter 30 läßt sich aus einem leitfähigen oder nichtleitfähigen porösen Material herstellen. Wenn der Behälter 30 aus einem nichtleitfähigen Material hergestellt ist, muß eine Anode in die Al-Legierung 32 getaucht werden, damit das Aluminium elektrolytisch zur Kathode transportiert werden kann. Wenn der Behälter 30 aus einem leitfähigen porösen haterial hergestellt ist, kann der Behälter selbst als Anode dienen, wie in Fig. 1 gezeigt.

Was die durchlässige Wand anbetrifft, handelt es sich bei deren Werkstoff vorzugsweise um ein kohlenstoffhaltiges haterial, wenn eine Abtrennung von Bestandteilen wie Silizium, Eisen und dergleichen vom Aluminium erwünscht ist. Es liegt jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung, auch andere Werkstoffe zu wählen, die durchlässig sind für ein Ion mit einem oder mehr Aluminiumatomen, aber den Durchgang von Bestandteilen wie den oben erwähnten verhindern. Das bevorzugte kohlenstoffhaltige haterial, das für den Einsatz in der vorliegenden Erfindung geeignet ist, ist poröser Kohlenstoff oder poröser Graphit mit einem maximalen mittleren Forendurchmesser von 633 hikrometern. Ein mittlerer Porendurchmesser im Bereich von 5 bis 425 Mikrometer kann ver-

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wendet werden, wobei der bevorzugte Durchmesser im Bereich von 20 bis 220 i-iikroinetern liegt. Poröser Kohlenstoff, der erhältlich ist unter der Bezeichnung PC-25 von der Fa. Union Carbide Corporation, Carbon Products Division, Niagara Falls, ljew York, hat eine wirksame Porosität von etwa 48 ¹P und einen mittleren iorendurchmesser von etwa 120 r-iikrometer; dieser Werkstoff hat sich als gut geeignet herausgestellt. Poröser Kohlenstoff oder ein anderes poröses Material, das dieser Anwendung dient, ist weiterhin gekennzeichnet dadurch, daß er für Aluminiumschmelze und deren Bestandteile bei Abwesenheit einer durch die Zelle fließenden elektrischen Stroms undurchlässig ist, aber durchlässig ist für die als Elektrolyt dienende Salzschmelze.

Was die Porengröße anbetrifft, kann deren Wert mit der Druckhöhe, der Temperatur der Aluminiumschmelze und der Benetzbarkeil des porösen Elements schwanken. Weiterhin können auch der eingesetzte Elektrolyt und die Legierungsbestandteile die Größe der Poren beeinflussen, bei der diese beim Fehlen eines elektrischen Stroms in der Zelle für Aluminiumschmelze und deren Legierungsbestandteile undurchlässig sind. Es ist also einzusehen, daß in bestimmten Fällen poröse Elemente mit Poren mit größerem maximalen Porendurchmesser oder größerem durchschnittlichen Porendurchmesser als mit den oben ausgewiesenen Bereichsangaben als für die vorliegende Erfindung eingesetzt werden können und für die Aluminiumschmelze undurchlässig sind.

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Der Elektrolyt 24 stellt einen wesentlichen Aspekt der vorliegenden Erfindung dar. Der Elektrolyt kann ein Aluminiutnfluorid oder -Chlorid sowie mindestens ein Salz aus der aus Lithium-, Kalium-, Natrium-, Mangan- und Iiagnesiumhalogenid bestehenden Gruppe aufweisen, wobei der bevorzugte Elektrolyt Aluminiumfluorid, Lithiumchlorid und Kaliumchlorid aufweist. Die Verwendung von Lithiumchlorid erlaubt die Verwendung hoher Stromdichten ohne Beeinträchtigung des Zellbetriebs beispielsweise durch Wärmeerzeugung infolge des in dem Elektrolyt auftretenden hohen Widerstands. Das Kaliumchlorid trägt zum Verschmelzen des an der Kathode abgelagerten gereinigten Aluminiums 26 bei. Wenn man Lithiumchlorid ohne Kaliumchlorid verwendet, kann das an der Kathode abgelagerte Aluminium in Form verteilter Teilchen verbleiben, so daß seine Rückgewinnung aus der Zelle schwierig wird.

