DE69507831T2

DE69507831T2 - Verfahren und vorrichtung zum einbringen von aluminium und kalzium in flüssigesblei

Info

Publication number: DE69507831T2
Application number: DE69507831T
Authority: DE
Inventors: Stephen Hibbins; Fernando Timpano; Douglas Zuliani
Original assignee: Timminco Ltd
Current assignee: Timminco Ltd
Priority date: 1994-09-20
Filing date: 1995-09-19
Publication date: 1999-08-19
Anticipated expiration: 2015-09-20
Also published as: AU687636B2; JPH10505880A; DE69507831D1; NZ292491A; AU3467895A; CZ82697A3; WO1996009418A1; ES2128759T3; EP0788558A1; GR3029968T3; NO971138D0; BR9508848A; NO971138L; ATE176688T1; EP0788558B1; DK0788558T3

Description

Technisches Gebiet

Diese Erfindung betrifft eine Methode zur gleichzeitigen Hinzugabe von Aluminium und Calcium und Legierungen hiervon zu geschmolzenem Blei zur Herstellung von Blei-Calcium-Legierungen.

Stand der Technik

Blei-Säurebatterien wurden früher mit Gittern aus Blei-Antimon-Legierungen hergestellt. Diese Blei-Antimon-Batterien erzeugen durch eine chemische Reaktion mit Wasser Wasserstoff im Elektrolyten. Dies macht es erforderlich, die Batterie zu belüften und das Wasser periodisch zu erneuern.
Die Einführung von Gittern aus Blei-Calcium-Legierungen war eine wichtige Entwicklung, da diese Legierungen die Menge von Wasserstoffgas, die durch die chemische Reaktion erzeugt wird, stark reduzieren. Bereits 0,1% Calcium in der Bleilegierung reicht aus, um die Gasbildung auf ein Maß zu beschränken, bei dem die Batterie praktisch versiegelt werden kann und keine Wasserzugaben nötig sind.
Die Zugabe von Calcium-Metall zu Blei ist recht einfach und kann durch mehrere Methoden, einschließlich der einfachen Zugabe reinen Calcium-Metalls oder Calcium-Legierungen auf die Oberfläche eines Bleibads erreicht werden. Rühren des Bleis fördert eine bessere Auflösung und minimiert die Möglichkeiten zur Calcium- Oxydation, während es auf der Oberfläche der Bleischmelze fließt.
US-Patent Nr. 3,741,754 vom 26. Juli 1973 von C. M. Mainland beschreibt ein Verfahren zum Zusetzen von granuliertem Calciummetall zu Blei unter einem inerten Schutzgas, wodurch eine Minimierung der Oxydation des Calciums während der Zugabe erreicht wird. Dieser Prozeß hat den Vorteil, es zu ermöglichen, Calcium zu Blei mit hoher Ausbeute und minimaler Rauchentwicklung, minimalen Emissionen, minimalen Abbränden und Verlusten durch Oxydation zuzugeben.
Alternativ hierzu kann Calcium durch Zugabe von Calciumcarbid, wie im US-Patent Nr. 1,941,534 von Betterton vom 02. Januar 1934, eingebracht werden.
Die metallurgische Schwierigkeit bei der Herstellung von Blei-Calcium-Legierungen ist im allgemeinen nicht mit der Zugabe von Calcium zu geschmolzenem Blei verbunden, da es - wie oben diskutiert - mehrere alternative Legierungsverfahren gibt. Die Hauptprobleme betreffen den Schwund von Calcium, nachdem es im flüssigen Blei gelöst wurde. Blei-Calcium-Legierungen neigen stark zum Verlust von Calcium durch Oxydation an der Oberfläche der Schmelze, wo im geschmolzenen Blei gelöstes reaktives Calcium in Berührung mit Sauerstoff der Atmosphärenluft kommt.
Eine Lösung der mit Calcium-Schwund verbundenen Probleme ist durch die Zugabe einer kleinen Menge Aluminiums (0,005% bis 0,05%) zur Blei-Calcium-Legierung möglich. Aluminium bildet eine haltbare Oxydschicht auf der Oberfläche der Blei- Legierungsschmelze, wodurch die Oxydation von Calcium minimiert wird.
Anders als bei Calcium ist die Zugabe von Aluminium zu geschmolzenem Blei jedoch recht schwierig, da sie durch zwei Umstände behindert wird:
a) eine haltbare dünne Oxydschicht auf der Oberfläche von festem Aluminiummetall, die seine Auflösungsrate verzögert, und
b) die extrem geringe Löslichkeit von Aluminium in geschmolzenem Blei.
Bei typischen Bleiverarbeitungstemperaturen (400 bis 600ºC) ist die maximale Löslichkeit von Aluminium in geschmolzenem Blei nur geringfügig höher als die Spezifikationen für Calcium-Aluminium-Blei-Legierungen (bis zu 0,05% Aluminium).
Um reines, festes Aluminium-Metall effektiv zu Blei hinzuzufügen, muß die Temperatur des geschmolzenen Bleis bis über die Schmelztemperatur von Aluminium (660ºC) erhöht werden, was erheblich höher ist als der normale Bereich für Bleiverarbeitung. Wegen seiner reaktiven Eigenschaft wird Calcium-Metall normalerweise bei etwa 420ºC zugegeben. Es gibt also eine Unverträglichkeit zwischen den Schmelztemperaturen, bei denen festes Aluminium und festes Calcium-Metall zuge geben werden können. Alternativ hierzu kann vorgeschmolzenes flüssiges Aluminium in das Bleibad eingegossen und eingerührt werden; dies erfordert jedoch einen zweiten Schmelzofen zum Schmelzen des Aluminiums.
All diese Hochtemperatur-Methoden leiden an starker Oxydation, Abbrand und Rauchentwicklung, was zu Gesundheits- und Umweltbedenken wegen des Vorhandenseins von Bleioxyd-Dämpfen in der Atmosphäre führt. Wegen der hohen Schmelztemperaturen sind die Calciumausbeuten im allgemeinen gering, durchschnittlich unter 85%, mit Aluminiumausbeuten, die sich zwischen 45 und 65% bewegen.
