DE326160C

DE326160C - Process and apparatus for cleaning aluminum with less than 1 percent contamination

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Publication number: DE326160C
Application number: DE1919326160D
Authority: DE
Original assignee: PHYSIKALISCH TECH REICHSANSTAL
Current assignee: PHYSIKALISCH TECH REICHSANSTAL
Priority date: 1919-01-23
Filing date: 1919-01-23
Publication date: 1920-09-23

Description

Verfahren und Apparatur zum Reinigen von Aluminium, dessen Verunreinigungen unter i Prozent betragen. Das technische 'Aluminium enthält stets Verunreinigungen von Eisen und Silizium im Betrage von 9,5 bis 2 Prozent neben kleinen Mengen von Kohlenstoff, Kupfer, Stickstoff usw., welehe die Eigenschaften des Metalls wesentlich beeinflussen.Process and apparatus for cleaning aluminum and its impurities be less than i percent. Technical aluminum always contains impurities of iron and silicon in the amount of 9.5 to 2 percent in addition to small amounts of Carbon, copper, nitrogen, etc., which are essential to the properties of the metal influence.

Ganz reines Aluminium ist bisher nicht beschrieben worden. Eine weitgehende Reinigung liegt bei- der zunehmenden Bedeutung des Metalls im Interesse der Wissenschaft und Technik.Completely pure aluminum has not yet been described. A far-reaching one Cleaning is in the interest of science because of the increasing importance of metal and technology.

Die bisher angegebenen Mittel zur Reinigung sind ungenügend und einseitig; so das Umschmelzen des technischen Metalles mit Schwefel, mit Natriumnitrat und anderen Schmelzsalzen" die elekrolytische Raffination usw. Auch auf die Herstellung ganz reinen Metalls aus »reinen Ausgangsmaterialien« ist kein Verlaß, da sich dabei immer Verunreinigungen einschleichen. Auf solche Weise wird in der Technik bis jetzt nur eine Beseitigung der Fremdstoffe bis auf 0,4 Prozent erreicht.The cleaning agents given so far are inadequate and one-sided; so the remelting of the technical metal with sulfur, with sodium nitrate and other melting salts "electrolytic refining, etc. Also to the manufacture Completely pure metal from "pure raw materials" cannot be relied on, since it is there impurities always creep in. Such is the way in which technology is used up to now only a removal of the foreign matter to 0.4 percent is achieved.

Einer möglichen Reinigung des Metalls durch fraktionierte Kristallisation aus dem Schmelzfluß stehen verschiedene Hindernisse im Wege, nämlich i. die große Neigung des Aluminiums zur Oxydation, welche die Schmelzoperationen im Tiegel erschwert und unsauber rüacht, 2. die starke Einwirkung des geschmolzenen Metalls auf die Wandungen der Tiegel, wodurch Eisen, Silizium, Kohlenstoff usw. immer wieder aufgenommen werden, der Umstand, daß einige Metalle, wie z. B. das Eisen, mit dem Aluminium hochschmelzende Legierungen bilden, welche sich bei dem-Abkühlen des unreinen flüssigen Metalls vor den Kristallen des Aluminiums abscheiden können.A possible purification of the metal through fractional crystallization various obstacles stand in the way of the melt flow, namely i. the size The tendency of aluminum to oxidize, which makes melting operations in the crucible more difficult and unclean rüacht, 2. the strong action of the molten metal on the Walls of the crucible, whereby iron, silicon, carbon, etc. are taken up again and again be, the fact that some metals, such as. B. the iron, with the aluminum high-melting alloys form, which when the impure liquid cools down Metal can deposit before the crystals of aluminum.

Diese letztere Tatsache ist oft beobachtet und wissenschaftlich erläutert worden, im besonderen von G w y e r (igo8), welcher die Schmelzdiagramme der Legierungen thermoanalytisch bestimmt hat. Gemäß seiner jetzt noch als maßgebend geltenden Darstellung würde die Reinigung eines eisenhaltigen Alurniniums durch Kristallisation aus dem Schmelzfluß unmöglich sein, weil in jedem Falle die erste Kristallabscheidung eisenreicher ausfallen würde als das Ausgangsmaterial.This latter fact is often observed and scientifically explained been, in particular by G w y e r (igo8), who made the melting diagrams of the alloys determined thermoanalytically. According to his presentation, which is still considered authoritative would be the purification of a ferrous aluminum by crystallization from the Melt flow will be impossible because in any case the first crystal deposit is richer in iron would turn out to be the starting material.

