DE45198C - Verfahren zur Darstellung von Aluminium - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Das bisher bekannte Verfahren zur Darstellung von Aluminium auf dem Schmelzwege aus Kryolith oder Chloraluminium und Natrium besteht im wesentlichen darin, dafs man die genannten Körper mit einem Flufsmittel in mehr oder weniger fein zertheiltem Zustande mischt und das Gemenge im Tiegel oder Flammofen einer erhöhten Temperatur aussetzt.

Dieses Verfahren leidet an erheblichen Mängeln. Das Ausbringen von metallischem Aluminium ist sowohl im Vergleich mit dem Gehalt des. Gemenges an Aluminium, als auch mit Bezug auf die Menge des angewendeten Natriums ein geringes. Man bringt z. B. anstatt der 13 pCt. Aluminium, die der Kryolith enthalt, nur ungefähr 4 bis 5 pCt. aus, so dafs also nur 30 bis 40 pCt. Aluminium gewonnen werden, während der Rest in der Schlacke bleibt. Andererseits können theoretisch bei Anwendung von 100 Gewichtstrieilen Natrium 40 Gewichtstheile Aluminium gewonnen werden, während man thatsächlich nur ungefähr 12,5 Gewichtstheile Aluminium erhalt. Demgemäfs gehen ungefähr 70 pCt. des angewendeten Natriums verloren. Das ausgebrachte Aluminium ist ferner unreines, enthält Eisen, wenn die Darstellung in eisernen Tiegeln erfolgte, und Silicium, wenn thonhaltige Gefäfse benutzt wurden, derart, dafs die Summe der Verunreinigungen nicht unter 3 pCt., in der Regel aber' weif mehr beträgt. Auch ist das Aluminium nach beendeter Umsetzung niemals in einem zusammenhängenden Klumpen (Regulus) vereint, sondern es ist in Form von Kugelchen, zum Theil unendlich fein, in der ganzen Schlacke vertheilt und die Vereinigung dieser Theilchen gelingt nur mit grofsen Mühen und unter Verlust.

Endlich werden die angewendeten Gefäfsc, namentlich die thonhaltigen, bei dem Procefs so stark angegriffen, dafs sie nur eine kurze Benutzung gestatten.

Diese Mängel lassen sich leicht erklären, wenn man die Vorgänge verfolgt, welche während der Behandlung des Gemenges auftreten. Wird das Gemenge, bestehend z. B. aus Kryolith, metallischem Natrium und einem Flufsmittel, z. B. einem Chlorid der Leichtmetalle oder alkalischen Erden, in einem Tiegel oder Flammofen einer erhöhten Temperatur ausgesetzt, so geht schon gleich beim Beginn des Processes das bei 95° C. schmelzende Natrium in den flüssigen Zustand über, sickert durch die Masse und sammelt sich trotz seines geringen speeifisichen Gewichtes am Boden des Tiegels oder Flammofens an. Das geschmolzene Natrium vermag jedoch nicht auf seinem Wege nach abwärts irgend welche Einwirkung auf den Kryolith auszuüben, da die Temperatur für eine solche Einwirkung in diesem Stadium des Vorganges eine viel zu niedere ist. Mit der Zunahme der Temperatur wird allerdings eine stellenweise Umsetzung des Fluoraluminiums durch die in der Masse aufsteigenden Natriumdämpfe eintreten; ein grofscr Theil des Natriums wird aber bereits verflüchtigt sein, bevor die nöthige Temperatur eingetreten ist. Wenn auch die Natriumdämpfe bereits bei Rothglut und vor dem Schmelzen des Kryoliths auf denselben einwirken, so werden sie doch keine Gelegenheit zu einer vollständigen Mischung finden, weil sie durch einzelne schornsteinartige

Kanäle des Gemenges und insbesondere an den Wandungen des Tiegels^, zwischen diesen und der durch Frittung zusammengezogenen Masse entlang nach oben strömen und an der Oberflache unbenutzt verbrennen, sobald sie dort Luft finden.

