DE973698C - Verfahren zur Herstellung von Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen

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DE973698C
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Hirsch Loevenstein
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ELISABETH LEA NEUFELD
ELVIRE FONDAL
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ELISABETH LEA NEUFELD
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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B21/00Obtaining aluminium
    • C22B21/0038Obtaining aluminium by other processes
    • C22B21/0053Obtaining aluminium by other processes from other aluminium compounds
    • C22B21/0061Obtaining aluminium by other processes from other aluminium compounds using metals, e.g. Hg or Mn

Description

  • Verfahren zur Herstellung von Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen Das heute verwendete Verfahren zur Herstellung von Aluminium besteht einerseits in der Herstellung von reinem Aluminiumoxyd aus Bauxit und andererseits in der Elektrolyse des so erhaltenen Aluminiumoxyds bei hoher Temperatur in einem Bad von geschmolzenem Kryolith. Dieses Verfahren weist zahlreiche Nachteile auf. Die Herstellung des Aluminiumoxyds erfordert nämlich ein besonderes Bauxit mit sehr geringem Siliciumgehalt, große Mengen Kohle und Wasser und einen großen Aufwand an Arbeit; die Herstellung des Aluminiums verlangt ferner chemisch fast reine Stoffe, zahlreiche elektrische (Ofen je von verhältnismäßig geringem Inhalt und abermals zahlreiche und spezialisierte Arbeitskräfte. Die Herstellung des Aluminiumoxyds wird durch den Bezugspreis der Kohle, diejenige des Aluminiums durch den Preis des elektrischen Stromes bedingt. Aus diesem Grund ist es daher oft nötig, die beiden Herstellungsstufen in recht große Entfernung voneinander zu verlegen. Ferner werden durch die notwendige große Menge Wasser bei der Herstellung von Aluminiumoxyd und die große Zahl der Elektrolysebehälter bei der Herstellung von Aluminium sehr große Oberflächen und daher hohe Anlagekosten bedingt.
  • Es sind nun bereits zahlreiche Versuche gemacht worden, um Aluminium auf thermischem Wege herzustellen, d. h. durch unmittelbare Reduktion seines Oxyds durch Kohle in einem Ofen von geeigneter Temperatur. Diese Versuche haben jedoch keine befriedigenden Ergebnisse gegeben, und zwar weil das Aluminium bei der Reduktionstemperatur des Aluminiumoxyds bereits ziemlich flüchtig ist. Die Aluminiumdämpfe wirken daher auf das Kohlenmonoxyd und auf die Kohle selbst ein unter erneuter Bildung von Aluminiumoxvd und Aluminiumcarbid. Das Verfahren ergibt daher nur wenig Aluminium, und dies ist ferner durch das Carbid verschmutzt.
  • Es sind ferner verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden, um das Aluminium aus gewissen Legierungen zu gewinnen, wie z. B. durch elektrolytisches Raffinieren von Silico-Aluminium bzw. Destillation von Ferro-Aluminium. Die sämtlichen derartigen Versuche sind jedoch entweder an technischen Schwierigkeiten oder an der Tatsache gescheitert, daß das gewonnene Aluminium zu teuer zu stehen kam.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren für die Gewinnung von Aluminium aus gewissen Legierungen als Ausgangsstoff, und zwar ohne die oben angegebenen Nachteile aufzuweisen.
  • Zum besonderen Verständnis des Verfahrens sind in der Zeichnung eine Reihe bekannter Kurven dargestellt worden. Die Kurve der Fig. i stellt das System Aluminium-Silicium dar; Fig. 2 zeigt den linken Teil der obigen Kurve in größerem Maßstab, um die Löslichkeit des Siliciums in Aluminium besser hervorzuheben, und Fig. 3 und q. zeigen die Erstarrungspunkte der Zink-und Zinnbäder in Abhängigkeit von dem Aluminiumgehalt.