Der Elektrolyt kann (in Gewichtsprozenten) aus 5 bis 95 5» LiGl, 4 bis 70 % KCl und 1 bis 25 % AlF, bestehen. Vorzugsweise setzt er sich aus 38 bis 90 & LiCl, 8 bis 50 % KCl und 2 bis 12 Jb AlF, zusammen. AlCl, oder MgCl kann anstelle von AlF,, NaCl anstelle von KCJl und LiF anstelle von LiCl verwendet werden, sind aber weniger bevorzugt. Es ist einzusehen, daß auch Kombinationen der oben erwähnten Salze eingesetzt werden können, aber ebenfalls weniger bevorzugt.

Die Temperatur des Elektrolyten kann die Gesamtwirtschaftlichkeit des Verfahrens beeinflussen. Wenn die Elektrolyttemperatur

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zu niedrig ist, ist das gereinigte Aluminium nur noch mit Schwierigkeiten rückzugewinnen. Weiterhin können niedrige Temperaturen eine geringere Leitfähigkeit des Elektrolyten und damit eine geringe Produktivität der Zelle bewirken. Zu hohe Arbeitstemperaturen können die Standzeit der Anode und der Kathode verkürzen und zum Verdampfen des Salzes führen. Während also die Temperatur im Bereich von 675 - 925 °C liegen kenn, liegt sie bevorzugt im Bereich von 700 bis ö50 ⁰C.

Nach dem Verfahren dar vorliegenden Erfindung kann die Zelle bei hohen Stromdichten betrieben werden, so daß sich eine hohe Ergiebigkeit an gereinigtem Aluminium ergibt. Weiterhin kann man die Zelle bei höheren Zelldichten betreiben, ohne daß im Elektrolyten hohe Widerstände und damit unerwünschte Wärme und deren Begleitprobleme auftreten. Die Zelle kann bei einer Spannung von 1 bis 5 V und einer Stromdichte im Bereich von 2150 ...

2 P

323OO A/m (200 ... 3OOO amps/ft ) oder auch (in bestimmten Fällen) mehr betrieben werden, wobei die bevorzugte Spannung im Bereich von 1,5 bis 4,5 V liegt und die minimale Stromdichte

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einen Wert von nicht weniger als 2150 A/m (200 amps/ft ) und

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vorzugsweise von mindestens 3230 A/m (300 amps/ft ) haben sollte.

Beim Betrieb der Zelle wird die Elektroyltschmelze 24 im Behälter 20 vorgesehen und vorzugsweise auf einer Temperatur im Bereich von 700 bis 850 ⁰O gehalten. In den Behälter 30 wird Al-Legierungsschmelze eingebracht. Dann läßt man elektrischen Strom

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von der Anode zur Kathode fließen, wobei Aluminium infolge des Elektrolyten durch den porösen Kohlenstoff hindurch zur Kathode wandert, wo es sich ablagert und aufgesammelt werden kann. Die poröse Wand schrankt den Durchgang von Legierungsbestandteilen wie Silizium und Eisen sowie anderer Rückstände ein, so daß unter diesen Betriebsbedingungen ein Verunreinigen des gereinigten Aluminiums verhindert ist. Wenn der Behälter 30 aus einem leitfähigen porösen Material besteht, darf gereinigtes Aluminium 26 sich nicht im Behälter 20 ansammeln, bevor es den Behälter berührt, da es die Zelle kurzschließen würde.