Ist schlielslich das Gemenge in Flufs gerathen, so wird der gröfste Theil des Natriums bereits entwichen sein. Man wäre daher gezwungen, erheblich mehr Natrium, als theoretisch nothwendig, der Masse beizumengen, um einigermafsen sicher zu sein, den gröfseren Theil des Aluminiums aus dem Kryolith auszubringen. Mag dies nun auch thatsächlich erfolgt sein, so bietet sich in der Löslichkeit des Aluminiums in geschmolzenem Kryolith eine weitere Veranlassung zu erheblichen Verlusten an Aluminium. Von dieser Erscheinung kann man sich leicht überzeugen, wenn man ein Stück Aluminium in geschmolzenen Kryolith wirft. Das Aluminium verschwindet dann schon nach kurzer Zeit. Die Folge dieser Eigenschaft des Aluminiums liegt auf der Hand. Wie bereits erwähnt, tritt die Einwirkung des Natriums auf den Kryolith zum Theil schon vor der Schmelzung des letzteren ein, so dafs sich bereits vor dem Uebergang des Gemenges in den flüssigen Zustand zahllose Kügelchen von metallischem Aluminium in der Masse vertheilt vorfinden. Ist der Kryolith nun geschmolzen, so sinken die Kügelchen langsam zu Boden, kommen aber auf diesem Wege mit frischen Theilen des Kryoliths zusammen, werden daher zum grofsen Theil wieder aufgelöst und verschwinden, so dafs eine erneute Umsetzung erforderlich wird.

Andererseits setzt die mehr oder minder zähflüssige Schmelze, deren specifisches Gewicht nur wenig von demjenigen des Aluminiums abweicht, der Vereinigung der in ihr vertheilten Aluminiumkügelchen einen energischen Widerstand entgegen.

Wollte man aber die Vereinigung des fein zertheilten Aluminiums durch stärkeres Feuer und längeres Schmelzen versuchen, so würde man die Ausbeute eben infolge des Wiederauflösens des Aluminiums noch weiter verringern.

Aufserdem würde bei diesem Verfahren die Vereinigung der Aluminiumtheilchen erst recht erschwert werden, weil die Schmelze bei fortgesetztem Schmelzen und hoher Temperatur infolge Verflüchtigung immer zähflüssiger wird. Für das Sammeln der einzelnen Kügelchen nach dem Erkalten der Schlacke kann man sich nicht einmal eines nassen Aufbereitungsverfahrens bedienen, da bei Zusatz von Wasser die Schlacke auch bei gewöhnlicher Temperatur auflösend auf das Aluminium einwirkt. Die schädliche Einwirkung der Gefäfse, in denen die Umsetzung des Kryoliths sich vollzieht, lä'fst sich gleichfalls leicht erklaren. Bedient man sich eiserner Tiegel, so ist. abgesehen von den hohen Kosten, das gewonnene Aluminium zwar verhä'ltnifsma'fsig frei von Silicium, enthalt aber dafür um so mehr Eisen. Nimmt man dagegen thonhaltige Tiegel, so werden die zwischen der Wand und dem zusammengefritteten Inhalt des Tiegels entlang streichenden Natriumdä'mpfe Silicium aus der glühenden Tiegelwand ausscheiden. In gleicher Weise wirkt aber auch das im Laufe des Processes ausgeschiedene Aluminium. Es erfolgt also um so sicherer eine Verunreinigung des Aluminiums durch Silicium, als die Einwirkung des Natriums und Aluminiums längere Zeit dauerte. Hieraus erklärt sich ohne Weiteres die schnelle Zerstörung der Tiegel, welche oft so erheblich ist, dafs z. B. feuerfeste Thontiegel selten mehr als zu einer Schmelzung dienen können.

Wendet man einen Flammofen an, so treten zwar die genannten Uebelstä'nde weniger schroff auf, aber man hat einestheils bei der grofsen Oberfläche des Bades im Verhältnifs zur Tiefe desselben einen grofsen Verlust an Fluoraluminium durch Verflüchtigung, anderentheils hat das Natrium wegen der niedrigen Flüssigkeitssäule weniger Gelegenheit zur Einwirkung auf das Fluoraluminium.

Auch bei Anwendung von Flammöfen ist eine nachtheilige Einwirkung des Herdmaterials auf die Reinheit des Metalls nicht ausgeschlossen.

