FR2542015A1 - Procede de transformation de charges d'aluminium secondaire - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LA METALLURGIE DE METAUX NON FERREUX. SUIVANT L'INVENTION ON SOUMET UNE CHARGE D'ALUMINIUM SECONDAIRE A LA LIQUEFACTION DANS UN BAIN DE FUSION D'HALOGENURES DE METAUX ALCALINO-TERREUX, LEDIT BAIN AYANT UNE MASSE VOLUMIQUE DE 2,7 A 3,9GCM. ON REALISE LA LIQUEFACTION A UNE TEMPERATURE DE 720 A 1050C AVEC UNE PROPORTION PONDERALE BAIN DE FUSION D'HALOGENURES ET CHARGE D'ALUMINIUM SECONDAIRE EGALE A 1-101. L'INVENTION POURRA TROUVER DES APPLICATIONS DANS LES INDUSTRIES MECANIQUES, RADIO-TECHNIQUES OU ELECTRONIQUES.

Description

La présente invention concerne la méballurgie des métaux non ferreux et, plus précisément, un procédé de transformation de charges contenant de l'aluminium secondaire.

On sait que par la capacité de sa métallurgie l'aluminium vient en deuxième place après le fer et ses alliages On sait d'autre part qu'environ 5 000 genres d'ouvrages sont produits en aluminium. Les principaux consommateurs de l'aluminium sont les industries électrotechniques et radiotechniques, les trars- ports (avions, automobiles, wagons de chemin de fer), la construction (ouvrages tels que châssis de fenêtres, portes,éléments et panneaux décoratifs) ainsi que les industries alimentaire, chimique, métallurgique (alliages de désoxydation9 d' addition, réducteurs agents de dégazage).D'autre part, l'alu- minium est largement utilisé dans la fabrication des articles de ménage étant donné sa faible masse volumique, ses qualités hygiéniques, sa facilité d'usinage. l'insuffisance des matières premières pour l'obtention de l'aluminium primaire, les fortes consommations d'énergie pour sa production imposent la transformation et la mise en oeuvre de charges contenant l'aluminium secondaire, visant à obtenir de l'aluminium de haute qualité et/ou ses alliages pour la confection des articles qui étaient auparavant fabriqués à partir de l'aluminium primaire.

Bes procédés existants de- transformation de charges contenant l'aluminium secondaire pour l'obtention de l'aluminium prévoient la fusion des chutes et des déchets en morceaux, des copeaux avec formation dgun lit de métal liquide oonte- nant des impuretés. Ensuite, on soumet le métal liquide obtenu au raffinage afin de le libérer des impuretés indésirables dans un autre appareil ou bien dans l'appareil même de fusion. Dans certains cas on procede à un raffinage partiel au cours de la fusion proprement dite.

Ainsi, dans plusieurs procédés on enfourne la charge dV aluminium secondaire pur parée et on la soumet à la fusion dans un courant de gaz chauds. Ensuite on place sur le lit de métal liquéfié des fondants de sylvinite, d'électrolyte de chlorure de potassium et de cryolithe. On chauffe ces fondants jusqu'à leur liquéfaction et on les brasse avec la oée de l'aluminium. Il se forme en définitive des scories que l'on élimine alors que l'on transvase le métal liquide dans un silo pour décantation et séparation en vue d'obtenir un produit de qualité (G.V. Larionov. L'aluminium secondaire.

Moscou, Ed."I5etallurgia", 1967, en russe).

Afin de prévenir l'oxydation de l'aluminium secondaire au cours de la liquégaction des charges contenant l'aluminium secondaire on ajoute dans certains cas des flux de couverte. On élimine la scorie formée après la fin de la fusion en réalisant de la sorte un raffinage partiel pour séparer les impuretés oxydées et les inclusions non métalliques solides telles que les nitrures, les carbures, les céramiques).

(Certificat d'auteur de 1'URUS NO 535 362, classe C22b 21/06).

Toutefois, le métal obtenu par ce procédé exige un raffinage et ane dilution ultérieures étant donné que tous les métaux non ferreux lourds et la majeure partie du fer passent dans le métal liquide.