Es ist für den Fachmann einzusehen, daß sich eine Vielzahl von Anodenbehältern wie der in Fig. 1 gezeigte in der Kathode bzw. dem Außenbehälter 20 anordnen läßt, um die Zellproduktion zu erhöhen. Weiterhin ist einzusehen, daß jede andere Konfiguration mit der durchlässigen Membran eingesetzt werden kann. Beispielsweise kann man den Behälter 20 aus einem nichtleitfahigen Material fertigen und die poröse Membran dazu benutzen, um den Behälter zu teilen, so daß ein Bereich, der die Ausgangs-Al-Schmelze 32 enthält, und ein weiterer Bereich entstehen, in dem sich der Elektrolyt befindet. Das Aluminium kann gereinigt werden, indem man in das unreine Aluminium eine Anode und in den Elektrolyt eine Kathode einsetzt und zwischen diesen einen elektrischen Strom fließen läßt.

Die Fig. 2 zeigt eine alternative Ausführungsform der Elektrolytzelle, die im Durchlauf betrieben werden kann. Die Zelle "JO¹

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weist einen Außenbehälter 20' aus einem gegen Angriff durch das gereinigte Aluminium 26 oder die Elektrolytschmelze widerstandsfähigen Werkstoff sowie einen zweiten Behälter 30' auf, der als Gefäß dient, in dem die Al-Legierung 32 als Schmelze vorgesehen wird. Die Zelle hat eine Kathode 22, die in den Elektrolyten 24 hineintaucht. Unter der Kathode 22 befindet sich ein Behälter 23, der das gereinigte Aluminium 26 aufnimmt, das sich auf der Kathode ablagert bzw. niederschlägt. Der Behälter 23 hat einen Auslaß 27, durch den gereinigtes Aluminium 26 kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit abgezogen werden kann, die im wesentlichen der Ablagerungsrate auf der Kathode 22 entspricht. Der Behälter 30· in der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform hat eine poröse Wand 29, die für ein Ion mit einem oder mehreren Al-Atomen durchlässig ist, das elektrolytisch durch die Wand 29 hindurch zur Kathode transportierbar ist. Ein Auslaß 3^- ist vorgesehen, so daß Rückstände oder Legierungsbestandteile 36, die nach der Abtrennung des Aluminiums dort verbleiben, entfernt werden Können. In der in Fig. 2 gezeigten speziellen Ausführungsform dient die Seite 29 des Behälters 3C als die Anode der Zelle.

In der Zelle nach der vorliegenden Erfindung sollte der Abstand "x" (Fig. 2) zwischen Anode und Kathode so genau eingehalten werden wie möglich, um den Spannungsabfall über der Zelle so gering wie möglich zu halten. Der Abstand "x" zwischen Anode und Kathode sollte daher nicht mehr als 25,4 mm (1,0 in.) und vorzugsweise nicht mehr als 12,7 mm (0,5 in.) betragen.

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Die vorliegende Erfindung ist vorteilhafterweise einsetzbar zum Entfernen von Silizium und Eisen und dergleichen aus Aluminiumlegierungen bis zu sehr geringen Prozentsätzen. Zusätzlich lassen sich mit der vorliegenden Erfindung Magnesium und dergl. Stoffe aus Aluminium entfernen. Wenn also eine zu reinigende Al-Legierung Magnesium oder dergl. weniger edlen Stoff als Aluminium enthalt, können solche Stoffe zwar durch die poröse Membran hindurchtreten, lagern sich aber normalerweise nicht an der Kathode ab. Magnesium und dergl. lösen sich normalerweise im Bad und lassen sich auf diese Weise daran hindern, das sich an der Kathode ablagernde gereinigte Aluminium erneut zu verunreinigen.