Diese Verunreinigungen sind um so unangenehmer, als eine nachträgliche Reinigung entweder mit grofsen Verlusten verbunden oder, wie z. B. betreffs des Siliciumgehaltes, überhaupt unausführbar ist. Sämmtliche Nachtheile sind, wenn auch theilvveise in geringerem Grade, fühlbar, wenn man den Kryolith ganz oder theilweise, z. B. durch Chloraluminium, ersetzt. Obwohl bei Gegenwart von Chloraluminium die Gefäfse weniger stark angegriffen werden und sich das ausgeschiedene Aluminium besser vereinigt, so entzieht sich doch andererseits das Chloraluminium infolge seiner Flüchtigkeit noch leichter der Einwirkung des Natriums, als das Fluoraluminium bezw. Doppelfluorid von Aluminium und Natrium, so dafs das Ausbringen ' auch hier sich der theoretischen Menge gegenüber bei weitem zu niedrig stellt. Aufserdem ist die Herstellung des Chloraluminiums eine kostspielige.

Eingehende Beobachtungen der geschilderten Vorgänge bei der Aluminiumdarstellung führten den Erfinder nun zur Erkenntnifs, dafs zur Vermeidung der L'ebelstände und Verluste es erforderlich ist:

a) die Körper, welche auf einander einwirken sollen, zunächst getrennt von einander für die nachherige Umsetzung vorzubereiten,

b) die Umsetzung der gehörig vorbereiteten Körper möglichst augenblicklich zu bewirken,

c) den Procefs nach beendeter Umsetzung plötzlich zu unterbrechen.

Das Verfahren, dessen sich der Erfinder unter Beobachtung jener Bedingungen vorzugsweise bedient, besteht in folgendem: ioo Gewichtstheile Kryolith und 30 bis 100 Gevvichtstheile abgeknistertes Kochsalz werden in einem feuerfesten Thontiegel bei Rothglut unter aufgesetztem Deckel zur Vermeidung von Verflüchtigung geschmolzen. Sobald die Masse vollständig flüssig ist, werden 35 Gewichtstheile Natrium in einem oder auch mehreren Stücken mittelst eines ■später.-zu beschreibenden Gezähes auf den Boden des Bades eingeführt. Die Umsetzung tritt sofort ein und ist schon nach wenigen Augenblicken oder Minuten beendet, worauf man den Tiegel aus dem Feuer nimmt und seinen Inhalt in eine tiegelartige gufseiserne Form giefst, um eine rasche Erstarrung der Masse zu erzielen. Nach dem Festwerden derselben wird die Form umgestürzt und das Aluminium, welches in einem einzigen Klumpen nahe am Boden der Form vereinigt ist, durch einige Hammerschläge von der, Schlacke getrennt.

Damit der Procefs völlig gelingt, ist vor allem erforderlich, dafs die Schmelze vor dem Einbringen des Natriums gut flüssig ist. Das Schmelzen darf einerseits nicht zu lange dauern, um die Auflösung von Silicium zu beschränken, andererseits aber auch der leicht eintretenden Verflüchtigung und hieraus sich ergebenden Zähflüssigkeit des Bades wegen bei nicht zu hoher Temperatur geschehen.

Zur Vermeidung von Explosionen beim Einfuhren des Natriums in die flüssige Schmelze darf das Natrium keine Hohlräume, keine Feuchtigkeit, kein OeI, Asphalt oder sonstige Kohlenwasserstoffverbindungen enthalten. Es ist daher vorzuziehen, das Natrium unmittelbar vor seiner Benutzung in einem verschlossenen eisernen Tiegel umzuschmelzen, in geeignete Formen zu giefsen und nach dem Erstarren gegen Feuchtigkeit zu schützen. Bei diesem Umschmelzen sind weitere Vorsichtsmafsregeln nicht erforderlich, nur ist eine möglichst niedere Temperatur anzuwenden und alles Wasser natürlich fernzuhalten. Das Einfuhren des Natriums in das Bad mufs derart erfolgen, dafs das Metall nicht an der Oberfläche des Bades zum Schmelzen kommt, da es ebensowenig möglich wäre, das flüssige, specifisch leichtere Natrium unterzutauchen, wie z. B. OeI unter Wasser zu bringen. Das Natrium würde in diesem Falle also zum gröfsten Theil unbenutzt verbrennen.

Um daher das Natrium in'fester Form schnell in die flüssige Schmelze, und zwar bis auf den Boden des Bades einzuführen, bedient' man sich zweckmäfsrg des auf beiliegender Zeichnung dargestellten Gezähes. Dasselbe besteht aus einem einfachen Eisenstab s, Fig. 1, an den man das in das Bad einzuführende Stück Natrium g anspiefst, und aus einer mit Löchern i versehenen schalenförmigen Scheibe a, Fig. 2 und 3, die an dem Ende einer Stange t befestigt ist und einen radialen Schlitz b besitzt. Fig. 4 veranschaulicht die Einführung des Natriums in das Bad. Fig. 5 ist ein Horizontalschnitt nach A-B, Fig. 4.