Dans un autre procédé de transformation des charges contenant de l'aluminium secondaire on souffle le métal liquide par un gaz inerte sous fondant (brevet de Grande-Bretagne NO 1316578, classe C7D, 1973). Cette procédure permet d'éliminer certaines inclusions gazeuses (oxygène, hydrogène, azote) et certaines inclusions solides non métalliques (oxydes, carbures, nitrures, carbone). Toutefois, ce procédé ne garantit pas l'élimination des impuretés telles que le fer et les métaux non-ferreux lourds. Pour éliminer le magnésium de l'alliage obtenu il convient d'effectuer une opération de raffinage additionnelle (par exemple, une distillation sous vide, un traitement chimique par des substances actives).

Pour éliminer le zinc il faut également procéder à une opération complémentaire (distiVation sous vide ou évaporation du zinc dans l'air à une température de 900-1000 C). Dans certains cas on réalise la fusion des charges d'aluminium secondaire et le raffinage du métal dans un bain de sel fon du. En règle générale ce bain est constitué par des sels fondus d'halogénures de métaux.On connaît notamment un procédé dans lequel on effectue la liquéfaction des charges d' aluminium secondaire en immergeant des résidus d'aluminium et d'autres résidus dans un bain de sels fondus (brevet de Grande-Eretagne NO 533 704, classe C7D, 1974). le bain de sels fondus est un mélange eutectique de chlorures de potassium et de sodium avec addition de 5 < ,' de fluorure de calcium, jusqu'à 25 do de fluorure de sodium et jusqu' à 20 , de chlorure de magnésium.

La température de fusion est de 6500 C et davantage de préférence voisine de 7000 C. L'épaisseur du bain de fusion salin au-dessus des matières premières immergées est comprise entre 50 et 100 mm. Ce procédé permet de combiner le processus de fusion et de raffinage partiel. Sa réalisation permet de réduire sensiblement la quantite de résidus oxydés.

Ce procédé permet d'obtenir un produit qui est libre de la majeure partie d'inclusions non métalliques. Toutefois, au cours de la fusion des matières premières les métaux non ferreux lourds et les métaux réfractaires se liquéfient ûi- multanément avec l'aluminium et passent entièrement dans la composition du métal obtenu. le fer se dissout en partie. On réalise l'élimination du zinc et du magnésium comme indiqué dans ce qui précède. Dans certains eas on a recours à une dilution du produit parade l'aluminium primaire jusqu a ce qu'on obtienne des concentrations en impuretés qui permettent d'aboutir à un métal marchand de la nuance ou de la qualité requises.

On connaît un procédé de transformation des charges d' aluminium secondaire suivant lequel on place lesdites charges dans un panier que l'on immerge à son tour dans un bain de sels fondus (brevet des Etats-Unis d'Amérique TTO 4288246, classe internationale C22 B2106, 1981). Ce procédé permet, lui aussi, de combiner le processus de liquéfaction avec un raffinage partiel de l'aluminium visant notamment à le libé- rer de fer et de métaux non ferreux réfractaires. les métaux non ferreux lourds et fusibles tels que le zinc, le plomb, 1' étain, le cadmium passent entièrement au sein de l'aluminium fondu, alors que le cuivre et le nickel ngy passent que partiellement.

De 12 sorte, quand on liquéfie les charges d'aluminium secondaire avec formation d'une seule couche de métal, l'aluminium en tant que métal plus fusible et chimiquement plus actif dissout les impuretés de me'taux rares et de métaux non ferreux lourds, le fer, et la plupart des procédés de transformation ne permettent de se libérer que d'une seule ou de deux impuretés par opération.Ces procédés permettent d'éliminer les oxydes d'aluminium, les inclusions non métalliques solides et les gaz ainsi qu'une partie de fer qui présente une solubilité limitée, surtout aux basses températures. L'é- limination du zinc et du magnésium exige des opérations technologiques complémentaires. les métaux tels que le cuivre, le plomb, le nickel, l'étain, les métaux réfractaires rares et les métaux précieux passent partiellement ou complètement dans le bain de fusion du métal. En outre, lesdits procédés exigent une forte consommation d'énergie et donrent lieu à de fortes pertes d'aluminium.