Andere, umweltmäßig akzeptablere Methoden wurden entwickelt, wobei die verbreitetste die gleichzeitige Zugabe von Calcium und Aluminium in Form einer eutektischen Legierung nutzt. Ein Beispiel eines solchen Verfahrens ist im US-Patent Nr. 4,439,398 (Prengaman), vom 27. März 1984 beschrieben. Bei 73% Ca/27% Al hat die eutektische Legierung einen passenden tiefen Schmelzpunkt (545ºC).
Die eutektische Legierung erlaubt eine gleichzeitige Zugabe von Calcium und Aluminium in einem Verhältnis von etwa 3 Ca : 1 Al bei Bleischmelzetemperaturen von etwa 570ºC. Typischerweise sind die Reagenzienausbeuten mit dieser Legierung höher als bei den oben beschrieben Methoden mit Zugabe von reinem Calcium- und Aluminium-Metall; Calcium und Aluminiumausbeuten von 90% bzw. 70% können mit der Legierung erwartet werden. Das Hauptproblem, das bei Verwendung dieser Legierung auftritt, ist jedoch, daß das Zugabeverhältnis 3 Ca : 1 Al ist, was oft nicht mit den benötigten Bleilegierungsspezifikationen übereinstimmt. In vielen Fällen kann das gewünschte Ca : Al-Verhältnis in der fertigen Bleilegierung bis zu 10 : 1 betragen. Ein solches Zugabeverhältnis mit einer Legierung aus Ca und Al zu erreichen, ist schwierig, da die Schmelzpunkte dieser Legierungen auf beiden Seiten des 73% Ca, 27% Al Eutektiks steil ansteigt. Diese erhöhten Schmelzpunkte machen es schwierig, nicht-eutektische Legierungen herzustellen und zu benutzen, da die Bleibadtemperatur entsprechend erhöht werden muß. Die Nachteile höherer Bleitemperaturen beinhalten höhere Energiekosten, längere Prozeßzeiten, kürzere Schmelztiegelstandzeiten, höheren Calciumschwund und erhöhte Bleioxyddampf-Emissionen.
Andere Technologien zum Zugeben von Aluminium und Calcium zu geschmolzenem Blei wurden ebenfalls entwickelt. US-Patent Nr. 4,808,376 vom 28. Februar 1989 (Worcester et al.) fügt Calcium- und Aluminiumpulver durch Einspritzen einer Mischung, welche von einem Strom von inertem Gas durch eine in das Bad geschmolzenen Bleis eingetauchte Hohllanze getragen wird, hinzu. Wegen des großen Dichteunterschieds zwischen Calcium- und Aluminiumpuder und flüssigem Blei, muß die Lanze an ihrer Spitze mit einem perforierten Behälter ausgestattet werden. Dieser Behälter fängt die aufsteigenden Calcium- und Aluminiumpuder ein und hält sie, wenn sie die Lanze verlassen. Mit dieser Technik sind Calcium- und Aluminium- Ausbeuten von 90% bzw. 55% typisch. Dieses Verfahren leidet immer noch an geringen Aluminium-Ausbeuten und benötigt komplizierte und kostspielige Eintauch- Einspritz-Ausrüstungen einschließlich des Gebrauchs von Lanzen, die anfällig für Verstopfungen sind.
US-Patent 4,627,961 vom 09. Dezember 1986 (Dudek) schlägt eine gleichzeitige Zugabe von Calcium und Aluminium durch Verpressen einer mechanischen Mischung der entsprechenden Metallgranulate in ein Brikett vor. Die Briketts werden dann einem durch Rühren von geschmolzenem Blei gebildeten Strudel bei Temperaturen zwischen 550 und 600ºC zugesetzt. Die Hauptschwierigkeit dieser Methode ist die Unvorhersagbarkeit der Menge von Calcium und Aluminium, die sich in der Schmelze lösen. Versuche mit Calcium-/Aluminium-Briketts, wie sie in Spalte 1 des vorher genannten US-Patents Nr. 4,808,376 beschrieben sind, zeigen höchst unterschiedliche Ergebnisse mit Calcium-Ausbeuten, die bis zu 10% variieren und Aluminium-Ausbeuten, die bis zu 34% variieren.
US-Patent Nr. 4,699,764 vom 13. Oktober 1987 (Tobias et al.) beschreibt ein kompliziertes System, bei dem Blei in einem separaten Speicherofen geschmolzen wird, der mit geheizten Zuführ- und Rückführleitungen mit einem Lösungsofen verbunden ist. Es wird eine Pumpe benutzt, um das geschmolzene Blei durch das geheizte Zuführungsrohr, in dem die Bleitemperatur auf die gewünschte Legierungstemperatur erhöht wird, zu bewegen. Das geheizte Blei gelangt dann durch den Lösungsofen, wo es mit den Zusatzreagenzien, wie Aluminium, legiert. Das legierte Blei wird dann durch die zweite Leitung zum Hauptspeicherofen zurückgeführt. Das geschmolzene Blei wird kontinuierlich umgewälzt, bis die gewünschte Legierungszusammensetzung erreicht ist. Dieses Verfahren ist nicht nur kompliziert, sondern es benutzt Pumpen und beheizte Röhren, die instandhaltungsintensive Teile sind.
Zusammenfassend kann gesagt werden: Während die Zugabe von Calcium-Metall zu Blei relativ einfach mit Ausbeuten von 90% oder besser ist, ist die Zugabe von Aluminium-Metall zu geschmolzenem Blei recht schwierig. Alle Verfahren, die reines Aluminium-Metall bei Schmelztemperaturen von 660ºC oder weniger (dies ist unterhalb des Schmelzpunkts von Aluminium) zuführen, leiden an den geringen und höchst unterschiedlichen Aluminium-Ausbeuten. Viele benötigen komplizierte, kosten- und instandhaltungsintensive Ausrüstungen. Bei Bleischmelztemperaturen über dem Schmelzpunkt von Aluminium verbessern sich die Aluminiumausbeuten, aber die große Hitze des Bleis führt zu höheren Energiekosten, längeren Prozeßzeiten, kürzeren Schmelztiegel-Lebenszeiten, höherem Calcium-Schwund und großem Verdampfen von Bleioxyd, was ernsthafte Umweltbedenken auslöst.

