DE559859C

DE559859C - Verfahren zur Herstellung von Aluminium und Aluminiumlegierungen

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Publication number: DE559859C
Application number: DE1930559859D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1929-05-25
Filing date: 1930-05-09
Publication date: 1932-09-24

Description

Verfahren zur Herstellung von Aluminium und Aluminiumlegierungen Es ist bei der Herstellung von Aluminium und seinen Legierungen aus auf elektrochemischem Wege hergestellten Vorlegierungen das Ausseigern, Zentrifugieren, die elektrolytische Raffination und die Vakuumdestillation der V orlegierung bekannt.
Auch die vorliegende Erfindung basiert auf diesen bekannten Verfahren. Sie unterscheidet sich davon aber dadurch, daß als Vorlegierung eine wolframhaltige Aluminiumlegierung verwendet ist. Diese Vorlegierung wird durch reduzierende Schmelzung im elektrischen Ofen aus Tonerde enthaltenden Materialien und Wolfram enthaltenden Zuschlägen, - wie Wolframmetall, Wolframoxyden bzw. -erzen, Rückständen von der Raffination der Vorlegierung hergestellt.
Die Vorteile des Verfahrens sind wesentlich.
Die Anwesenheit von Wolfram als Legierungskomponent bei der elektrothermischen Herstellung der Vorlegierung hat einen außerordentlich ruhigen Ofengang und bessere Reduktionsverhältnisse als bisher im Gefolge. Es ist ja eine bekannte Tatsache, daß der Prozeß der elektrothermischen Herstellung von Aluminium und seinen Legierungen vor allem dadurch gefährdet ist, daß die erzeugten Produkte infolge ihres verhältnismäßig geringen spezifischen Gewichtes allzulange in der Reduktionszone verbleiben, wo sich unter der Einwirkung des elektrischen Lichtbogens und der Reduktionskohle Metallkarbide bilden, welche den Ofen verstopfen.
Die Anwesenheit des Wolframs beseitigt diesen Nachteil und die sich daraus ergebenden Schwierigkeiten, denn die erzeugte Vorlegierung hat ein viel höheres spezifisches Gewicht, als wie bekannte Vorlegierungen des Aluminiums bei gleichem Aluminiumgehalt; es ermöglicht ferner das Arbeiten mit Schlakken, welche einen ruhigeren Gang des Reduktionsprozesses sichern.
Auch die Raffinierung der erzeugten Vorlegierung bzw. die Beseitigung des Wolframs bietet keine Schwierigkeiten, im Gegensatz z. B. zum Kupfer; denn es gelingt durch einen einfachen Seigerungsvorgang, das Wolfram aus der Legierung abzuscheiden. Diese Seigerung kann so geführt werden, daß das ganze Wolfram oder auch nur ein Teil desselben entfernt wird.
Seigerungsversuche, die -mit ungefähr 8% enthaltenden Aluminium-Wolfram-Legierungen durchgeführt worden sind, haben zu einem Aluminiummetall geführt; dessen Wolframgehalt nur ungefähr 0,07 % beträgt. Die Möglichkeit, durch ein so einfaches Verfahren eine so weitgehende Raffination der Vorlegierung durchzuführen, ist ein wesentlicher Fortschritt.
Die Herstellung der Vorlegierung erfolgt in der Weise, daß Aluminiumoxyd enhaltende Materialien, insbesondere also Bauxite, unter Zusatz von wolframhaltigeni Material reduzierend im -elektrischen Ofen verschmolzen werden.
Die Wolfram enthaltenden Materialien können das Wolfram als Metall, als Legierung oder als Verbindung enthalten. Es empfiehlt sich die Verwendung oxydischen Wolframerzes. Natürlich können auch Wolframschlacken verwendet Werden. Die erzeugte Wolframlegierung kann, anstatt sie direkt zu raffinieren, auch zur Bildung weiterer Vorlegierungen in den Prozeß zurückgeführt werden.
Die Reduktion wird vorzugsweise so weit geführt, daß eine Aluminium-yVolfram-Legierung erzeugt wird, die zwischen 5o und 9o o@o Aluminium enthält.
Der Wolframgehalt der Vorlegierung kann von wenigen Prozent bis 5o % variieren, jedoch hat sich herausgestellt, daß eine Wolframlegierung von io bis 300o die besten Bearbeitungsmöglichkeiten bietet.
Als Aluminiumoxyd enthaltendes Material kommt in erster Linie Bauxit in Betracht. Da nun die Bauxite meistenteils Eisen enthalten und dieses Metall in der Vorlegierung ein unerwünschter Bestandteil ist, weil es zur Bildung von Eisenaluminid (FeA13) führt, ein Produkt, das viel Aluminium enthält und spezifisch leicht ist, so empfiehlt es sich, einen Bauxit zu verwenden, der vorher vom Eisen bzw. anderen Unreinigkeiten befreit worden ist. Eine Befreiung vom Kieselsäuregehalt des Bauxits ist nicht erforderlich; im Gegenteil empfiehlt es sich, Silizium in der Vorlegierung zu haben.
Wie bereits erwähnt, erfolgt die Bearbeitung der Vorlegierung vorzugsweise durch Seigerun.g. Demzufolge wird die Legierung eine gewisse Zeit bei einer Tempeeatur erhalten, bei welcher die Aluminium-Wolfram-Legierung erstarrt, während die vom Wolfram befreite Mutterlauge, die ein ziemlich reines Aluminium oder eine hochprozentige Aluminiumlegierung darstellt, flüssig bleibt.
Das hohe spezifische Gewicht der sich ausscheidenden Wolfram-Aluminium-Legierung erleichtert die Trennung in hohem Maße. Die Abscheidung der Aluminium-Wolfram-Kristalle kann in verschiedener Weise erfolgen, insbesondere durch Zentrifugieren, Abpressen USW.
Die Raffinierung der Vorlegierung kann aber auch elektrolytisch erfolgen.
Diese elektrolytische Raffination wird vorzugsweise bei Temperaturen ausgeführt, die unterhalb des Schmelzpunktes des Aluminiummetalles bzw. der Metallegierung liegen, und zwar unter Anwendung fester Anoden und Kathoden. Sie kann aber auch bei höheren Temperaturen ausgeführt werden.
Ein weiteres Verfahren der Raffination besteht darin, daß die Vorlegierung im Vakuum zu einer Temperatur erhitzt wird, bei welcher das Aluminium abdestilliert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Aluminium und Aluminiumlegierungen durch Raffinierung einer Vorlegierung mittels eines seigerelektrolytischen, Vakuumdestillations- oder ähnlichen Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorlegierung eine wolframhaltige Aluminiumlegierung verwendet wird. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlegierung durch reduzierende Schmelzung im elektrischen Ofen aus Tonerde enthaltenden Materialien und Wolfram enthaltenden Zuschlägen, wie Wolframmetall, Wolframoxyden bzw. -erzen, Rückständen von der Raffination der Vorlegierung hergestellt wird. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Wolframzuschlag in einer solchen Menge erfolgt, daß die Vorlegierung bei einem Gehalt bis 5o % Wolfram zweckmäßig zwischen io und 30'/, Wolfram enthält. q.. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch Herstellung einer außer Wolfram Silizium enthaltenden Vorlegierung. 5. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausgang von eisenreichen Bauxiten eine vorgängige Eisenbefreiung stattfindet.