On connait un procédé de transformation de charges contenant du magnésium et des alliages de magnésium dans lesquels l'aluminium se présente sous forme de pièces rapportées. Ce procédé inclut la liquéfaetion des déchets chargés dans un cadre en présence d'un fondant qui est constitué par un bain de fusion de sels NaCl-KCl-NgCl2. On effectue la li quéfaction à une température voisine de 7000 C. le fondant a une masse volumique supérieure à la masse volumique du ma gnésium et-des déchets de magnésium. Mais sa masse volumique est inférieure à celle de l'aluminium.Pendant la liquéfaction le magnésium fondu et les alliages de magnésium surnagent à la surface du bain fondu, alors que les pièces d'addition d'aluminium-dont la masse volumique est supérieure à celle du bain se déposent au fond(certificat d'auteur de 1'
URSS NO 103 183, classe internationale C22 C1/06, 1954).

Dans le cadre restent les impuretés réfractaires. Contenu au sein de la meme couche que les impuretés réfractaires l'alu- minium les dissout et s'enrichit lul-meme en impuretés indésirables. D'autre part, la liquéfaction de l'aluminium s' ac- compagne de la liquéfaction et de I'évacatio à l'extérieur deS métaux non ferreux fusibles et lourds tels que l'étain, le plomb et le zinc.

le procédé indiqué est plus perfectionné que les précédents. Il combine la liquéfaction et le raffinage partiel visant à éliminer les gaz, les inclusions oxydées et non métalliques, les métaux réfractaires lourds, les métaux non ferreux rares et le fer (Gu, Ni, Cr, I;n, W, Mo, Fie).

D'autre part, l'aluminium obtenu dissout entièrement les métaux non ferreux lourds fusibles, partiellement dgau- tres métaux lourds non ferreux, les métaux réfractaires rares et le fer. l'aluminium obtenu par le procédé susdit exige également une opération de raffinage complémentaire visant la séparation du zinc du magnésium et une transformation ul térieure avec addition d'aluminium primaire Pour réduire la teneur en impuretés du produit fini les procédés de transformation de l'aluminium secondaire existant prévoient un stade de traitement préalable de la charge:' broyage, débitage ma nuel ou mécanisé, triage et sélection, séchage partiel, séparation magnétique.Cela permet de se libérer d'une partie du fer, du cuivre, du zinc, de l'étain ainsi que de lihumidi- té, des poussières, de l'huile et des émulsions Un tel traitement préalable exige une quantité très importante de main d'oeuvre et donne lieu à une forte perte de métal de base
On voit que le niveau de la technique existant ne permet pas d'éliminer toutes les impuretés et surtout les métaux non ferreux lourds, les métaux légers réfractaires ainsi que le fer en une opération unique.A cet effet, pour obtenir un métal et des alliages d'aluminium de qualité conforme aux normes on utilise des procédés de traitement préalable de 1B aluminium secondaire, la liquéfaction et le raffinage du métal liquide obtenu, étant entendu par ailleurs que pour l'é limination de certaines impuretés il convient de mettre en oeuvre es méthodes de traitement métallurgique en deux et trois étapes qui ne permettent pas en définitive de libérer le métal pur des impuretés de cuivre, zinc, étain, plomb, nickel, chrome, manganèse, fer, tungstène, molybdène.

On s'est donc proposé de fournir un procédé de transformation des charges d'aluminium secondaire qui permit d'obtenir l'aluminium et/ou ses alliages de haute pureté avec séparation des métaux non ferreux lourds, des métaux rares réfractaires, du fer et de ses alliages, sous forme de semiproduits visés par une technologie simple.

Pour y parvenir on met en oeuvre un procédé de transformation de charges d'aluminium secondaire par leur fusion au sein d'un bain d'halogénures de métaux liquéfiés dans lequel suivant l'invention on utilise comme halogénures de métaux des halogénures de métaux alcalino-terreux, la masse volumique du bain de fusion étant de 2,7 à 3,9 g/cm3, la liquéfaction étant effectuée à une température de 720-10500 C avec une proportion pondérale du bain d'halogénures et de la charge d'aluminium secondaire égale à 1 - 10/1.

A titre de charges d'aluminium secondaire on peut utiliser les chutes de traitement et les déchets dits "d'amortis- sement" contenant des impuretés de métaux non-ferreux lourds, de métaux réfractaires rares, le fer et ses alliages à l'état massif. les chutes de traitement peuvent être des rognures, des fils, des déchets de matriçage, des copeaux, des billettes, des câbles, etc.. les déchets dits "d'amortissement" sont les éléments des pièces de machines sous forme de fragments sépares.