Offenbarung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung benutzt ein einfaches System zum gleichzeitigen Hinzufügen von Calcium- und Aluminium-Metall bei normalen Bleiverarbeitungstemperaturen (typischerweise 560ºC und in jedem Fall unter 660ºC) mit hohen und vorhersagbaren Ausbeuten, minimaler Oxydation und minimalen Dampfemissionen.
Hohe und vorhersagbare Aluminium-Ausbeuten bei Schmelztemperaturen unter 660ºC sind unerwartet, da alle bisher beschriebenen Techniken geringe und/oder hoch unterschiedliche Aluminium-Ausbeuten bewirkten. In dieser Hinsicht erzielt das US-Patent Nr. 4,808,376, welches reines Calcium und Aluminium-Metall durch gleichzeitige Zugabe durch eine eingetauchte Lanze zugibt, durchschnittliche Aluminiumausbeuten von 55%, die sich zwischen 44% und 62,5% bewegen. Der bevorzugte Bereich der Bleischmelzetemperaturen ist mit dieser Technik zwischen 550ºC und 580ºC.
Versuche unter Verwendung von reinen Calcium-Aluminium-Metall-Briketts, wie sie im vorgenannten Patent 4,808,376, Sp. 1 beschrieben wurden, waren stark unberechenbar, wobei Aluminiumausbeuten durchschnittlich 71% betrugen, aber eine Varianz von ± 17% aufwiesen, was eine Bandbreite von 34% bei den Aluminiumanteilen ergibt. Bleibadtemperaturen von mindestens 550ºC werden empfohlen.
Andere Methoden zum Zuführen von reinem Aluminium machen es notwendig, daß das Blei auf eine Temperatur von über 660º erhitzt wird, oder daß geschmolzenes Aluminium zum Bleibad zugesetzt wird. Diese Hochtemperaturmethoden führen zu hohem Calciumschwund und starker Entwicklung von Bleioxiddämpfen.
Die vorliegende Erfindung nützt die exotherme Wärmeentwicklung aus, die auftritt, wenn sich Calciummetall in geschmolzenem Blei auflöst. Wenn Calciumpartikel zugeführt werden, verursacht die mit der Calciumauflösung verbundene Wärmefreisetzung ein starkes lokales Ansteigen der Temperatur des Bleis, das die sich lösenden Calciumpartikel umgibt. Da zum Auflösen von Aluminium im Blei hohe Schmelztemperaturen benötigt werden, werden sich Aluminiumpartikel, die mit dem lokal überhitzten Blei in der Nähe eines Calciumpartikels in Berührung kommen, schnell lösen.
Um diese gesteigerte Aluminiumlösungsrate zu fördern, ist es nötig sicherzustellen, daß Calcium- und Aluminiumpartikel stets in enger Nähe zueinander gehalten werden, so daß die vom sich lösenden Calcium entwickelte Wärme bereitsteht, das Blei in direkter Nachbarschaft zu einem Aluminiumpartikel zu überhitzen.
Kein zuvor beschriebener Stand der Technik für die Zuführung von Aluminium und Calcium zu geschmolzenem Blei bei Temperaturen unterhalb von 660ºC ist dazu ausgelegt, sicherzustellen, daß Calcium- und Aluminiumpartikel während der Lösungsreaktion in enger Nachbarschaft zueinander gehalten werden.
Gemäß eines ersten Gegenstands der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Blei-Calcium-Legierung gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen.
Wie bereits oben angedeutet, wird die Temperatur des Bleibades normalerweise unter 660ºC liegen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Zuführung von Calcium und Aluminium in ein Bad von geschmolzenem Blei gemäß Anspruch 5 oder 8.
Wie angedeutet, hängt das richtige Rühren des Bleis teilweise von der Form des Gehäuses und teilweise von der Art und der Position des Flügelrads ab. Das Gehäuse ist verengt, um den Bleifluß durch die Bodenöffnungen zu begrenzen und die Wiederumwälzung zu unterstützen. Vorzugsweise verjüngt sich der untere Teil des röhrenförmigen Gehäuses nach unten, wodurch eine konische Verengung erzeugt wird, die zu einer Auslaßöffnung führt, die etwa die Hälfte des maximalen Durchmessers des Gehäuses und die kleiner als der Durchmesser des Flügelrads sein kann. Dies hilft dabei, den radialen Flüssigkeitsstrom zu unterstützen, um sicherzustellen, daß Calcium- und Aluminiumpartikel innerhalb des röhrenförmigen Gehäuses für eine ausreichend lange Zeit gehalten werden.
Die Form und die Position des Flügelrades ist kritisch, um optimale Flüssigkeitsstromverhältnisse innerhalb des röhrenförmigen Gehäuses einzustellen. In der bevorzugten Ausführungsform ist das Flügelrad innerhalb des Gehäuses unmittelbar über der Bodenöffnung positioniert, oder zumindest näher zur Bodenöffnung als zum Mittelpunkt des sich nach unten verjüngenden Abschnitts. Bei solchen Anordnungen stellt sich ein Netto-Flüssigkeitsstrom nach unten ein, wobei flüssiges Blei von der Hauptschmelze durch die oberen Öffnungen hereinfließt, innerhalb des Gehäuses herumgeschleudert, und durch die Bodenöffnung herausgedrückt wird. In dieser Ausführungsform ist die konische Verengung des unteren Teils des röhrenförmigen Gehäuses sehr wichtig, da sie den Fluß von Blei durch die untere Öffnung begrenzt und dadurch den radialen Fluß fördert. Ohne diese Verengung des Durchmessers des röhrenförmigen Gehäuses würde der Wirbel einen mehr axialen Fluß bevorzugen und es dadurch Calcium und teilweise auch festen Aluminiumpartikeln ermöglichen, dem Gehäuse zu entkommen, bevor sie vollständig im Blei gelöst sind.
In einer zweiten Ausführungsform ist das Flügelrad in der Nähe des Verengungspunktes innerhalb des röhrenförmigen Gehäuses angeordnet. In dieser Ausführung kehrt sich der Fluß innerhalb des Gehäuses um, wobei flüssiges Blei von der Haupt- Bleimenge durch die untere Öffnung hineingezogen wird und durch die oberen Öffnungen herausfließt. In diesem Fall stellt die Haube oberhalb der oberen Öffnungen sicher, daß nicht umgesetztes Calcium und Aluminiumpartikel, die unabsichtlich durch die oberen Öffnungen herausgelassen wurden, wegen ihres im Vergleich zu Blei höheren Auftriebs in der Haube gefangen werden, wodurch sie daran gehindert werden, zur Oberfläche des Bleibads zu fließen, wo sie als nicht umgesetzte Reagenzien verloren wären.
Anders als im vorher genannten US-Patent Nr. 3,741,754, das ein Flügelrad vom Schiffstyp verwendet, um den axialen Fluß herzustellen, ist das in beiden Ausführungsformen verwendete rotierende Flügelrad vorzugsweise zumindest teilweise vom Zentrifugaltyp, so daß das Blei im Bereich des Flügelrades gezwungen wird, sich sowohl radial als auch axial zu bewegen, um auf die Wände des röhrenförmigen Gehäuses aufzutreffen und in der Nähe der Wandung herumzuwirbeln, bevor es den Auslaß verläßt. Weiterhin - anders als im vorher erwähnten '754 - Patent - ist das röhrenförmige Gehäuse im Durchmesser eingeengt, um so den axialen Fluß herabzusetzen und mehr radialen Fluß innerhalb des Gehäuses zu unterstützen. Dies ist ein wichtiger Gesichtspunkt der gegenwärtigen Erfindung, da dies die Verweildauer der Aluminium- und der Calciumpartikel innerhalb des röhrenförmigen Gehäuses erhöht. Diese Merkmale stellen sicher, daß die Partikel innerhalb des röhrenförmigen Gehäuses gehalten werden und im Kontakt mit einem relativ kleinen Volumen des Bleis verbleiben, während die exothermen Reaktionen zwischen dem Calcium dieses Bleivolumen auf Temperaturen aufheizt, bei denen sich das Aluminium löst.
Während sich die Erfindung grundsätzlich mit der Zugabe von Aluminium und Calciumpartikeln zu geschmolzenem Blei beschäftigt, kann dasselbe Verfahren und dieselbe Vorrichtung dazu benützt werden, Partikel aus Aluminium-Calcium- Legierungen oder eine Mischung aus Legierung und Metall, zu Blei zuzusetzen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorliegende Erfindung wird nun mit Bezug zu den Figuren beschrieben, wobei:
Fig. 1 eine Teilansicht einer Vorrichtung nach dem Stand der Technik, wie sie in der vorgenannten US-Patentschrift 3,741,754 gezeigt wird, ist;
Fig. 2 ein Teilaufriß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung gemäß dieser Erfindung ist;
Fig. 3 ein Teilaufriß eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung gemäß dieser Erfindung ist.

Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt die wichtigsten Teile des vorbekannten US-Patents 3,741,754, die dafür verwendet werden, reaktives Material wie Calcium zu geschmolzenem Blei hinzuzugeben, wobei eine Schutzgasbedeckung verwendet wird, die durch ein inertes Gas gegeben ist. Wie gezeigt, wird eine Zuführrutsche 12, die das untere Ende eines Fülltrichters bildet, dazu genutzt reaktives Material zuzuführen. Ein zylindrisches Gehäuse 16, das an seinem oberen Ende 17 geschlossen und an seinem unteren Ende 18 offen ist, wird von einem Haltearm 20 an einem bewegbaren Rahmen 24 gehalten. Eine innere Kammer 26 ist zentrisch innerhalb des Gehäuses 16 gehalten. Innerhalb der Kammer 26 ist ein Flügelrad 28 des Schiffstyps oder des Axialtyps angeordnet, das an einer Rotationswelle 29 befestigt ist, die sich nach oben durch den Dichtungsstutzen 30 erstreckt und an ihrem oberen Ende durch eine ebenfalls am Rahmen 24 angeordnete Motor-/Getriebe-Kombination angetrieben wird. Ein Rüttler 31 ist mit der Basis der Rutsche 12 verbunden, um den Fluß von reaktivem Material in das Bleibad 32 zu unterstützen. Ein Strom inerten Gases wird durch ein Zuführrohr 33 zugeführt; dies unterstützt die Bewegung von reaktiven Partikeln in das Obere des Gehäuses 16. Der Rahmen 24 ist so angeordnet, daß er über das zu behandelnde Bad geschmolzenen Bleis bewegbar ist.
Bei Gebrauch wird der Rahmen so positioniert, daß ein Teil des Gehäuses 16 und die gesamte innere Kammer 26 unter die Oberfläche 32 des geschmolzenen Bleis gehalten wird. Inertes Gas wird durch die Röhre 33 zugeführt, und die Bleitemperatur wird auf 900 bis 950ºF (entspricht 482 bis 510º) eingestellt. Calciumpartikel werden mit einer Dosis von etwa 115 g /sec. (etwa 15 Pfund/min.) zugeführt, während das Flügelrad 28 mit etwa 280 U/min. gedreht wird, um einen tiefen Wirbel im Bad zu erzeugen. Das Flügelrad zieht flüssiges Blei nach oben durch den ringförmigen Raum zwischen dem Gehäuse 16 und der inneren Kammer 26 und dann nach unten durch die Kammer und nach außen durch ihren unteren Auslaß in das Bad. Die Calciumpartikel werden mit dem geschmolzenen Blei während dieser Bewegung gemischt. Mit diesem Apparat wurden angeblich Calcium-Blei-Legierungen hergestellt, deren Calcium-Anteil zwischen etwa 0,025% und 1,5% Gewichtsanteilen Calcium lag, bezogen auf das Gesamtgewicht von Calcium und Blei in der Legierung. Das vorbekannte Patent berichtete ebenfalls, daß die Zugabe von 6 Mesh-Calciumteilen mit einer Rate von etwa 115 g/sec. (etwa 15 Pfund/min.) zum Bleibad bei 480 bis 510ºC eine Calciumausbeute von etwa 88 Gewichtsprozent bewirkte, d. h. daß etwa 88% des zugesetzten Calciums Teil der Calcium-Blei-Legierung wurde.
In einem frühen Stadium dieser Erfindung wurden Experimente durchgeführt, um festzustellen, ob die Methode wie sie im US-Patent 3,741,754 beschrieben ist, auch darauf angepaßt werden kann, zusätzlich Aluminium-Metall zu Blei zuzugeben. Ein Reaktionsgefäß, ähnlich zu dem im Patent beschriebenen und in Fig. 1 gezeigten, wurde daraufhin konstruiert. Das Reagenzien-Zuführsystem wurde geändert, um die Zuführung von folgenden Materialien zu ermöglichen:
- gleichzeitig Calcium- und Aluminium-Metallpartikel oder
- nur Aluminium-Metallpartikel.
Versuche mit dieser Methode, aber bei einer Temperatur von 560ºC, zeigten, daß, wenn Aluminium-Metall separat zugesetzt wurde, d. h. ohne Calciumzugabe, die Aluminiumausbeute null war. Daher ist diese Methode unbrauchbar für die alleinige Zugabe von reinen Aluminium-Metallpartikeln zu geschmolzenem Blei bei Prozeß temperaturen, die normalerweise für die Herstellung von Blei-Säure- Batterielegierungen benutzt werden.
Es wurden ebenfalls Versuche zugeführt, die diese Methode zur gleichzeitigen Zuführung von Calcium- und Aluminiumpartikeln zum Bleibad nutzten. Die Ergebnisse sind in der unten aufgeführten Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1: Calcium- und Aluminiummetallausbeuten bei gleichzeitiger Zugabe unter Verwendung des im US-Patent 3,741,754 beschriebenen Verfahrens
Die Ergebnisse in Tabelle 1 zeigen, daß wenn Aluminium- und Calcium-Partikel in enger Nachbarschaft zueinander innerhalb eines gut gerührten zylindrischen Reaktionsraums oder Gehäuses bewegt werden, die Reaktionswärme der Calciumauflösung lokal die Bleitemperatur in der Umgebung der Aluminiumpartikel erhöht und dadurch die Aluminiumlösung ermöglicht, die normalerweise unter Abwesenheit von Calcium nicht stattgefunden hätte.
Die Daten in Tabelle 1 zeigen, daß mit der Methode, die im US-Patent Nr. 3,741,754 beschrieben wird und dahin geändert ist, daß sowohl feste Calcium- als auch feste Aluminium-Metallpartikel zugeführt werden, sowohl Calcium- als auch Aluminium- Ausbeuten steigen, da die Bleibadtemperatur von 500 auf 560ºC steigt. Die Ergebnisse zeigen jedoch, daß immer noch eine hohe Varianz der Aluminiumausbeute von Test zu Test besteht; im günstigsten Fall ± 9,6%. Während die Calcium-Ausbeuten im 90%-Bereich exzellent sind, erreicht diese Methode Aluminium-Ausbeuten mit durchschnittlich nur 60%, was nicht wesentlich besser als bei den vorher bekannten Methoden nach dem Stand der Technik für die Zugabe von festem Aluminium-Metall zu Blei ist.
Wie schon erwähnt, war die Aluminium-Ausbeute in früheren Experimenten mit zylindrischen Gehäusen 0%, wenn kein Calcium zugegeben wurde. Weiterhin wurden nicht umgesetzte Aluminium-Partikel beobachtet, die auf der Oberfläche der Haupt- Bleimenge außerhalb des Gehäuses 16 schwammen. Dies deutet darauf hin, daß die im US-Patent Nr. 3,741,754 beschriebene Anordnung dazu führt, daß nicht umgesetzte Aluminium-Partikel durch das offene untere Ende des zylindrischen Gehäuses durch den von dem Flügelrad erzeugten Wirbel herausgedrückt werden. Dies ist kein Problem bei der ursprünglichen, im '180 Patent beschriebenen Erfindung, wenn nur Calcium-Partikel verwendet werden, da sich Calcium recht leicht und schnell in geschmolzenem Blei auflöst. Aluminium löst sich jedoch sehr langsam in geschmolzenem Blei und deswegen muß das Aluminium-Reagenz in enger Nachbarschaft zu den Calcium-Partikeln innerhalb der gut gerührten Reaktionszone innerhalb des Gehäuses oder Gefäßes gehalten werden. Die Partikelverweilzeiten innerhalb des Gehäuses oder des Gefäßes müssen so lang wie möglich sein, um die Auflösung zu unterstützen.