Um Abkühlung möglichst zu vermeiden; spiefst man das Stück Natrium g an den Stab s, erwärmt die Scheibe α bis zur Rothglut, bringt den Stab s und Scheibe α mit Stange t bereits außerhalb des Tiegels Tin die aus Fig. 4 und 5 ersichtliche gegenseitige Lage und taucht dann das Ganze plötzlich bis auf den Boden des Tiegels T ein, ehe noch das Natrium Zeit findet, an der Oberfläche des Bades zu schmelzen und in Brand zu gerathen. Die .Scheibe a verhindert hierbei, dafs das specifisch leichte Natrium nach dem Eintauchen in die Höhe steigt, während die in der Scheibe angeordneten Löcher i ein vertheiltcs Aufsteigen des geschmolzenen Natriums in dem Bade gestatten.

Der sofortige Eintritt der von einer Flammenerscheinung begleiteten Umsetzung wird an dem lebhaften Aufwallen der ganzen Masse, sowie an dem Erzittern der beiden Eisenstäbe s und t wahrgenommen. Sobald diese Erscheinungen aufhören, was nach wenigen Augenblicken oder Minuten schon der Fall ist, kann man die Umsetzung als beendet erachten und den Tiegel seines Inhalts entleeren.

Infolge der aufserst kurzen Dauer der Umsetzung hat die Einführung des eisernen Gezähes in das Bad keine nachtheilige Einwirkung auf die Reinheit des Aluminiums.

Je höher die Flüssigkeitsschicht des geschmolzenen Kryoliths ist, desto vollständiger wird ein Entweichen von Natriumdämpfen verhindert. Diese Höhe sollte daher nicht unter 30 cm betragen.

Durch das beschriebene Verfahren werden nun eine ganze Reihe von Vortheilen erreicht. Vor allem wird das Natrium nicht mehr wie bei den bisher bekannten Verfahren Gelegenheit zum unbenutzten Entweichen haben. Da das Natrium plötzlich in ein Mittel eingetragen wird, das weit über seinen Verflüchtigungsgrad hinaus erhitzt ist, so wird die gesammte Masse des Bades von den Natriumdampfen durchfurcht und die plötzlich an allen Stellen der Flüssigkeit eintretende Umsetzung wird zu heftigen Wallungen des Bades Veranlassung geben, so dafs eine möglichst vollkommene Mischung des geschmolzenen und dampfförmigen Natriums mit dem geschmolzenen Kryolith stattfindet. Da aufserdem aber ein Verbrennen des Natriums nicht eintreten kann, weil dasselbe

durch das Bad selbst vollkommen von Luft abgeschlossen bleibt, so wird nahezu sämmtliches Natrium für die Umsetzung nutzbar gemacht. Jnfolge der plötzlich eintretenden lebhaften Umsetzung wird nicht nur eine gründliche Vermischung des Natriums mit dem Bade, sondern auch eine bedeutende Temperaturerhöhung bewirkt. Das Bad, welches vorher eine syrupanige Consistenz zeigte, wird dem-, gemäfs dünnflüssig wie Wasser, so dafs die Vereinigung des im Bade yertheilten Aluminiums in solchem Mafse begünstigt wird, dafs man nach dem Ausgiefsen des Tiegelinhalts in der erstarrten Masse einen einzigen zusammenhangenden Aluminiumklumpen findet, während die Schlacke nur unendlich kleine, für das unbewaffnete Auge nicht wahrnehmbare AIuminiumkUgelchen enthält. Da die Umsetzung überaus glatt verläuft und das Ausgiefsen der Masse aus dem Tiegel schnell erfolgt, so wird ein Wiederauflösen des Aluminiums nur in ganz unerheblichem Mafse stattfinden, also ein hohes Ausbringen einerseits und ein reines Product andererseits gesichert. Es gelingt auf diese Weise z. B. bei Anwendung von nur 35 pCt. Natrium des Gewichtes an Kryolith bis zu j-j pCt. des in demselben enthaltenen Aluminiums, also mehr als das Doppelte gegen früher auszubringen. Um in d.ieser Beziehung auch die in der flüssigen Schmelze nach Beendigung der Umsetzung vorhandenen, der Vereinigung zu einem Klumpen entgangenen, unendlich kleinen Aluminiumtheilchen zu gewinnen,^ empfiehlt es sich, das Bad mit einem kupfernen Stabe umzurühren. Hierbei schlagen sich jene Aluminiumtheilchen auf der Kupferstange unter Bildung von Aluminiumbronze nieder. In gleicher Weise kann man kupferne Gefiifse oder andere Gegenstände aus Kupfer durch Eintauchen in das Bad unmittelbar nach beendeter Umsetzung auf der Oberfläche mit einer Schicht von Aluminiumbronze überziehen. Auch durch Eintauchen anderer Metalle kann derselbe Zweck erreicht werden, sofern jene Metalle mit Aluminium eine Legirung eingehen.