Comme il a été indiqué dans ce qui precède on utilise comme bain de fusion d'halogénures de métaux les halogénures de métaux alcalino-terreux, la masse volumique dudit bain de fusion étant de 2,7 à 3,9 g/cm3. On peut les utiliser soit individuellement, soit en association les uns avec les autres.

Ces bains de fusion ne réagissent pas avec l'aluminium étant donné que les cations de sels sont plus électronégatifs que l'aluminium. la température de fusion des halogénures choisis diffère peu du point de fusion de l'aluminium et de ses alliages (600-850 C) alors que la masse volumique des bains de fusion des halogénures dépasse de 0,3 à 1 ,7 g/cm3 le masse volumique de l'aluminium fondu. A l'état liquéfié ces halogé- nures n'absorbent pas l'humidftc' de l'air.

le bain d'halogénures sélectionné saprès les critères indiqués sert de milieu de liquéfaction de l'aluminium et de séparation de l'aluminium et de ses alliages des métaux non ferreux lourds, des métaux rares réfractaires, du fer et de ses alliages du fait de la différence des masses volumiques.

la masse volumique de l'aluminium pur à la température du procédé est de 2,2 à 2,7 g/cm3. Par ailleurs, la masse voluw mique du cuivre à la température ambiante est de 8,92 g/cm3, celle du fer est de 7,86 g/cmD, celle du nickel de 8,9 g/cm3, celle de l'étain de 7,28 g/cm3, de l'argent de 10,5 g/cm3 alors qu'à l'état liquide à la température de 10800 C la masse volumique du cuivre est de 8,3 g/cm3, à 2320 C, celle de l'étain est de 6,98 g/cm3, à 15350 C celle du fer est de 6,9 g/cm3, à 9600 C celle de l'argent est de 9,4 g/cm3o
Ainsi tous les métaux non ferreux lourds, aussi bien à l'état solide qu'à l'état liquide, sont beaucoup plus lourds que l'aluminium même à l'état massif (rognures, fils, ferrures-éléments de fixation, pièces d'additions, grosses pièces et gros fragments, etc..) et descendront instantanément au fond de l'appareil de fusion sans entre passés à l'état liquide et sans avoir réagi avec l'aluminium. Pareille organisation du procédé permet d'obtenir deux produits et même davan- tage: l'aluminium raffiné et ses alliages ayant une composition voisine de celle du métal de départ qui aura servi à fabriquer les pièces ou la masse principale des déchets dalu minium et une phase qui se forme au fond de l'appareil de fusion. La phase du fond de l'appareil de fusion peut etre soit liquide, soit solide, soit dans un état mixte. Cela dépend de la température du procédé et de la composition des impuretés en métaux non ferreux lourds, en métaux réfractaires rares et en fer.Une séparation rapide des constituants en fonc- tion de leur masse volumique au cours de la liquéfaction des charges d'aluminium secondaires permet d'obtenir un aluminium marchand de plus haute pureté car cette procédure entrave la dissolution des impuretés au sein de l'aluminium et garantit une plus faible teneur du métal fini en impuretés susdites.

La mise en oeuvre d'un bain de fusion d'halogénures d'une masse volumique inférieure à 2,7 g/cm3 entraine le dépôt au fond de l'appareil de fusion d'une partie des alliages d'aluminium et la dissolution des impuretés, l'alliage de fond s'enrichis- sant en aluminium.

Si par contre l'on met en oeuvre un bain de fusion plus lourd d'halogénures avec une masse volumique supérieure à 3,9 g/cm3, une partie des alliages qui contiennent des métaux non ferreux lourds, les métaux rares réfractaires et le fer (en particulier les pièces composées de deux alliages) surnage à la surface et réagit avec l'aluminium fondu ce qui compromet de même le produit obtenu.

Un abaissement de la température du procédé au-dessous de 7200 C compromet la mouillabilité des gouttes d'aluminium ou conduit au figeage du bain de fusion tandis qu'une élévation de la température au-dessus de 10500 C entralne une solubilité excessive des impuretés au sein de l'aluminium, 10é- vaporation du bain de fusion de l'halogénure. Pour ces rai sons seul un nombre restreint d'halogénures répond aux conditions de réalisation du procédé.On y classe les halogénures de métaux alcalino-terreux. l'addition de certains halogénu res'de métaux alcalins aux bains d'halogénures de métaux alcalino-terreux à raison de 10-25 % de la masse des halogénures de métaux alcalino-terreux permet d'abaisser la te.-npé- rature du procédé sans compromettre d'autres caractéristiques des bains de fusion.