  • Das Verfahren besteht darin, daß der Ausgangsstoff der Legierungswirkung eines metallischen Behandlungsstoffs, wie Zink, Zinn, Quecksilber bzw. verschiedenen Legierungen dieser Metalle untereinander, ausgesetzt wird, indem sie mit dem Aluminium eine an Aluminium verhältnismäßig reiche Legierung bilden können, die bei einer tieferen Temperatur als der Erstarrungspunkt von Aluminium flüssig bleibt, wobei sich die erhaltene Legierung ferner bei dieser tieferen Temperatur nur in recht geringen Mengen, und zwar höchstens ein paar Prozent, mit den anderen Bestandteilen des Ausgangsstoffes legiert und leicht von dem Aluminium getrennt «-erden kann, wonach die gebildete flüssige Legierung voll den Körpern, die bei der besagten tieferen Temperatur in den festen Zustand übergehen können, getrennt wird und alsdann das Aluminium von dem legierten metallischen Behandlungsstoff getrennt wird.
  • Es wird in dieser Weise ohne große Kosten nach Wunsch verhältnismäßig sehr reines Aluminium bzw. solches von verschiedenem Reingehalt erhalten, je nach den Anwendungen, für die es bestimmt wird.
  • Die Erklärung dieses Ergebnisses ist die folgende: Betrachtet man z. B. die darstellende Kurve des Systems Al-Si (Fig. i und 2), so wird gesellen, daß eine eutektische Zusammensetzung vorhanden ist, und zwar ein Aluminium mit 13,8 °/, Si. Das bedeutet, daß durch langsames Abkühlen einer z. B. q0°11, Si enthaltenden Legierung gegen iioo°C Si auskristallisiert, während die bleibende Flüssigkeit ein reineres Aluminium ist. Bei 575°C enthält das flüssige Aluminium nur noch ungefähr 130 ;, Si in Lösung. In dieser Flüssigkeit sind die festen Kristalle des nicht mehr in gelöstem Zustand befindlichen Siliciums in gleichmäßiger Suspension verteilt. Durch Verwendung geeigneter Mittel kann man nun den festen Teil abscheiden und in dieser Weise im flüssigen Zustand eine Legierung Al-Si erhalten, die weniger Si enthält als die ursprüngliche Legierung.
  • Es ist aber unmöglich, durch Abkühlen den Si-Gehalt unter ungefähr 13,8 °/, zu bringen.
  • Durch weiteres Abkühlen erstarrt nämlich die ganze Masse bei 575°C unter plötzlicher Ausscheidung eines hohen Anteils Silicium in gelöstem Zustand in der Form von in dem festen Aluminium freien Kristallen. Nach dieser Temperatur bleibt nur noch ein Teil des Si in dem festen Al gelöst übrig (bei 575"C beträgt der Anteil 1,6,90/" wie in Kurve der Fig. 2 gezeigt wird), während der andere Teil in dem festen Al kristallisiert ist; trotz der festen Form geht aber mit abnehmender Temperatur das Si allmählich in den kristallisierten Zustand über. Wäre es möglich, bei niedriger Temperatur aus dem festen Al das sämtliche kristallisierte Si auszuscheiden, so wäre damit auch die Aufgabe der Gewinnung von Al mit einem nur geringen Gehalt an Si gelöst, indem das verbleibende Si nur der als festen Lösung zurückbleibenden Menge entsprechen würde.
  • Die gleichen bzw. beinahe gleichen Schlußfolgerungen können bei den Systemen von Aluminium mit Eisen bzw. Titan angewendet werden.
  • Die von dem Erfinder gelöste Aufgabe besteht nun darin, ein Mittel zu finden, durch das das Al unterhalb seines Erstarrungspunktes flüssig gehalten werden kann. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in der Behandlung der obigen Legierungen mit metallischen Stoffen, die in flüssigem bzw. gasförmigem Zustand eine verhältnismäßig große Menge Al, aber eine verhältnismäßig geringe Menge seiner Verunreinigungen lösen können, und zwar unter Bildung von Legierungen mit einer tieferen Erstarrungstemperatur als diejenige des Aluminiums (660°C). Dies ist z. B. bei dem oben angeführten Behandlungskörper der Fall, wie es aus den Kurven der Fig. 3 und q zu entnehmen ist, die die Erstarrungstemperaturen von Zink- bzw. Zinnbädern in Abhängigkeit von dem Aluminiumgehalt angeben.
  • Der Behandlungskörper muß auch mit Leichtigkeit von dem durch ihn gelösten Al trennbar sein, und zwar entweder durch Destillation (wie bei Zink, Quecksilber, Zink-Cadmium-Legierung) oder durch Elektrolyse (wie bei Zinn) oder ferner durch metallurgische Lösung (bei Behandlung durch Zinn, indem das Zinn alsdann durch geschmolzenes Blei aufgenommen wird).