Ein weiterer ganz erheblicher Vortheil des Verfahrens besteht in der Erzeugung fast chemisch reinen und namentlich siliciumfreien Aluminiums. Diese Thatsaehe erklärt sich einestheils aus der geringen Dauer der Einwirkung des NiH riu ms und des erzeugten flüssigen Aluminiums auf die Gefiiiswiinde gegenüber dem bisherigen Verfahren, anderentheils aber aus dem Umstände, dafs das geschmolzene Kochsalz auf der Wandung des Tiegels eine Art Glasur bildet, welche den Zutritt des Natriums und des Aluminiums zu jener Wandung ausschliefst. Nach dem beschriebenen Verfahren gewonnenes Aluminium enthielt z. B. nur 1,0 bis 1,5 pCt. Verunreinigungen, während das gangbare Handelsaluminium, wie bereits angegeben, ungefähr 3 pCt. Unreinigkeiten enthalt, ein Unterschied, welcher von aufserordentlichem Einflüsse auf wichtige physikalische Eigenschaften des Metalls (Festigkeit, Geschmeidigkeit, 'Hämmerbarkeit, Aussehen, Leitungsfähigkeit für Elektricität -etc.) ist.

Aus demselben Grunde werden die Gefäfswandungen fast gar nicht angegriffen, dieselben erscheinen vielmehr nach ihrer Benutzung völlig glatt und wie glasirt. während sie bisher nach ihrer Benutzung stets zerfressene Oberflächen zeigten. Man kann daher selbst gewöhnliche Tiegel aus feuerfestem Thon mehrere Male benutzen.

Aus allen diesen Gründen stellen sich auch die Kosten der Erzeugung des Aluminiums, ganz abgesehen von der Reinheit des Erzeugnisses und der demgemäfs fortfallenden weiteren Reinigung desselben, auf ungefähr ein Drittel bis ein Viertel der Kosten ,des bisherigen Verfahrens.

Das beschriebene Verfahren ist nun mannigfacher Abänderungen fähig, ohne dafs das Wesen desselben berührt würde. So läfst sich dasselbe nicht nur für die Umsetzung von natürlichem oder künstlichem Kryolith, sondernauch für die Verbindungen des Aluminiums mit Chlor, Brom, Jod oder Fluor, sowie Gemengen dieser Verbindungen unter einander oder Doppelsalze dieser Verbindungen mit den entsprechenden des Natriums oder Kaliums verwenden.

An Stelle des Kochsalzes, welches den Zweck hat, den Schmelzpunkt des Kryoliths zu erniedrigen, die Dünnflüssigkeit der Masse zu erhöhen und die Schmelzgefäfse gegen Beschädigung zu schützen, kann man auch andere Flufsmittel, insbesondere Verbindungen des Chlors oder Fluors, mit den- Metallen der Alkalien oder alkalischen Erden oder Mischungen der genannten Körper verwenden. Die hierbei erforderlichen Mengenverhältnisse sind im wesentlichen dieselben, wie die vorhin bei Anwendung von Kryolith angegebenen. Die Umsetzung der geschmolzenen Aluminiumverbindung kann ferner anstatt durch Natrium auch durch andere Metalle der Alkalien oder alkalischen Erden, z. B. durch Kalium oder Magnesium, bewirkt werden.