Etant donné que le tension de vapeur des sels de baryum, notamment du chlorure de baryum, qui constituent la base du bain de fusion salin est très-faible par comparaison à celle des chlorures de métaux alcalins (par exemple, du mélange eutectique de chlorure de potassium et de sodium) alors que la surface du bain de fusion salin est la plupart du temps couverte d'aluminium, le dégagement des vapeurs de sels par comparaison à d'autres procédés sera beaucoup plus faible.

Pour cette raison la consommation de sels sera beaucoup plus faible que dans d'autres procédés avec la mise en oeuvre du bain de sels fondus.

le procédé revendiqué de transformation de charges d'aluminium secondaire permet d'obtenir l'aluminium et/ou ses alliages avec une teneur en aluminium de 92-98 % ce qui évite la nécessité d'employer l'aluminium primaire pour diluer 1' aluminium secondaire non standard et d'obtenir un métal ayant pratiquement la composition initiale de celui qui a servi à fabriquer l'ouvrage primitif C'est ainsi que lorsqu'on prend pour la liquéfaction les déchets de fonderie il est possible par le procédé revendiqué d'aboutir à des alliages de fonderie normaux. Le procédé permet également de séparer les impuretés des métaux non ferreux lourds, des métaux réfractaires rares et du fer sous forme de semi-produits séparés qui peuvent être transformés en alliages finis.

La réalisation du procédé exclut la formation des oxydes au cours de la fusion, la pénétration des gaz et des inclusions non métalliques au sein du métal fini.

l'e procédé permet de transformer un nombre considérable de charges à base d'aluminium secondaire sous forme de pièces de machines et mécanismes brisées, de rognures de copeaux, de bavures de matriçage, de câbles, de fils etc.

Le procédé n'exige pas plusieurs opérations concernant le débitage et le triage de la charge d'aluminium secondaire.

Pour la réalisation du procédé il est possible de mettre en oeuvre des matériels stndards.

Le procédé est simple au point de vue valorisation et il est réalisé de la manière suivante.

Après une préparation adéquate par broyage, notamment jusqu'à des dimensions permettant d'enfourner lesdites matiè res et un séchage, on place la charge à base d'aluminium secondaire dans un creuset au sein dsun bain fondu d'halogénures de métaux. On installe ledit creuset dans un four. le rapport pondéral des halogénures de métaux et de la charge est de 1 - 1C/1. On maintient la température du bain de fusion à 720-10500 C. La masse volumique du bain de fusion des halogénures de métaux choisis est de 2,7-5,9 g/cm3.Dans ces conditions l'aluminium ou ses alliages dont la masse volumique est inférieure à 2,7 g/cm3 surnagent à la surface du bain de fusion des halogénures des métaux en sey immergeant en partie.

Dans ce cas le bain de fusion recouvre la majeure partie de la surface de la charge en raison du mouillage en protégeant de ce fait l'aluminium contre l'oxydation. Après un certain temps de maintien la charge se liquéfie en continuant à surnager à la surface du bain de fusion des halogénures de métal formant une couche de métal liquide au-dessus du bain de fusion susdit. D'autre part les métaux non ferreux lourds, les métaux rares réfractaires, le fer et ses alliages se déposent au fond du creuset sous forme de fragments massifs. On répète plusieurs fois l'enfournement des charges d'aluminium secondaire en maintenant les proportions pondérales susdites. On élimine partiellement ou entièrement l'aluminium et son alliage de la surface du bain de fusion par des procédés connus (en versant la couche supérieure, en l'enlevant par des cuillers, en l'éliminant par le vide).