  • Dieses Verfahren ist insbesondere an AI-Legierungen anwendbar, die entweder durch Reduktion mittels Kohle im elektrischen Ofen von Bauxit oder einem anderen AI-Erz gewonnen worden sind und naturgemäß bzw. durch zweckmäßigen Zusatz metallische Verunreinigungen enthalten, die sich an das Al legieren können, oder durch Reduktion von Aluminiumoxyd in der Gegenwart eines Legiermetalls oder seines Erzes mit höheren Siedepunkt als demjenigen des Aluminiums, wie Fe, Si, Ti bzw. Mischungen derselben; das Verfahren eignet sich auch für die Behandlung von alten Aluminiumabfällen, Abfällen von AI-Legierungen bzw. die Behandlung von Schlakken von Aluminiumschmelzbädern.
  • Bevor die Legierungen, wie Al-Fe und Al-Si, dem oben beschriebenen Behandlungskörper ausgesetzt werden, kann deren AI-Gehalt durch Erhitzen erhöht werden, indem in dieser Weise die naturgemäß an Al reicheren eutektischen Zusammensetzungen schmelzen und gesammelt werden können, ohne den übrigen Teil der Masse zu schmelzen.
  • Wird als Behandlungsmetall Zink (Schmelzpunkt 419'C) bzw. Zinn (Schmelzpunkt 232°C) gewählt, so erhält man AI-Legierungen, deren von dem AI-Gehalt abhängiger Erstarrungspunkt (vgl. Kurven der Fig. 3 und q.) bei Zink bis 380°C und bei Zinn bis 228'C Herabsinken kann, d. h. daß die Abscheidung des flüssigen Teils des Bades bei einer viel tieferen Temperatur als der Schmelzpunkt des Aluminiums (66o° C) erfolgen kann, so daß bei diesen Temperaturen in dem A1 des Bades nur sehr geringe Gehalte an Si und Fe vorhanden sein werden.
  • Wird als Ausziehungsmetall Zink verwendet, so ist es vorteilhaft, ganz nahe des Schmelzpunktes desselben, q.20° C (vgl. Kurve Fig. 3), zu arbeiten und sogar bis zu 380'C (eutektischer Punkt Zn-Al) hinabzugehen. Bei dieser Temperatur löst A1 nur ungefähr o,25 °/o Si (s. Fig. 2) und beinahe gar kein Fe. Das Ausziehen kann daher bei 420°C angefangen werden, um gegen 38o' C zu enden. Es wird somit auf der Schmelzkurve des Systems Zn-AI auf der Zn-Seite bis zum eutektischen Punkt hinabgegangen. Durch Zusatz von Cadmium an das Zink wird die Schmelztemperatur herabgesetzt (eine Zn-Cd-Legierung mit 200/0 Cd schmilzt unterhalb 38o° C) ; es wird somit zwar die Lösungsfähigkeit des Bades für A1 herabgesetzt, denn Cd kann A1 nicht lösen, aber gleichzeitig die Menge des sich im A1 auflösenden Fe und Si zweckmäßig herabgesetzt.
  • Durch Zusatz von Cadmium (vgl. weiter unten Beispiele) wird daher das Aluminium in reinerem Zustand erhalten, wobei jedoch der Preis steigt, weil der Aluminiumgehalt in dem Auszugsmetall sinkt. Je tiefer also die Ausziehungstemperatur, desto reiner das Aluminium.
  • Wird als Metall des flüssigen Ausziehbades Zinn verwendet, so ist folgendes zu bemerken: Der eutektische Punkt Sn-Al (s. Kurve Fig. q., deren rechter Teil in der Mitte in größerem Maßstab wiedergegeben ist) liegt in unmittelbarer Nähe des reinen Sn. Bei der entsprechenden Temperatur (229'C) löst Zinn aber nur 0,5 °/a A1 auf. Die Schmelzkurve des Systems steigt hier sehr rasch, und bei 400'C werden nur 3,5 °/o Al im Zinn aufgelöst. Bei Verwendung von Zinn ist es wirtschaftlicher, auf höhere Ausziehtemperaturen emporzugehen. Das gewonnene Aluminium wird zwar nicht so rein sein, aber da die Ausscheidung des Zinns durch Elektrolyse vorgenommen wird, die einen Absatz von reinem Aluminium liefert, so ist der höhere Gehalt des ausgezogenen Aluminiums an Verunreinigungen auch von geringerer Bedeutung.