Die vorliegende Erfindung führt zu gereinigtem Aluminium und ist weiterhin dahingehend vorteilhaft, daß sie hochreines Silizium zu erzeugen gestattet. Zusätzlich hierzu lassen sich Ferrosiliziumverbindungen gewinnen, daß diese Stoffe nicht durch die poröse Membran hindurchtreten können. Während es weiterhin oben bereite erwähnt ist, daß die Erfindung besonders nützlich ist für das Reinigen von aus siliziumreichen Erzen hergestellten Aluminiumlegierungen, ist es ebenso nützlich beim Aufbereiten von Al-Schrott, der Eisen- und Siliziumstoffe enthält· Weiterhin kann die Erfindung mit Vorteil zum Reinigen von Aluminium eingesetzt werden, das für beschichtete Produkte - beispielsweise Hartlötlegierung - eingesetzt wurde.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung weiter erläutern.

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Beispiel 1

Eine Al-Legierung mit 11,4 Gew.-i& Silizium und 0,21 Gew.-% Eisen wurde als Schmelze in einem Anodenabschnitt einer Zelle vorgesehen und für das Verfahren ein geschmolzener Elektrolyt mit 5 Gew.-fr Aluminiumfluorid und 95 % Lithiumchlorid verwendet die Elektrolyttemperatur betrug 750 °0. Der Anodenabschnitt war aus porösen Kohlenstoff mit einem mittleren Porendurchmesser vo: 120 Hikrometer und einer Porosität von 48 % gefertigt. Der Abstand zwischen Anode und Kathode betrug 10,2 mm (0,4 in.). Durc die Zelle wurde elektrischer Strom von 4,2 V bei 125 A und eine:

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Stromdichte von 7000 A/m (650 amps/ft ) geschickt. Das von der Kathode abgenommene Aluminium enthielt nur 0,011 Silizium und 0,05 Gew.-^i Eisen.

Beispiel 2

Die Aluminiumlegierung des Beispiels 1 wurde wie im Beispiel 1 gereinigt, wobei der Elektrolyt 5 Gew.-£ AIP,, 10 Gew.-# KCl und 85 Gew.-# LiGl aufwies. Die Zelle wurde mit 4,2 V und einer

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Stromdichte von etwa 7535 A/m (700 amps/ft ) betrieben. Das an der Kathode abgenommene gereinigte Aluminium enthielt 0,009 Gew.-# Silizium und 0,015 Gew.-^ Eisen.

Beispiel 3

Ein beschichtetes Produkt mit einem Kern aus Al-Legierung Nr. 3105 (0,5 % Kn, 0,5 <jb Mg, Rest im wesentlichen Al) und einer

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beidseitigen Beschichtung aus 9,75 fr Si und 1,5 fr Mg> Rest im wesentlichen Aluminium, wurde zu einer Al-Legierung mit einer Zusammensetzung von 3,10 fr Si, 0,45 fr Fe, 0,11 % Cu, 0,16 ft Mn und 0,56 fr Hg aufgeschmolzen. Zur Reinigung wurde diese Schmelze in einem Anodenabschnitt wie im Beispiel 1 angegeben behandelt, wobei jedoch der Elektrolyt sich aus 10 # AIP, und 90 fr LiCl

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zusammensetzte und die Stromdichte 5380 A/m (500 amps/ft ) betrug. Die Analyse des gereinigten Aluminiums ergab nur 0,002 fr Si, 0,004 fr Fe, 0,001 fr Cu, 0,004 fr Mn und 0,0003 fr Mg, so daß das Aluminium eine Reinheit von etwa 99,99 fr hatte.

Aus diesen Beispielen läßt sich ersehen, daß der Silizium- und Eisengehalt des Aluminiums erheblich reduziert werden konnte und die Erfindung hochreines metallisches ElaAluminium erbringt.

Während die Erfindung an bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, sollen die Ansprüche auch andere Ausführungsformen umfassen, die unter den Grundgedanken der Erfindung fallen.