Zusammenfassend: Eine Abänderung der in der US-Patentschrift 3,741,754 beschriebenen Methode zur Ermöglichung der Zugabe sowohl von festem Calcium- Metall und festem Aluminium-Metall zu geschmolzenem Blei bestätigte, daß die während der Calcium-Lösung freigesetzte lokalisierte Wärme ausreichte, die Aluminium- Metallösung zu ermöglichen. Die im '754 Patent beschriebene Methode war jedoch ungeeignet ausgelegt, um die Aluminium- und Calcium-Partikel-Verweilzeit innerhalb des Gefäßes oder des zylindrischen Gehäuses zu maximieren. Der Ausstoß von nicht umgesetzten Metall-Partikeln durch das offene untere Ende des Gehäuses schien verantwortlich für die geringe und variierende Aluminiumausbeute zu sein, wobei die Resultate von Test zu Test nicht vorhersagbar waren.
Fig. 2 zeigt die bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die die Nachteile der in Fig. 1 gezeigten vorbekannten Vorrichtung überwindet.
In Fig. 2 sind zwei Zuführrutschen 111 und 112 von zwei getrennten Fülltrichtern 111a und 112a für Calcium- und Aluminiumpartikel oder für Calcium-Aluminium- Legierungspartikel vorgesehen. Diese Rutschen führen in den ansonsten geschlossenen Deckel 113 eines röhrenförmigen Gehäuses 116, das einen offenen Auslaß 117 am unteren Ende hat. Die Rutschen können, wenn nötig, auch zur Einführung eines inerten Schutzgases in den Deckel des Gehäuses genutzt werden. Das Gehäuse und die Rutschen werden von einem Rahmenteil 124 getragen, das je nach Bedarf über einen Behälter 125 bewegt werden kann, der das geschmolzene Blei enthält, dessen obere Oberfläche mit dem Bezugszeichen 132 versehen ist.
Der geschlossene Deckel 113 nimmt eine Antriebswelle 129 eines Motors 130 auf, die an ihrem unteren Ende ein Flügelrad 128 trägt.
Das Gehäuse 116 hat eine Reihe von Schlitzen 118 entlang seiner Außenfläche, die Einlaßeinrichtungen mit kleinem Abstand unter der Oberfläche 132 des Bleis aufweisen; d. h. ein Abstand, der klein im Verhältnis zu dem des unteren Auslasses 117 ist. Ein sich nach unten erweiternder konischer Deflektor oder eine Haube 119 ist an der äußeren Oberfläche des Gehäuses 116 genau über den Schlitzen 118 angebracht; dies stellt sicher, daß in die Schlitze eindringende Schmelze nicht mit Oberflächenschlacke oder ähnlichem verunreinigt ist.
Der entscheidende Unterschied zwischen dieser Erfindung und der des '754-Patents liegt in der Art des Flügelrads 128 und in der Gestaltung des Gehäuses 116. Das Flügelrad ist nicht ein Schiffs- oder Axialflußtyppropeller, wie im '754 Patent gezeigt, sondern zumindest zum Teil vom Zentrifugalflußtyp. Insbesondere stehen die Blätter des Flügelrads in einem Winkel zwischen 40º und 50º, vorzugsweise etwa 45º, zur horizontalen Flügelradebene; im Gegensatz zu dem flacheren Winkel, der bei Flügelrädern vom Axialflußtyp üblich ist. Dadurch erzeugt das Flügelrad des Anmelders sowohl wesentlichen Radialfluß, als auch axialen Fluß; der axiale Fluß stellt sicher, daß Blei durch das Gehäuse bewegt wird, während der zentrifugale Fluß sicherstellt, daß es im Gehäuse lang genug herumgewirbelt wird, um mit dem Calcium und dem Aluminium legiert zu werden. Ein Flügelrad dieses Typs könnte als modizfiziertes Turbinenflügelrad bezeichnet werden. Während das Axialflußflügelrad im '754 Patent größer als zwei Drittel des inneren Durchmessers des Gehäuses war, ist der Durchmesser des Flügelrads der vorliegenden Erfindung kleiner als die Hälfte des Durchmessers des zylindrischen Teils des Gehäuses 116 und ist vorzugsweise etwas kleiner als der Durchmesser des unteren Auslasses. Weiterhin ist, während das Gehäuse des 754 Patents vollständig zylindrisch ist, das Gehäuse 116 des Anmelders im oberen Teil zylindrisch und verengt sich in einen kegelstumpfförmigen unteren Teil 116a. Diese Verengung behindert den Fluß von flüssigem Metall aus dem unteren Auslaß heraus und fördert dadurch weiter radialen Fluß innerhalb des Gehäuses und reduziert axialen Fluß, wie in den Vorläufer-Experimenten gezeigt wurde, wo das zylindrische Gehäuse 116 zu geringen, unvorhersagbaren Aluminiumausbeuten wegen ungelöster Aluminiumpartikel führte, die durch die oberen Öffnungen heraustransportiert wurden.
Im Betrieb führen die zusammenwirkenden Effekte eines mit ausreichender Geschwindigkeit, beispielsweise etwa 400-600 Umdrehungen pro Minute, drehenden Flügelrads 128 vom Turbinentyp und das verengte kegelstumpfförmige untere Gehäuse 116a zu einem Bleifluß sowohl in axialer als auch in radialer Richtung, wie durch die Pfeile angedeutet wird, wobei Blei in die Einlässe 118 eindringt, durch das Flügelrad herumgewirbelt wird und schließlich durch die untere Öffnung entweicht. Calcium und Aluminiumpartikel werden gleichzeitig oder kurz hintereinander dem Inneren des Gehäuses mittels der Rutschen 111 und 112 zugeführt. Es wird gezeigt werden, daß das Turbinenflügelrad in Verbindung mit der kegelstumpfartigen Verengung einen Wirbel mit ausreichend radialem Fluß erzeugt, so daß die Partikel der zugeführten Metalle dazu gezwungen werden, im Gehäuse zwischen Wand und Flügelrad und oberhalb des Flügelrads umherzuwirbeln, und dies stellt die enge Nachbarschaft zwischen Calcium- und Aluminiumpartikeln sicher und maximiert deren Verweilzeit innerhalb des Gehäuses. Während dieser Bewegung erhitzt die exotherme Reaktion zwischen Calcium und Blei das Blei innerhalb des Gehäuses und in der Nähe der Partikel und dies bewirkt die Lösung des Aluminiums.
Während des Betriebes kann, wenn gewünscht, Schutzgas durch die Rutschen 111 und 112 oder durch einen separaten Einlaß ins Gehäuse eingebracht werden. Während der Gebrauch eines Schutzgases nicht wesentlich ist, haben Tests gezeigt, daß der Gebrauch eines inerten Gases wie Argon die Calciumausbeute um 15% bis 20% steigert.
Die unten beschriebenen Versuche haben gezeigt, daß die mit der beschriebenen Methode und der beschriebenen Vorrichtung erzielten Resultate, insbesondere bei der Aluminiumausbeute, viel besser als mit der Vorrichtung aus dem '754 Patent sind.