  • Der Erfinder hat beobachten können, daß die Mengen der in dem Aluminium aufgelösten Verunreinigungen, wenn dieses seinerseits in dem Behandlungsbad bei einer Temperatur TZ gelöst ist, die tiefer liegt als der Erstarrungspunkt des Aluminiums, gerade diejenigen sind, die sich als »feste Lösung« bei der besagten Temperatur TZ im festen Aluminium befinden. Es ist also, als ob das Behandlungsbad aus dem Ausgangsstoff das feste Aluminium nur mit denjenigen Anteilen der Verunreinigungen auflöst, die als feste Lösung in dem Aluminium enthalten sind, indem derjenige Anteil von Verunreinigungen, der im kristallisierten Zustand in der festen Aluminiummasse und in dem übrigen Teil des Ausgangsstoffes frei ist, unberührt stehengelassen wird. Es folgt, daß, wenn nach Auflösen der festen Aluminiumlegierung des Ausgangsstoffs in dem Behandlungsbad die Temperatur der flüssigen Masse geändert, z. B. von T1 auf T2 herabgesetzt wird, dadurch die Verunreinigungen zum Absetzen gebracht werden, und zwar in Mengen, die der Verminderung der festen Lösbarkeit der Verunreinigungen einerseits in dem Aluminium und andererseits in dem Metall des Bades entsprechen. Die auf die tiefere Temperatur TZ gebrachte Flüssigkeit wird daher in dem flüssigen Teil die gleiche Zusammensetzung aufweisen, als wenn das Ausziehen des Aluminiums aus dem Ausgangsstoff unmittelbar bei dieser Temperatur TZ stattgefunden hätte.
  • Nach Auszug bei der Temperatur T1 kann daher die Temperatur der Flüssigkeit auf den tieferen Wert TZ gebracht werden, dem ein geringerer Gehalt an gelösten Verunreinigungen entspricht, und alsdann aus der Flüssigkeit derjenige Anteil Verunreinigungen ausgeschieden werden, der sich im festen Zustand in der flüssigen Masse absetzt.
  • Der erfindungsgemäße Vorteil kann auch erreicht werden, wenn der Auszug bei einer beliebigen Temperatur vorgenommen wird, und zwar auch wenn diese höher ist als der Schmelzpunkt des Aluminiums, und darauf die Temperatur des Bades herabgesetzt wird.
  • Diese verschiedenen Verfahrensarten sind von großer Bedeutung. Sie gestatten die Verwendung eines flüssigen Metallbades unter ziemlich hoher, gleichbleibender bzw. regelmäßig steigender Temperatur oder sogar der Dämpfe eines solchen Bades oder auch beide nacheinander. Die Behandlung erfolgt vorzugsweise im Gegenlauf, indem der zweckmäßig zerkleinerte Ausgangsstoff und die Behandlungsflüssigkeit bzw. -dämpfe in zueinander entgegengesetzter Richtung durch die Vorrichtung geleitet werden. Es wird in dieser Weise ein beinahe vollständiger Auszug des Aluminiums aus seinen Legierungen erhalten, und dies in ziemlich kurzer Zeit, wenn bei hoher Temperatur gearbeitet wird, denn die Lösung erfolgt um so rascher, als die Temperatur höher ist. Diese verschiedenen Verfahrensarten gestatten ferner eine Erhöhung des Aluminiumgehalts in dem Auszugsbad und somit die Herabsetzung der Herstellungskosten. Die Kurven der Erstarrungspunkte der Legierungen der Zink- bzw. Zinnbäder mit Aluminium in Abhängigkeit von dem Aluminiumgehalt (s. Kurven Fig. 3 und 4) zeigen, daß der Erstarrungspunkt mit dem Aluminiumgehalt steigt. Es folgt, daß wenn das Bad mehr Aluminium enthält, die Temperatur, bei der das Bad noch flüssig ist, weniger herabgesetzt werden kann, wodurch also das Aluminium mit einem größeren Gehalt an Verunreinigungen erhalten wird; für gewisse Anwendungen kann jedoch ein solch höherer Gehalt an Verunreinigungen zulässig oder sogar gewünscht sein. Die Vervollkommnungen gestatten ferner eine große Anpassungsmöglichkeit des Auszugs an die jeweiligen Bedingungen und erleichtern somit in hohem Maße die technische und wirtschaftliche Ausführung des Verfahrens.