Anstatt, wie beschrieben, das umsetzende Metall für sich in das flüssige Bad einzutauche.n, kann man dasselbe auch vorher mit einem Theil der umzusetzenden Aluminiumverbindung oder mit Quecksilber (behufs Erhöhung des specifischen Gewichtes des in das Bad einzuführenden Metalls) vereinen oder die geschmolzene umzusetzende Aluminiumverbindung dem geschmolzenen umsetzenden Metall zufuhren. Auch kann man ein Gemenge der umzusetzenden Aluminiumverbindung und des

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In diesem Falle tritt bei der Einführung des Gemenges in das flüssige Bad gleichfalls eine sofortige Umsetzung der Aluminiumverbindung ein.

. An Stelle des oben beschriebenen und durch Fig. ι bis 5 der beiliegenden Zeichnung veranschaulichten Apparates kann man zur Ausführung des vorliegenden Verfahrens auch andere geeignete Vorrichtungen verwenden, durch welche das Natrium in. das flüssige Bad eingetragen wird.

So kann die Vorrichtung zum Eintauchen des festsn Natriums in verschiedener Weise geformt sein. Dieses Gezähe, welches sich zweckmäfsig als »Taucher« bezeichnen läfst, kann die Gestalt einer Glocke haben oder in einem hohlen Gefäfs von irgend einer Form, als Kugel, Cylinder, Ellipsoid, mit durchlochten Wandungen bestehen. Fig. 6 zeigt einen solchen Taucher. Das aus dünnem Schmiedeisen hergestellte hohle Gefäfs α enthält eine Anzahl Oeffnungen i und ist an der eisernen Stange t befestigt. Dieses Gefäfs setzt man in die zweitheilige Form Λ, welche dasselbe dicht umschliefst, giefst darauf flüssiges Natrium durch den mit der Oeffnung / correspondirenden Eingufstrichter e ein, bis α gefüllt ist, läfst das Natrium erstarren und entfernt dann die Form h von dem Gefäfs a. Der so hergestellte Taucher ist nun zum Gebrauche fertig.

Um das Natrium schnell in die geschmolzene Aluminiumverbindung einzuführen und mit derselben rasch und vollkommen zu mischen, kann man sich auch anderer Vorrichtungen bedienen, so z. B eines Schmelz- und Reductionsgefäfses, welches man in Bewegung versetzen kann, um ein schnelles und vollkommenes Mischen des Natriums mit der feuerflüssigen Aluminiumverbindung zu bewirken, was wegen der Verschiedenheit des specifischen Gewichtes zwischen dem leichteren Natrium und der Schmelze ohne Schwierigkeit gelingt.

Ein sehr einfaches Verfahren dieser Art, wie es zu den diesen Gegenstand betreffenden Ver¹ suchen vielfach angewendet wurde, besteht darin, dafs man einen Tiegel T, Fig. 7, nachdem dessen Inhalt geschmolzen ist, aus dem Ofen nimmt und mit einem gut schliefsenden Deckel D, welcher mittelst an seiner unteren Seite angeordneter Dorne oder Vorsprünge / eine Natriumscheibe g trägt, zudeckt, durch eine entsprechend geformte Zange k, welche mit einer ringförmigen Klaue den unteren Theil des Tiegels mit der anderen, gleichfalls ringförmigen Klaue den cylindrischen Knopf u des Deckels D umfafst, den Deckel fest aufdrückt und den Tiegel beliebig oft stürzt, wobei noch vorhandenes metallisches Natrium infolge seines geringeren specifischen Gewichtes immer wieder durch die geschmolzene Masse nach oben steigt, bis siimmtliches Natrium gebunden bezw. aufgebraucht ist.

Dieses Verfahren, welches eine vollkommene Mischung ohne jeden Natriumverlust durch Verflüchtigung bewirkt, zeigt neben diesem Vorzug insofern noch den Nachtheil, als bei Verwendung thönerner Tiegel ein guter Verschlufs des Deckels Schwierigkeiten bietet, während bei Anwendung eiserner Gefäfse der Gehalt des Aluminiums an Eisen steigt.

Wird die Schmelzung in eisernen Tiegeln vorgenommen, so enthalt das gewonnene Aluminium leicht 14 pCt. und mehr Eisen; durch vorheriges Schmelzen in thönernen Gefäfscn und Uebergiefsen in eiserne Gefäfse behufs Reduction vermeidet man zwar den hohen Eisengehalt, diese Manipulation ist aber umständlich.