Beispiel 1:

Ein dem in Fig. 2 gezeigten ähnliches konisches Gehäuse wurde in ein Bad von 1250 kg geschmolzenen Bleis eingeführt. Die Bleischmelze wurde ursprünglich bei 560ºC gehalten. 1,45 kg Calciummetallpartikel und 0,21 kg Aluminiummetallpartikel wurden gleichzeitig zum Bleiwirbel, der vom Flügelrad innerhalb des konischen Reaktionsgehäuses mit 600 Umdrehungen pro Minute erzeugt wurde, zugesetzt. Die Reagenzien wurden über eine Zeitspanne von 7 bis 8 Minuten in die Schmelze eingebracht. Das Rühren innerhalb des Gehäuses wurde für bis zu 20 Minuten nach dem Beginn der Reagenzienzuführung fortgesetzt. Für chemisch-spektrographische Analysen wurden Proben von der Hauptbleimenge außerhalb des Gehäuses nach 0, 5, 10 und 20 Minuten nach Beginn der Reagenzienzuführung genommen. Die unten dargestellten Ergebnisse zeigen, daß mit der Kombination aus Gehäuse und Propeller gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform die Calciumausbeute 92,7% nach 10 Minuten und 96,1% nach 20 Minuten erreichte. Die Aluminiumausbeute ist außergewöhnlich hoch, sie erreichte 81,6% nach 10 Minuten und steigerte sich auf 82,7% nach 20 Minuten.
Die Veränderung der Calcium- und Aluminiumanteile zwischen 10 und 20 Minuten wird als nicht signifikant betrachtet. Demnach war die Lösung innerhalb des Gehäuses nach 10 Minuten, d. h. nach 2 bis 3 Minuten nach Ende der Reagenzienzuführung, vollständig.

Beispiel 2:

Genau dasselbe Experiment wie in Beispiel 1 beschrieben wurde wiederholt, um die Calcium- und Aluminiumpartikellösung und Ausbeute mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu bestätigen. Wiederum war die Auflösung bei der 10 Minuten-Marke abgeschlossen, d. h. 2 bis 3 Minuten nach dem Ende der Reagenzienzuführung. Calcium wurde zu 1050 ppm (92,3%-Ausbeute) und Aluminium zu 165 ppm (98,2%- Ausbeute) bestimmt.
Diese Ergebnisse bestätigten, daß das verengte kegelstumpfartige Gehäuse und die Flügelradanordnung dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die mit der Anordnung nach dem Stand der Technik erreichte Aluminiumausbeute signifikant steigern. Mit dieser bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung steigerten sich die Aluminiumausbeuten auf 83% bis 98%, was sowohl wesentlich höher als die 60%-Aluminiumausbeuten, die mit der Anordnung des zylindrischen Gehäuses im '754 Patent erreicht wurden, als auch als die Aluminiumausbeuten gemäß dem anderem Stand der Technik, der in dieser Beschreibung dargestellt wurde. Dies wird dem innerhalb des neuen Gehäuses entwickelten tangentialen Flüssigkeitsstrom zugeschrieben, der die enge Nachbarschaft zwischen Aluminium- und Calciumpartikeln am Rand des Gehäuses sicherstellt und die Partikel-Verweildauer innerhalb des Gehäuses erhöht. Diese beiden Faktoren sind notwendig, wenn die während der Calciumauflösung freigesetzte lokale Wärme gewonnen und dazu benutzt werden soll, die schnelle Aluminiummetallauflösung in Blei bei Schmelztemperaturen unter 660ºC zu unterstützen. Es wurden keine nicht umgesetzten Aluminiumpartikel im Hauptmetallbehälter außerhalb des Gehäuses beobachtet, wenn die neue Vorrichtung verwendet wurde, wie dies der Fall mit dem alten zylindrischen Gehäuse des früheren Patents war.
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 3 gezeigt, bei der dieselben Bezugszeichen gewählt wurden für Teile, die mit denen in Fig. 2 identisch sind. Die Anordnung gemäß Fig. 3 erlaubt es, das Turbinenflügelrad 228 etwa in einer Höhe anzuordnen, wo der zylindrische Abschnitt des Gehäuses in den sich verengenden Abschnitt 216a übergeht. Wie in der bevorzugten Ausführungsform unterstützen die Flügelradgestaltungen und der kegelstumpfartige untere Teil des Gehäuses kombi nierte Axial- und Radialflußmuster, wie dies durch die Pfeile in Fig. 3 gezeigt ist. In diesem Fall wurde jedoch herausgefunden, daß die Anhebung der Flügelradposition zu einer Umkehrung des Metallflusses führt, wobei flüssiges Blei durch die untere Öffnung hinein und durch die oberen Öffnungen herausfließt. Wie zuvor erzeugt das mit ausreichender Geschwindigkeit, beispielsweise etwa 400 bis 600 Umdrehungen pro Minute drehende Flügelrad 228 in Verbindung mit dem konischen Design des Gehäuses Strömungen, bei denen die zugeführten Metallpartikel innerhalb des Gehäuses zwischen Wandung und Flügelrad herumgewirbelt werden. In dieser Ausführungsform können die auf die Calcium- und Aluminiumpartikel wirkenden Auftriebskräfte jedoch dazu führen, daß sie zu den oberen Öffnungen hinausströmen. Die Gestaltung der kegelstumpfförmigen Haube 119 stellt sicher, daß alle nicht gelösten Partikel, die durch die oberen Löcher entkommen, aufgefangen werden, bevor sie zur Oberfläche der Schmelze fließen, wo sie wegen der Oxidation ungenutzt blieben. Dennoch stellt diese Ausführungsform keine so große Nähe von Calcium- und Aluminiumpartikeln und keine so lange Verweildauer innerhalb des Gehäuses sicher, wie die bevorzugte Ausführungsform.
Unten beschriebene Tests mit dieser weniger bevorzugten Ausführungsform zeigten hervorragende Reagenzienausbeuten. Während die Ausbeute von Aluminium erheblich besser ist als in den Vorläufer-Experimenten mit dem zylindrischen Gehäuse, wie es im 754 Patent beschrieben ist, oder wie sie in anderen Dokumenten zum Stand der Technik beschrieben wurde, war, ist sie etwas geringer als im Beispiel 2 mit der bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung.