  • Die Flüssigkeit kann von der Auszugstemperatur T1 auf die gewünschte Temperatur TZ abgekühlt und bei dieser Temperatur TZ stehengelassen werden, bis sich die frei und fest gewordenen Mengen Verunreinigungen von der Flüssigkeit abgeschieden haben. Eine solche Dekantierung erfordert aber eine ziemlich lange Zeit.
  • Es ist oft vorteilhafter, die Flüssigkeit erstarren zu lassen und die Masse daraufhin bei der dem Aluminiumgehalt der Masse entsprechenden Temperatur T2 zu schmelzen. Die Mengen Verunreinigungen, die bei dieser Temperatur frei sind, bleiben dabei in festem Zustand und können unmittelbar ausgeschieden werden. Erfolgen das Schmelzen und die Ausscheidung rasch, so kann sogar den Verunreinigungen, die sich beim Übergang von der Temperatur der festen Masse zu der Schmelztemperatur in dem festen bzw. flüssigen Aluminium (indem, wie gesehen, die Löslichkeitskurven in den beiden Fällen gleich sind) auflösen können, nicht die nötige Zeit gelassen werden, um vollständig in Lösung überzugehen. Durch mehrmals wiederholtes Schmelzen, indem jedesmal die verzögerte Lösung der Verunreinigungen ausgenutzt wird, wird ein noch reineres Aluminium erhalten.
  • In den folgenden Beispielen, die einer Reihe von dem Erfinder ausgeführten Versuchen entsprechen, sind die angegebenen Temperaturen diejenigen am Ende der Versuche.
  • Beispiel i 2o g einer im elektrischen Ofen erhaltenen und ungefähr 55 % Al, 40 % Si und 2,5 0/, Fe enthaltenden Si-Al-Legierung sind bei einer Temperatur von ungefähr 38o' C mit ioo g Zn behandelt worden. Der flüssige Teil enthielt 5,37% Al, ,,o230/, Si und 0,0045 0/, Fe. Nach Ausscheiden des Zn durch Destillation enthielt das so erhaltene Aluminium o,43 % Si und 0,o8 0/, Fe.
  • Beispiel 2 2o g einer Al-Si-Legierung (von der gleichen Zusammensetzung und Herkunft wie im Beispiel i) sind bei einer unter 38,°C gelegenen Temperatur mit ioo g einer 8o 0/ö Zn-2o 0/ö Cd-Legierung behandelt worden. Die erhaltene Legierung Zn-Cd-Al enthielt q.,260/, Al, o,oo160/, Fe, o,oo43% Si. Die entsprechenden Gehalte in dem hergestellten Aluminium waren daher o,io % Si und 0,0370/, Fe.
  • Beispiel 3 40 g einer Al-Si-Legierung (wie im Beispiel i) sind bei dunkelroter Temperatur, d. h. ungefähr 50o° C, mit ioo g Sn behandelt worden. Die erhaltene Legierung enthielt 17,2% A1 und o,80/, Si. Der Auszug des Aluminiums aus dieser Legierung kann entweder durch Elektrolyse oder durch Behandlung mit flüssigem Blei geschehen.
  • Beispiel 4 12 g einer derjenigen des Beispiels i gleichen Si-Al-Legierung sind bei ungefähr 8oo°C (also viel höher als der eutektische Punkt 575°C und sogar als der Schmelzpunkt des Aluminiums, 66o° C) mit ioo g Zn behandelt worden. Die so erhaltene Legierung enthielt 1,o620/, Si, o,o2o0j, Fe und 6,60/, Al, also ein 85,904 reines Aluminium mit 13,7504 Si und o,260/, Fe.
  • Nach Abkühlen und Dekantieren bei ungefähr 390'C (viel tiefer als der eutektische Punkt Al-Si, 575°C) war der größte Teil der Verunreinigungen in einem schwimmenden Metallschaum enthalten und konnte somit leicht von der übrigen Legierung getrennt werden. Die Legierung enthielt nunmehr 0,039 % Si und o,ooi 0/, Fe, d. h. ein 99,43 % feines Aluminium mit nur o,560/, Si und o,0140/, Fe. Dieses Ergebnis kommt demjenigen des Beispiels i sehr nahe, bei dem die Lösung bei 380'C stattfand.
