DE885933C

DE885933C - Verfahren zur Entfernung der Metalle der zweiten Gruppe des periodischen Systems aus solche Metalle enthaltenden Aluminiumlegierungen

Info

Publication number: DE885933C
Application number: DEV1989D
Authority: DE
Inventors: Hans Roehrig
Original assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Current assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Priority date: 1943-06-08
Filing date: 1943-06-08
Publication date: 1953-08-10

Description

Verfahren zur Entfernung der Metalle der zweiten Gruppe des periodischen Systems aus solche Metalle enthaltenden Aluminiumlegierungen Aluminiumlegierungen, und von denen insbesondere Umschmelzlegierungen, besitzen oft so hohe Magnesiumgehalte, daß sie sich bei vier Raffination des Aluminiums nach dem sogenannten Dreischichtenverfahren insofern störend bemerkbar machen, als Magnesium als unedleres Element gegenüber Aluminium in Lösung geht und den Elektrolyt bei größerer Anreicherung ungeeignet macht. Insbesondere fördert der @M-agnesiumgehalt auch das Auftreten von Schrumpfrissen beim Vergießen von Aluminiumlegierungen in der Kokille. Da das Zink die Warmbrüchigkeit der Aluminiumlegierungen in bedeutendem Maße e@häht und das Calcium deren Korrosionsbeständigkeit in ungünstigem Sinne beeinflußt, ist die Anwesenheit auch dieser Metalle in den Aluminiumlegierungen meist unerlvünscht. Insbesondere Umsch,melzlegierungen weisen oft solche Zinkgehalte auf, daß sich in gleicher Weise wie bei Magnesium die Notwendilgkeit der Entfernung des Zinks bzw. des Calciums aus den Aluminiumlegierungen ergibt.
Zur Entfernung des iMagnesiums und des Calciums aus solchen Aluminiumlegierungen wurden diese bekanntlich mit Aluminiumoxyd in Berührung gebracht, welches das Magnesium und das Calcium in .die oxydische Form überführen sollte. In -weiterer Entwicklung dieses bekannten Verfahrens wurde die geschmolzene Aluminiumlegierung zur Entfernung des Magnesiums mit Aluminiumsalzen, wie z. B. Alumi:niumchlori.den und -fluoriden, und _11kal;ialuminiumfluoriden, wie z. B. Chlorid, in Berührung gebracht; aber auch Chloride und Fluoride der Alkalien wurden zu diesem Zweck verwendet, um das Magnesium in die. Form-des Chlorides oder Fluorides überzuführen. Schließlich wurden magnesiumhaltige Aluminiumlegierungen zur Herabsetzung ihres Magnesiurngehaltes auch mit gasförmigem Chlor bei Temperaturen behandelt, die über dem Schmelzpunkt des gewonnenen Magnesiumchlori@des gelegen sind. Während sich das letztgenannte Verfahren insbesondere wegen der dabei auftauchenden apparativen Schwierigkeiten in der Praxis nicht bewährt hat, konnte auch durch die Behandlung der magnesiumhglti@gen Aluminiumlegierungen mit den obengenannten Salzen oder Salzgemischen eine weitgehende Verringerung des Magnesiumgehaltes dieser Legierungen nicht erzielt -werden.
Auf Grund zahlreicher Untersuchungen ergab sich jedoch, daß in Aluminiumlegierungen anwesende Metalle der zweiten iGruppe des periodischen Systems, also die ErdalkahmetglIe und die Schwermetalle dieser Gruppe, aus den Aluminiumlegierungen weitgehend entfernt werden können. wenn erfindungsgemäß den geschmolzenen oder auch festen Aluminiumlegierungen eine große Oberfläche verliehen wird und sie in dieser Form mit Stoffen in Berührung gebracht -werden, die die genannten Metalle in ihre Verbindungen, vorzugsweise in die Chloride, Fluori.de oder Oxyde, überführen.
Die große Oberfläche kann der Aluminiumlegierung z. B. dadurch verliehen werden, daß das Metall im schmelzflüssigen Zustand in an sich bekannter Weise zerstäubt oder im festem Zustand durch Erhitzen in das Temperaturgebiet der Warmbrüchigkeit zum Zerfallen gebracht wird, wodurch es in eine Art Grieß- oder Pulverform übergeführt wird. Dieses Zerfallen der warmbrüchigem Legierung kann noch dadurch gefördert -werden, daß sie gleichzeitig einer mechanischen Beanspruchung, z. B. durch Umwälzen im Drehrohrofen, unterworfen wird.
Die weitere Behandlung der eine große Oberfläche besitzenden Legierung mit <he Metalle der zweiten Gruppe des periodischen Systems in eine Verbin:d'ung überführenden Mitteln kann z. B. so erfolgen, @daß diese in eine Schmelze der obengenannten und an sich bekannten Salze oder SaIzgmische eingebracht -wird. Diese Salzschmelze kann z. B. folgernde Zusammensetzung besitzen: 450/0 Kaliumchlorid, 45'/o Natriumchlorid und 10% Kryolith. Ein solches Salzgemisch schmilzt bei rund 6:00°. Vorteilhaft ist es ferner, die zerstäubte Legierung unmittelbar in das geschmolzene Salzbad einzuführen. Dort sinkt das feinverteilte Aluminium im geschmolzenen Salzbad unter und sammelt sich als zusammenhängende Schmelze am Boden des die Salzschmelze aufnehmenden Behälters an. Zur Beschleunigung die.se@s Vorganges kann das Aluminium mit der Salzschmelze in einem Drehofen umgewälzt --erden.