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Claims

BERLIN 33 8MUNCHEN80 P«t-Anw Dr Ing Ru.chk. DrKUbOHKbOtKAKIINtK P4L-AnW-DIpUlBQ. P«t-Anw. Dr. Ing. Ru.chk. DrKUbOHKbOtKAKIINtK P4L-An p«t-Anw. Dipi.-rng. P ATF NTAN WA LTE H"iE- Tel.fon:030/8|»« BERLIN - MÖNCHEN Μ/·"»» T.bg.w.m-Adn·..·: Tel.enunm-Ad«M.: ?!^^rtJ" Ou.dr.tar MO»*«· TELEX: 183786 TELEX: 5327*7 A 1653 Patentansprüche

1. Verfahren zum Reinigen von Aluminiumlegierungen, dadurch gekennzeichnet, daß man (a) die Aluminiumlegierung als Schmelz« in einen Behälter mit in diesem befindlicher poröser Wand einbringt, die die Aluminiumschmelze im Behälter halten kann und für einen geschmolzenen Elektrolyten durchlässig ist, und (b) elektrolytisch Aluminium durch die poröse Wand zu einer Kathode in Gegenwart des Elektrolyten überführt, so daß das Aluminium durch Abtrennen seiner Legierungsbestandteile erheblich gereinigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine poröse Wand mit einem maximalen mittleren Porendurchmesser von 635 Mikrometer eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die poröse Wand poröser Kohlenstoff eingesetzt wird, der einen mittleren Porendurchmesser im Bereich von 5 bis 425 Mikrometer hat.

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ORIGINAL INSPECTED

4. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Elektrolyt verwendet wird, der mindestens ein Salz, das aus Aluminiumfluorid oder Aluminiumchlorid besteht, sowie mindestens ein Salz aufweist, das aus einem Natrium-, Kalium-, Lithium-, hangen- oder Megnesiumhalogenid und vorzugsweise -Chlorid besteht.

5. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der eingesetzte Elektrolyt im wesentlichen aus 5 bis 95 Gew.-^6 LiGl, 4 bis 70 Gew.-% KGl und 1 bis 25 Gew.-'/j AlF_x besteht.

6. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Elektrolyt verwendet, dessen Temperatur im Bereich von 675 bis 925 ⁰G liegt.

7. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Aluminium elektrolytisch bei einer Stromdichte von nicht weniger als 2150 A/m (200 amps/ft ) übertragen wird.

8. Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1 zum Reinigen von Al-Legierungen, gekennzeichnet durch (a) eine elektrolytische Zelle (10) mit einer Kathode (20 oder 22^ wobei die Zelle (10) einen Elektrolyten (24) und eine Aluminiumschmelze (26) aufnehmen kann, und (b) einen Behälter

(30) mit einer porösen Wand (29) und einer Anode, wobei der

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Behälter (3ü) Al-Legierungsschmelze aufnehmen kann, die Anode in elektrischer Verbindung mit der Kathode (20 oder 22) treten kann, wenn der Elektrolyt (24) sich in der Zelle (10) befindet, und die poröse Wand (29) elektrolytisch Aluminium durch sich hindurch zur Kathode läßt, so daß Aluminium (26) von den Legierungsbestandteilen (36) getrennt wird und sicti gereinigtes Aluminium ergibt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der porösen Wand (29) um porösen Kohlenstoff vorzugsweise mit einem maximalen mittleren Porendurchmesser von 635 Mikrometer handelt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Anode und der Kathode (20 oder 22) nicht mehr als 25,4 mm (1,0 in.) beträgt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrolytische Zelle (10) einen Behälter (23) enthält, der sich in ihr in einer Lage befindet, daß er geschmolzenes Aluminium (26) nach der elektrolytischen Ablagerung an der Kathode (22) auffangen kann, wobei der Behälter (23) mit einem Auslaß (27) versehen ist, um das gereinigte Aluminium (26) entnehmen zu können.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet _t daß der Behälter (30') einen Agjulaß (34) auf-

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weist, um die Bestandteile ($6) entnehmen zu können, von denen das Aluminium getrennt worden ist.

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