Après chaque liquéfaction les impuretés s'accumulent sous la couche du bain de fusion des halogénures de métaux.

lorsqu'une couche suffisante d'halogénures est accumulée on verse le bain liquéfié d'halogénures de métaux et on élimine ensuite les impuretés qu'en cas de besoin on' transforme en.

produits marchands. L'aluminium obtenu et ses alliages peuvent etre mis en oeuvre sans traitement complémentaire en tant que produits mirchads ou produits destinés à diluer le métal brut. lors de la transformation des matières contenant l'aluminium secondaire avec une forte proportion de métaux non ferreux fusibles ou lors de la transformation de ntimpor- te quelle charge d'aluminium secondaire à une température de 9500 C et au-dessus il se forme au fond du creuset une couche d'alliage liquide que l'on évacue par des procédures connues sans évacuer la couche de bain de fusion d'halogénures de métaux (coulée par un trou au fond, extraction au moyen d'une poche sous vide).Dans ce cas il est possible de travailler pratiquement en continu. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à la lecu- re de la description des exemples concrets-suivants.

Exemple 1
On place dans un creuset contenant un bain de fusion de sels d'halogénures de métaux installé dans un four à mouffle, des déchets en morceaux de métaux non ferreur et de fer sous forme de fils, de rognures de tôles métalliques et de granules contenant, en pour cent en poids: aluminium - 80,,zinc 5,1, cuivre - 9,7, fer - 5,2
le bain de fusion d'halogénures se compose de chlorure de baryum et de calcium (80 %0 en poids de chlorure de baryum et 20 % en poids de chlorure de calcium) le poids de la char ge des résidus d'aluminium secondaire est de 41 7 3 go On maintient au four une température de 9500 C et une pression de 1' air égale à la pression atmosphérique.Dans ces conditions la masse volumique du bain d'halogénures des métaux et de la charge enfournée est de 2,89 g/cm3 Be rapport pondéral du bain dihalogénures de métaux/charge enfournée est de 7,6/1
On maintient la charge au four pendant 15 minutes. Il se forme alors à la surface du bain d'halogénures des globules d' aluminium fondu alors que le fer et les métaux non ferreux se déposent au fond du creuset. On enlève les globules d'alu- minium fondu de la surface du bain d'halogénures fondus par une cuillèred'acier, on refroidit, on élimine les sels, on pèse et on analyse. Be poids des globules d'aluminium est de 29,3 g.La teneur de l'aluminium en impuretés, en so en poids, est la suivante : zinc - 0,22, fer - 2,09, cuivre - 2,2 alors que la teneur en métal de base est de 95,58.

On verse le bain de fusion d'halogénures, on refroidit le dépôt de fond qui se compose d'impuretés métalliques on le libère des sels par lavage et on le pèse. Le poids de la phase déposée au fond est de 9,9 g.

Exemple 2
On effectue l'essai dans les conditions décrites à l'ex- emplie 1'sauf qu'à titre de déchets on prend des fragments de métaux techniquement purs sous forme de fils, de tôles, de copeaux de compositions suivantes, en pour cent en poids: aluminium - 80,2, fer - 9,95, plomb - 9,85.La température du procédé est de 9800 C, la durée de maintien est de 22 mn, la proportion pondérale des halogénures de métaux fondus et des matières de la charge est de 7,6/1. la masse volumique du bain de fusion d'halogénures est de 2,85 g/cm3. On obtient en définitive des globules d'aluminium de composition suivante, en pour cent en poids: aluminium - 93,54, plomb - 0,163, fer 6,3. le taux d'extraction de l'aluminium dans le produit marchand est de 83 %, dans la phase de fond - de 1199.%o, le taux d'extraction total de tous les métaux est de 94,9 -%. le fer et le cuivre dans la phase de fond se trouvent à l'état solide, le plomb est à l'état liquide.

Exemple 3
On effectue l'essai dans les conditions décrites à l'exem- ple 1 sauf qu'à titre de déchets on emploiesdes fragments de métaux techniquement purs sous forme de fils, de tôles, de copeaux de compositions suivantes, en pour cent en poids: aluminium - 79,95, zinc - 5,1, fer - 5,2, cuivre - 9,75. A titre de bain de fusion d'halogénures de métaux on utilise un bain de fusion de composition suivante, pour cent en poids: BaBr2 - 75, Nager - 25. La température du procédé est de 8900C, la durée de maintien de la charge est de 15 mn. La proportion pondérale du bain de fusion d'halogénures de métaux et de la charge est de 9,8/1, la masse volumique du bain de fusion d' halogénures est de 3,14 g/cm3. On obtient en définitive des globules d'aluminium de composition suivante, en %en poids: aluminium - 94,96, zinc - 0,53, cuivre - 1,41, fer - 3,1. le taux d'extraction de l'aluminium dans le produit marchand est de 84,5 9, la phase de fond est de 15 ss de la masse de la charge enfournée. On obtient le cuivre et le fer à l'état so lide, le zinc - à l'état liquide.