Eingehende Versuche in der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt haben nun ergeben, daß dies zwar zutrifft für stark verunreinigtes Metall, jedoch nicht für das technische Aluminium mit weniger als i Prozent Eisen neben anderen'Fremdstoffen. Hier enthalten die aus dem Schmelzfluß abgeschiedenen ersten Kristalle tatsächlich weniger Eisen als das Ausgangsmaterial, und' sämtliche Verunreinigungen reichern sich in der metallischen »Mutterlauge« an.In-depth experiments in the Physikalisch-Technische Reichsanstalt have now shown that this is true for heavily contaminated metal, however not for technical aluminum with less than 1 percent iron in addition to other foreign substances. Here the first crystals separated from the melt flow actually contain less iron than the starting material, and 'accumulate all impurities in the metallic "mother liquor".

Zum Beispiel konnte ein Aluminiummetall vom Feingehalt 99,6 Prozent (o,i8 Prozent Eisen und o,22 Prozent Silizium) durch wiederholte Kristallisation während der Abkühlung bis auf o,o5 Prozent Fremdstoffe (= 9995 Prozent Feingehalt) gereinigt werden, und der weiteren Reinigung ist keine Grenze gesetzt.For example, an aluminum metal could have a fineness of 99.6 percent (0.18 percent iron and 0.22 percent silicon) through repeated crystallization during cooling down to 0.05 percent foreign matter (= 9995 percent fineness) getting cleaned, and there is no limit to further cleaning.

Gegenüber der ,Abkühlung dess-flüssigen Metalls zur Erzeugung reiner Aluminiumkristalle hart.es-sich als besonders vorteilhaft erwiesen, den, umgekehrten. Weg einzuschlagen und von gegossenen festen Metallblöcken auszugehen, welche vorsichtig erwärmt werden. Durch die anfängliche Verflüssigung der unreinen Gefügebestandteile (eutektische Legierungen) nimmt das Metall mehr und mehr einen breiartigen Zustand an. - Verwendet man als Schmelzgefäß ein, Diaphragma, so fließt der flüssige Teil ab und hinterläßt in Körnern die höher schmelzenden Gefügebestandteile, welche den gereinigten Aluminiumkristallen entsprechen. Beispielsweise befindet sich der zu reinigende Gußblock in einem offenen Trichterröhr aus Glas oder Steingut oberhalb eines Eimerchens aus dem gleichen Material zur Aufnahme der abfließenden Metallteile. Das System ist lose in einem senkrecht stehenden, von Wasserstoff durchströmten Mantelrohr untergebxacht, welches mit Hilfeeines elektrischen Ofens erhitzt wird. Ein am oberen Ende des Mantelrohres eingefügter verschiebbarer Stab aus Tonmasse dient bei dem fraktionierten Schmelzen als Stempel zum Zusammendrücken der gereinigten Aluminiumkristallra±e: .Bei mehrfacher Wiederholung dieses Verfahrens ist mit leichter Mühe der Eisengehalt des Metalls auf o,o2 Prozent verringert worden, und auch d'-ese Verunreinigung. läßt sich noch durch weitere Kristallisation beseitigen. Die Apparatur kann je nach dem anzuwendenden Maßstabe wechseln.Compared to the, cooling of the liquid metal to produce pure Aluminum crystals hard.es-proved to be particularly advantageous, the reverse. Take the path and start from cast solid metal blocks, which carefully be heated. Through the initial liquefaction of the impure structural components (eutectic alloys) the metal becomes more and more pulpy at. - If a diaphragm is used as a melting vessel, the liquid part flows and leaves behind in the grains the higher melting structural components, which the correspond to purified aluminum crystals. For example, the one is too Cleansing cast block in an open funnel tube made of glass or earthenware above a bucket made of the same material to hold the draining metal parts. The system is loosely in a vertical position, through which hydrogen flows Jacketed pipe, which is heated with the help of an electric oven. A slidable rod made of clay, inserted at the upper end of the casing tube in the case of fractionated melting, serves as a stamp to compress the purified ones Aluminum crystal:. Repeating this procedure several times is easier with Trouble the iron content of the metal has been reduced to 0.02 percent, and also d'-ese Pollution. can be eliminated by further crystallization. The apparatus can change depending on the scale to be applied.

Claims

PATEXT CLAIMS: Process for cleaning aluminum. ininium, whose . Impurities are below z percent, characterized in that the solid Metal slowly heated to melting temperature and the low-melting alloys the impurities from the purer aluminum crystals remaining in the melt flow be filtered off.

2. Apparatus for .Ausführung the method according to claim z, characterized by a in a vertical position through which hydrogen flows, electrically heated jacket tube housed funnel tube made of glass or earthenware, which is located above a bucket made of the same material to hold the Metal parts flowing out of the funnel tube are located, with one at the top .of the jacket tube inserted, push-.able rod made of clay in the case of the fractionated Melting as a stamp for compressing the purified aluminum crystals serves.