  • Beispiel s 2o g einer Al-Si-Fe-Legierung mit ungefähr 82 0/, Al, 13 0/, Si und 5 % Fe sind mit ioo g Zn bei ungefähr 5oo°C behandelt worden. Die mit dem Ausziehmetall erhaltene Legierung enthielt 8,28 0/, Al, o,218 % Si und o,oo82 0/, Fe, d. h. ein 97,33 % reines Aluminium mit 2,57 0/, Si und 0,095 % Fe. Nach (dreimal) wiederholtem Schmelzen bei ungefähr 400°C waren in der Legierung nur noch o,02930/, Si und o,00130/, Fe enthalten, d. h., das Erzeugnis war 99,630/, rein mit 0,350/, Si und 0,0150/, Fe.
  • Beispiel 6 2o g Ferro-Aluminium mit 6o 0/, Al, 35 % Fe und 3 % Si ungefähr sind bei ungefähr 60o° C mit ioo g Zn behandelt worden. Die erhaltene Legierung enthielt 4,37 °/o Al, 0,070% Fe und o,0127 0/, Si, d. h. ein 98,240/, reines Aluminium mit 0,2o 0/, Si und 1,57 0/0 Fe. Nach erneutem Schmelzen und Dekantieren in der Nähe von 390'C enthielt die Legierung nur noch 0,0055')/, Si und o,oo92 % Fe, d. h. ein 99,70 0/, reines Aluminium mit nur o,ii0/, Si und o,i9% Fe.
  • Beispiel 7 30 g einer Al-Si-Fe-Legierung wie die des Beispiels 5 sind mit ioo g Zn bei ungefähr 850°C behandelt worden. Die so gebildete Legierung enthielt 2,48 0/, Si, 0,252 "/, Fe und 17,89 0/, Al, d. h. ein Aluminium von 86,640/, Reingehalt mit 12,13% Si und 1,230/, Fe. Nach erneutem Schmelzen auf ungefähr 440'C und Dekantieren war das Si auf o,2820/, und das Fe auf o,oig °/o herabgegangen. Das Zn ist darauf durch Destillation ausgeschieden worden, und das im Ofen zurückgebliebene Aluminium war 98,37 ° i, rein mit 1,610/0 Si und o,oz °0 Fe.
  • Wird im allgemeinen der Auszug bei höherer Temperatur vorgenommen, so enthält das in dieser Weise gewonnene Aluminium größere Mengen Eisen oder Silicium oder der beiden zusammen. Es können daher durch zweckmäßige Änderung der Auszugstemperatur Aluminiumlegierungen mit irgendeinem bestimmten Gehalt an Si bzw. Fe erhalten werden.
  • Es können auch Aluminiumlegierungen mit den Metallen des Behandlungsbades durch zweckmäßige Begrenzung der Ausscheidung derselben erhalten werden, wie z. B. durch zweckentsprechendes Anhalten der Destillation des Zinks oder Zink-Cadmiums bzw. durch Anhalten der Lösung des Zinns durch das Blei.
  • Werden die beiden obigen Verfahren nacheinander ausgeführt, so erhält man Legierungen, die zugleich die Metalle der Verunreinigungen des Ausgangsstoffs und diejenigen des Metallbehandlungsstoffs enthalten.
  • Das Verfahren ermöglicht ferner die Umwandlung der alten Aluminiumrückstände bzw. der Rückstände aus Aluminiumlegierungen in Aluminium üblicher Reinheit sowie auch den Auszug von verhältnismäßig großen Mengen Aluminium aus den Schlacken, die während des Schmelzens bzw. wiederholten Schmelzens desselben gebildet werden.
  • Die Destillation des Auszugsmetalls kann entweder unter den üblichen Umständen oder unter vermindertem Gasdruck bzw. unter Vakuum erfolgen und gegebenenfalls unter Verwendung einer reduzierenden bzw. inerten Atmosphäre.