Auf Grund weiterer Versuche der Patentinhaberin ergab sich, daß die Entfernung der genannten .Metalle aus den Aluminiumlegierungen auch,dann erzielt wird, wenn die eine große Oberfläche besitzende Aluminiumlegierung an der Luft bei unterhalb des Schmelzpunktes des Aluminiums gelegenen Temperaturen erhitzt wird. Dabei zeigt es sich, daß eine Beschleunigung des Vorganges der Entfernung der Metalle der zweiten Gruppe des periodischen Systems von Aluminiulmlegierungen insbesondere dann erreicht wird, wenn ein mit Feuchtigkeit beladener Luft- oder Sauerstoffstrom mit der im festen Zustand vorliegenden Legierung in Berührung gebracht wird. Eine weitere Beschleunigung dieses Vorganges -wird ferner dann erzielt, wenn die in Grieß- oder Pulverform vorliegende Legierung im Drehofen umgewälzt wird. Zweckmäßig ist es, diesen geschilderten Vorgang mit der Überführung der Legierung in eine große Oberfläche durch Erhitzen derselben in das Temperaturgebiet ihrer Warmbrüchigkeit zu verbinden.
Nachstehend werden einige Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens geschildert: Beispiel i 2o@ola leg einer neben anderen Metallen 2,75'/o Magnesium enthaltenden Aluminiumlegierung wurden in einem üblichen Wannenofen hei 75o'° eingeschmolzen und anschließend mittels Preßluft, die gemeinsam mit dem Schmelzgut durch eine Düse gepreßt wurde, zerstäubt. Die noch flüssigen kleinen Aluminiumteilchen wurden in einem sich drehenden Trommelofen, in dem sich 1200 kg einer aus 85 % Natriumchlorid und 15'10 Kryoli-th bestehenden Salzschmelze befand, aufgefangen. Die flüssigen Aluminiumteilchen wanderten durch die Salzschmelze unid sammelten sich am Boden des Ofens an. Nach Beendigung dieses Vorganges war das Magnesium bis auf o,oL-.%, also praktisch vollkommen aus dem Aluminium entfernt. Beispiel z Dieselbe Menge der gleichen Aluminiumlegierung wie in Beispiel .i wurde im Trommelofen im Temperaturbere@i,ch der Warmbrüchigkeit des Aluminiums, also auf 500 bis 6o0'° erhitzt. Durch das infolge der Drehung des Ofens verursachte Aneinanderreiben der Blöcke zerfielen diese zu Grieß. Unter weiterem ständigem Umwälzen derselben wurde durch z Stunden Luft durch den Ofen gleitet, die die restlose Oxydation des Magnesiums bewirkte. Beispiel 3 z'ao:o kg einer Aluminiumlegierung, die neben anderen Metallen 4,8% Zink enthielt, -wunden 1n1 Trommelofen in ein Temperaturgebiet von 50o bis 60o° erhitzt. Bei dem durch die Drehung des Ofens verursachten Aneinanderreiiben der Blöcke zerfielen diese zu Grieß. Unter :ständigem Drehen des Trommelofens wurde hierauf durch -- Stunden Sauerstoff in den Ofen geleitet, wodurch der Zinkgehalt der so behandelten Aluminiumlegierung sich auf 0,25'10 ermäßigte.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Entfernung der Metalleder zweiten 'Gruppe des periodischen Systems aus solche Metalle enthaltenden Aluminiumlegierungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Aluminiumlegierung eine große Oberfläche verliehen wird und sie . in diesem Zustand mit Stoffen in Berührung gebracht wird, die die in der Legierung enthaltenen Metalle in ihre Verbindungen, vorzugsweise in ,das Chlorid, Fluorid oder Oxyd, überführen. a. Verfahren nach A nspruch:i, .dadurch gekennzeichnet, d@aß die große Oberfläche der Aluminiumlegierungen durch Zerstäuben derselben im flüssigen Zustand erzielt wird. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch ge- kennzeichnet, daß die große Oberfläche der Aluminiumlegierungen durch Erhitzen derselben in das Temperaturgebiet ihrer Warmbrüchigkeit erzielt wird. q.. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im festen Zustand vorliegenden Legierungen gleichzeitig einer mechanischen Beanspruchung unterworfen werden. 5. Verfahren nach den Ansprüchen i bis -., dadurch gekennzeichnet, daß die Überführung der in den eine große Oberfläche besitzenden Aluminiumlegierungen enthaltenen Metalle der zweiten Gruppe .des period'isc'hen Systems in ihre Verbindungen durch Behandeln der Aluminiumlegierungen mit im geschmolzenen Zustand vorliegenden üblichen Reinigungssalzen oder deren Gemischen erfolgt. 6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Gemisches von Alkalichloriden und -fluori.den mit oder ohne Zusatz von Kryolith. 7. Verfahren nach den Ansprüchen u bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß die Überführung der in den eine große Oberfläche besitzenden Aluminiumlegierungen enehaltenen Metalle der zweiten Gruppe des periodischen Systems in ihre Oxyde durch Erhitzen der Aluminiumlegierung an der Luft oder im Sauerstoffstrom bei unterhalb des Schmelzpunktes des Aluminiums gelegenen Temperaturen erfolgt. B. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch die Verwendung von mit Feuchtigkeit beladener Luft oder Sauerstoff. g. Verfahren nach den Ansprüchen 4. bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumlegierungen im Drehofen umgewälzt werden.