Bei der Wichtigkeit, welche Percey und anderen Autoritäten zufolge das Mitismetall (ein durch geringen Aluminiumzusatz schmelzbar und gufsfähig gemachtes Schmiedeisen) für die ' Zukunft zu beanspruchen scheint, würde sich für ein eisenreiches Aluminium ausgiebige Verwendung finden, namentlich wenn dasselbe dabei siliciumarm und wegen der Möglichkeit der Herstellung in grofsem Mafsstabe verhältnifsmäfsig niedrig im Preise ist.

Für die Herstellung eines zwar eisenreichen, dabei aber siliciumarmen Aluminiums in gröfserer Menge kann man sich somit zweckmafsig eines eisernen Converters von der Construction bedienen, wie sie durch Fig. 8 veranschaulicht ist. Das eiserne, auf der Welle χ χ angeordnete cylindrische Gefäfs T wird mit der zu zersetzenden Aluminiumverbindung und dem Flufsmittel durch die Einfüllvorrichtung ο beschickt, das Ende η des Heizrohres r mit dem Gasgenerator durch die Leitung q in Verbindung gesetzt und durch ρ Luft zugeleitet. Sobald die das Rohr r durchstreichende Flamme die Charge zum Schmelzen gebracht hat, wird durch die Einfüllvorrichtung ο festes oder flüssiges metallisches Natrium eingetragen, die Einfüllvorrichtung ο verschlossen, die Verbindung von η mit q gelöst und der Converter T vermittelst der Riemscheibe w in Rotation versetzt. Nach der kurz darauf vollendeten Umsetzung bringt man den Converter in die verticale Lage, öffnet in und läfst Schlacke und Aluminium in einen transportablen Stechtiegel laufen. Natürlich kann man auch einen ausgefütterten Converter anwenden, welcher dann also ein eisenarmes Product liefert.

„ Statt eines rotirenden, kann man sich auch eines schwingenden pscülirenden Converters bedienen.

Ebenso ist ein Verfahren, welches analog dem Heaton'schen Verfahren zur Darstellung von Reactionsfrischstahl aus Gufseisen ausgebildet ist, indem man an Stelle des Salpeters metallisches Natrium und an Stelle der durchlochten Eisenplaue bezw, des Eisengitters ein aus Aluminium hergestelltes Sieb verwendet, für Massenproduction aussichtsvoll.

Zur Anwendung von flüssigem Natrium kann man selbstverständlich einen Taucher nicht benutzen. Für diesen Fall eignet sich ein Converter besonders gut.

Bei dem durch Fig. 7 veranschaulichten Tiegelconverter ist dann nur nöthig, den Deckel mit einer Oeffnung zu versehen, welche, nachdem das flüssige Natrium durch dieselbe eingegossen ist, mit einem eisernen Stöpsel verschlossen wird.

Bei dem in Fig. 8 dargestellten rotirenden Converter giefst man, wie beschrieben, einfach das geschmolzene Natrium durch die obere Oeffnung von 0 ein. ■

Das Natrium braucht selbstverständlich nicht immer von oben, sondern kann auch in einer anderen geeigneten Weise eingetragen werden.

So z. B. läfst sich aufser dem oben geschilderten, dein Heaton'schen analogen Verfahren, ein Apparat ähnlich dem Bessemer-Converter verwenden, in welchen das flüssige Natrium unter Anwendung von Druck in der Nahe des Bodens eingeführt wird.

Soll der Procefs, in der Weise vorgenommen werden, dafs man die zu zersetzende Aluminiumverbindung mit dem Natrium zusammen in das zum Schmelzen gebrachte Flufsmittel einführt, so bedient man sich entweder eines Tauchers, ähnlich dem in Fig. 6 dargestellten, oder man trägt die Mischung in einen der beschriebenen Converter ein.

So läfst sich das vorliegende Verfahren in verschiedenen Modifikationen ausführen, ohne dafs am Wesen der Erfindung etwas geändert wird.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Verfahren zur Herstellung von Aluminium aus seinen Haloidsalzen oder Doppelhaloidalkalisalzen, dadurch gekennzeichnet, dafs die Aluminiumsalze oder die Flufsmittel oder beide geschmolzen werden, bevor das zur Umsetzung verwendete Alkalimetall in festem oder flüssigem Zustande zugeführt wird, zum Zwecke, eine unmittelbare Einwirkung hervorzurufen.

   • Hierzu ι Blatt Zeichnungen.