  • Der Teil der ursprünglichen Legierung, der nach Auszug des Aluminiums in dem Behandlungsbad gelöst bleibt und dessen Gehalt an Fe oder Si oder an beiden recht hoch, an Al aber niedrig ist sowie auch der aus dem Behandlungsbad entnommene feste Rückstand können mit Aluminiumoxyd bzw. einem Erz wie Bauxit wieder in den elektrischen Ofen eingeführt werden, um aufs neue zur Herstellung von Aluminium verwendet zu werden.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen aus Aluminium enthaltenden Stoffen, welche noch andere Metalle, wie Silicium, Eisen, Titan, gegebenenfalls in Form von Legierungen, als Verunreinigungen enthalten, durch Auflösung und Legierungsbildung mit Hilfe eines sogenannten Extrahierungsmetalls, wie Zink, Zinn oder Quecksilber, und durch Trennung des Aluminiums von der erhaltenen Legierung, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Auflösen des Aluminiums in dem Extrahierungsmetall zu gewinnende Legierung mit einem solchen Gehalt an Aluminium hergestellt wird, daß ihre Erstarrungstemperatur niedriger liegt als diejenige, bei welcher der Prozentsatz der in Aluminium löslichen Verunreinigungen (Silicium, Eisen, Titan) dem gewünschten Reinheitsgrad oder im Falle der Herstellung von Aluminiumlegierungen dem gewünschten Gehalt an diesen Verunreinigungen entspricht, daß die Temperatur des Bades auf diese Temperatur herabgesetzt wird und daß ferner die aus der flüssigen Legierung ausgefällten Verunreinigungen vor der Trennung des Aluminiums von dem Extrahierungsmetall abgeschieden werden. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch Bekennzeichnet, daß in der letzten Phase das Extrahierungsmetall mir teilweise von dem Aluminium getrennt wird, um eine Aluminium-Extrahierungsmetall-Legierung mit einem gewünschten Gehalt aus diesem Metall zu erhalten. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der zu behandelnde Ausgangsstoff durch Reduktion eines Aluminium enthaltenden Stoffes, insbesondere eines Aluminiumerzes wie Bauxit bzw. Aluminiumoxvd durch Kohle im elektrischen Ofen in der Gegenwart eines Legierungsmetalls mit höherem Siedepunkt als demjenigen des Aluminiums, wie z. B. Eisen, Silicium, Titan, vorbereitet wird. q. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungswirkung des Aluminiums des Ausgangsstoffs mit dem metallischen Behandlungskörper durch zweckmäßiges Einwirken des metallischen Behandlungskörpers auf den festen, zerkleinerten Ausgangsstoff in einer Gegenstromanordnung erhalten wird. 5. Verfahren nach den vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß, zum Ausscheiden der Legierung von den nicht gelösten Verunreinigungen, die Legierung von der Extrahierungstemperatur bis auf eine Temperatur abgekühlt wird, die tiefer als der Erstarrungspunkt des Aluminiums liegt und bei welcher die Lösbarkeitskoeffizienten die gewünschten Werte besitzen, und daß die flüssige Legierung bei dieser tieferen Temperatur von den nicht gelösten Verunreinigungen getrennt wird. 6. Verfahren nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausscheiden der Legierung von den nicht gelösten Verunreinigungen die Legierung erstarrt und wieder bei der Dekantierungstemperatur geschmolzen wird. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung mehreremal nacheinander erstarrt und bei der Dekantierungstemperatur geschmolzen wird, wobei nach jedem Schmelzen der geschmolzene von dem nicht geschmolzenen Teil getrennt wird, und das Schmelzen und Trennen genügend rasch vorgenommen werden muß, um den Verunreinigungen, die sich bei der Dekantierungstemperatur in dem Aluminium auflösen können, nicht die Zeit zu lassen, sich vollständig aufzulösen. B. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückstand des Ausgangsstoffs nach Auszug des Aluminiums durch den metallischen Behandlungskörper und der von der flüssigen Legierung getrennte feste Rückstand so behandelt werden, daß der beigemengte metallische Behandlungskörper wiedergewonnen wird. g. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß der zu behandelnde Ausgangsstoff durch Reduktion eines aluminiumhaltigen Stoffs mit Kohle im elektrischen Ofen vorbereitet wird und daß der Rückstand des Ausgangsstoffs nach Auszug des Aluminiums durch den metallischen Behandlungskörper und der von der flüssigen Legierung nach Zurückgewinnung des metallischen Behandlungskörpers getrennte feste Rückstand in den elektrischen Reduktionsofen zurückgeführt werden, um sich von neuem mit Aluminium zu legieren.
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