Beispiel 3:

Ein dem in Fig. 3 gezeigten ähnliches Gehäuse wurde in ein Bad von 1250 kg geschmolzenen Bleis eingeführt. Die Bleischmelze wurde ursprünglich bei 560ºC gehalten. 1,48 kg Calciummetallpartikel und 0,21 kg Aluminiummetallpartikel wurden gleichzeitig zu dem vom mit 600 Umdrehungen pro Minute innerhalb der konischen Verengung des Gehäuses arbeitenden Flügelrads erzeugten Wirbel zugegeben. Die Reagenzien wurden der Schmelze in einem Zeitraum von 7 bis 8 Minuten zugegeben. Das Rühren innerhalb des Gehäuses wurde für bis zu 20 Minuten nach dem Start der Reagenzienzugabe weitergeführt. Für chemisch-spektrographische Analysen wurden Proben aus der Hauptbleimenge außerhalb des Gehäuses in Abständen von 0, 5, 10 und 20 Minuten ab dem Beginn der Reagenzienzuführung genommen. Die unten dargestellten Ergebnisse zeigen, daß mit der erfindungsgemäßen Kombination aus Gehäuse und Flügelrad die Calciumausbeute 92,7% nach 10 Minuten und 96,1% nach 20 Minuten erreichte. Die Aluminiumausbeute erreichte 83,2% nach 10 Minuten und blieb nach 20 Minuten unverändert.
Die Erhöhung des Calciumniveaus um 40 ppm zwischen der 10. und 20. Minute wird als nicht signifikant betrachtet; demnach war die Auflösung innerhalb des Gehäuses nach 10 Minuten beendet, d. h. innerhalb von 2 bis 3 Minuten nach dem Ende der Reagenzienzugabe.

Beispiel 4:

Genau dasselbe Experiment wie in Beispiel 3 beschrieben wurde wiederholt, um die Reproduzierbarkeit der Calcium- und Aluminiumpartikelauflösung und Ausbeute mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu bestimmen. Wiederum war die Auflösung bei der 10-Minutenmarke vollständig, d. h. innerhalb von 2 bis 3 Minuten nach dem Ende der Reagenzienzuführung. Nach 10 Minuten wurde das Calcium zu 1068 ppm (90% Ausbeute) und das Aluminium zu 140 ppm (83,2% Ausbeute) bestimmt.
Die die vorliegende Erfindung benutzenden Ergebnisse bestätigen, wie in den Beispielen 1, 2, 3 und 4 gezeigt, daß die Kombination zwischen einem mit ausreichender Geschwindigkeit gedrehten Turbinenflügelrad und einem sich an seiner Basis zu einem kegelstumpfförmigen Abschnitt verjüngenden Gehäuse zu wesentlichen Ver besserungen bei der Aluminiumausbeute führt, verglichen mit dem, was mit einer Vorrichtung gemäß dem 754 Patent erreicht werden kann. Die Position des Flügelrads innerhalb des Gehäuses und die Form des Flügelrads bestimmen die Richtung des Metallflusses, d. h. entweder oben hinein und unten heraus oder umgekehrt. Die Aluminiumausbeute ist bei beiden Ausführungsformen wesentlich besser als im Stand der Technik.
Die Verbesserungen der Ausbeute wird zurückgeführt auf den sich innerhalb der neuen Gehäusegestaltung ausbildenden radialen Fluß, der die enge Nähe zwischen Aluminium- und Calciumpartikeln sicherstellt und die Partikelverweildauer innerhalb des Gehäuses erhöht. Beide Faktoren sind nötig, wenn die durch das sich in Blei lösende Calcium freigesetzte lokale Wärme effektiv gewonnen und dazu benutzt werden soll, die Aluminiummetallösung bei Bleischmelzetemperaturen unterhalb von 660ºC zu bewirken. Die Aluminiumausbeuten sind mit der vorliegenden Erfindung zwischen 38% und 63% höher, verglichen mit denen, die bei Experimenten erzielt wurden, die das zylindrische Gehäuse des 754 Patents nutzten.
Weiterhin wurden mit der vorliegenden Erfindung keine nicht umgesetzten Aluminiumpartikel im Hauptmetallbad gefunden, wie dies mit dem zylindrischen Gehäuse des früheren Patents der Fall war.
Die Ergebnisse, die mit der in Fig. 3 gezeigten Anordnung erzielt wurden, deuten darauf hin, daß der Gebrauch eines Turbinentypflügelrads, d. h. eines, das so gestaltet ist, daß es axialen Fluß erzeugt, nicht notwendig ist, da eine Gesamtströmung entgegen der nach unten gerichteten Flußrichtung, die durch das Flügelrad erzeugt wird, auftritt. Deshalb wird angenommen, daß ein Flügelrad vom Zentrifugaltyp mit gerade angeordneten Blättern, welches passend im Gehäuse angeordnet ist, auch zufriedenstellende Ergebnisse liefert.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Blei-Calcium Legierung durch Zugabe von Calcium- und Aluminium-Material zu geschmolzendem Blei, unter Verwendung eines im wesentlichen vertikalen, röhrenförmigen Gehäuses zur Mischung des Materials mit Blei, wozu das Gehäuse einen beweglichen Träger aufweist, sowie eine Wandung mit oberen Öffnungseinrichtungen und mit einer Bodenöffnung, mit folgenden Schritten:

- der bewegliche Träger wird derart über einem Behälter mit einer Menge des geschmolzenen Bleis positioniert, daß die Wandung des röhrenförmigen Gehäuses sich nach unten ausreichend weit in das geschmolzene Blei erstreckt, so daß die oberen Öffnungseinrichtungen unterhalb der Oberfläche des Bleis zu liegen kommen;

- Partikel des Calciums und des Aluminiummetalls oder deren Legierungen werden in das Innere des röhrenförmigen Gehäuses eingebracht;

- ein rotierendes Flügelrad, das im röhrenförmigen Gehäuse zwischen dessen oberen Öffnungseinrichtungen und dessen Bodenöffnung gehalten ist, wird dazu verwendet, um das geschmolzene Blei aus dem Behälter in das Gehäuse zu fördern und wieder dorthin zurückzubringen, wobei dieses Flügelrad zumindest teilweise vom Radialtyp ist und einen Durchmesser aufweist, der weniger als die Hälfte des maximalen Durchmessers des Gehäuses beträgt;

- die Form des Gehäuses und die Bauart und Positionierung des Flügelrades werden so gewählt, daß sichergestellt ist, daß geschmolzenes Blei, das die Partikel mitnimmt, gegen die Wandung des Gehäuses geschleudert und innerhalb des Gehäuses zurückgeführt wird, bevor das Blei das Gehäuse verläßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Flügelrad und seine Positionierung im Gehäuse derart gewählt ist, daß das Blei durch die oberen Öffnungseinrichtungen hereingezogen wird und nach der Mischung mit den Materialien das Gehäuse über die Bodenöffnung verläßt, und wobei der Durchfluß durch die Bodenöffnung durch eine Verengung im unteren Teil des röhrenförmigen Bauteils behindert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Temperatur des Bleis unterhalb von 660ºC liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der größere Teil der Verwirbelung der genannten Partikel oberhalb des Flügelrades in einem sich nach unten verengenden Bereich des röhrenförmigen Bauteils stattfindet, und wobei das Flügelrad unterhalb der Mitte des sich verengenden Bereichs positioniert ist.

5. Vorrichtung zur Einbringung von Calcium und Aluminium in ein Bad aus geschmolzendem Blei, mit folgenden Bestandteilen:

- ein im wesentlichen vertikales röhrenförmiges Gehäuse und Trägervorrichtungen, die über einen Behälter mit einer Ladung geschmolzenem Blei bewegbar sind, um das röhrenförmige Gehäuse derart zu positionieren, daß ein oberer Abschnitt desselben oberhalb einer Oberfläche des Bleis zu liegen kommt, wogegen ein unterer Abschnitt in das Blei eingetaucht wird, mit einer Wandung mit oberen Öffnungen des unteren Abschnitts, die in einer vorgebbaren Tiefe unterhalb dieser Oberfläche gehalten werden können, wobei der untere Abschnitt eine Bodenöffnung an seinem unteren Ende aufweist, die bei der Tiefe unterhalb dieser Oberfläche positionierbar ist, die größer ist als die vorgegebene Tiefe;

- Zuführeinrichtungen zur Einbringung von Partikeln von Calcium oder Aluminiummetall oder Legierungen davon in den oberen Abschnitt des Gehäuses, und

- ein Flügelrad, das auf einer rotierenden Welle sitzt und sich in das Gehäuse hinein bis zu einer Position zwischen den oberen und unteren Öffnungen erstreckt, wobei das Flügelrad zumindest teilweise vom Radialtyp ist und einen Durchmesser aufweist, der weniger als die Hälfte des Maximaldurchmessers des Gehäuses aufweist, wobei die Form des Gehäuses und die Bauart und Positionierung des Flügelrads so gewählt werden, daß sicherge stellt ist, daß geschmolzenes Blei kontinuierlich aus dem Behälter in das Gehäuse gefördert und zurückgeführt wird, und daß Blei, das mit die Partikel trägt, gegen die Wandung des Gehäuses geschleudert und innerhalb des Gehäuses zurückgeführt wird, bevor das Blei das Gehäuse verläßt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das röhrenförmige Bauteil an seinem unteren Abschnitt verjüngt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die oberen Öffnungen mit einer Haube abgedeckt sind, die sich nach unten und nach außen von den oberen Öffnungen erstreckt.

8. Vorrichtung zur Einbringung von Calcium und Aluminium in ein Bad aus geschmolzenem Blei, mit folgenden Bestandteilen:

- ein Flügelrad, das auf einer rotierenden Welle sitzt und sich in das Gehäuse hinein bis zu einer Position zwischen den oberen und unteren Öffnungen erstreckt, wobei das Flügelrad zumindest teilweise vom Radialtyp ist und einen Durchmesser aufweist, der weniger als die Hälfte des Maximaldurchmessers des Gehäuses aufweist, und der in der Lage ist, geschmolzenes Blei über die oberen Öffnungen in das Gehäuse zu fördern und es über die Bodenöffnungen wieder in den Behälter zurückzuführen, wobei der untere Abschnitt des röhrenförmigen Gehäuses sich nach unten zur Bodenöffnung hin verjüngt, und wobei das Flügelrad an oder innerhalb des sich verjüngenden unteren Abschnitts gehalten ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die oberen Öffnungen mit einer Haube abgedeckt sind, die sich nach unten und nach außen von den oberen Öffnungen erstreckt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Flügelrad Blätter aufweist, die gegenüber der Flügelradebene zwischen 40º und 50º geneigt angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Durchmesser des Flügelrades weniger als der Innendurchmesser der Bodenöffnung des Gehäuses beträgt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Flügelrad näher zum bodenseitigen Auslaß als zur Mitte des sich nach unten verjüngenden Abschnitts angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Bodenöffnung zwischen einer Hälfte und einem Drittel des Durchmessers des oberen Abschnitts des Gehäuses ausmacht.