Exenple 4
On comprime dans une presse mains sous forme de briquettes de 35 mm de diamètre et de 15 à 18 mm de hauteur les déchets sous forme de copeaux d'aluminium, de laiton et de fer contenant, en pour cent en poids: aluminium - 78,2, zinc 5,0, cuivre - 11,6, fer - 5,2. L'effort de compression est de 250 g/cm3. On charge les briquettes dans un creuset contenant des halogénures fondus installé dans un four à moufle Le bain de fusion de sels se compose de bromures de baryum et de sodium (75 % en poids de bromure de baryum, 25 % de bromure de sodium). le poids de la charge des résidus d'aluminium secondaire est de 625 g. On maintien au four une température de 7200 C et une pression égale à celle de l'air atmosphéri que.Dans ces conditions la masse volumique du bain dQhalogé- nure est de 3,59 g/cm3. La proportion pondérale du bain de fusion d'halogénures et de la charge enfournée est de 1 ,5/i.

On maintien le métal au four pendant 30 minutes. Il se forme alors à la surface du bain de fusion d'halogénures des globules d'aluminium fondu alors que le fer et les autres métaux non ferreux se déposent au fond du creuset. On enlève les globules d'aluminium fondu de la surface du bain de fusion dg halogénures avec une cuillèred'acier, on les refroidit, on les libère par lavage des sels, on les pèse et on les anale se.La masse des globules d'aluminium est de 51 ,36 gO La teneur de l'aluminium en impuretés est, en pour cent en poids: zinc - 3,8, cuivre - 3,5, fer - 0,75, la teneur en métal de base est de 92,30. Le taux d'extraction de l'aluminium dans le produit marchand est de 82,17 9'. La masse de la phase de fond est de 8,47 g. Les métaux se trouvent à l'état solide.

Exemple 5
On effectue l'essai dans les conditions décrites à l' exemple 4 sauf, au'à titre de bain de fusion d'halogénures de métal on utilise un bain de fusion de composition suivante, en pour cent en poids: BaBr2 - 80, NaIr - 20. la température du Procédé est de 7300 C, la durÉe de maintien des matières premières est de 30 minutes. la proportion pondérale du bain de fusion d'halogénures et de la charge enfournée est de 6,4/1.La masse volumique du bain de fusion d'halogénures est de 3,56 g/cm3. On obtient en définitive des globules d' aluminium de composition suivante, en pour cent en poids: aluminium - 93,58, zinc - 2,4, cuivre - 3,45, fer - 0,57. le poids des globules de l'aluminium est de 49,9 g. le taux d'e.x- traction de l'aluminium dans le produit marchand est de 79,84 la la phase de fond est solide et elle a une masse de 11,6 g.

Exemple 6
On effectue l'essai dans les conditions décrites à l' exemple 4, sauf qu'à titre de bain de fusion d'halogénures de métaux on utilise le bain de composition suivante, en pour cent en poids: BaBr2 - 80, KBr - 20. la température du procédé est de 7600 C, la durée de maintien est de 30 minutes, la proportion pondérale du bain de fusion d'halogénures et de la charge est de 6,4/1. la masse volumique du bain de fusion d' halogénures est de 3,51 g/cm3. On obtient en définitive des globules d'aluminium de composition suivante, en pour cent en poids: aluminium - 86,25, cuivre - 4,8, zinc - 6,25, fer 2,70.La masse des globules d'aluminium est de 52,52 g. le taux d'extraction de l'aluminium dans le produit marchand est de 84,03. la phase de fond est solide.

Exemple 7
On effectue l'essai dans les memes conditions que celles décrites à l'exemple 4, sauf qu"à titre de bain de fusion d' halogénures de métaux on utilise un bain de fusion de compo- sition suivante, en pour cent en poids: CaJ3r.; - 80, Piger2 -20.

La température du procédé est de 7650 C, la durée de maintien de 1 charge - 30 minutes. La proportion pondérale du bain de fusion des halogénures de métaux et de la charge est de 7,5/1. La masse volumique du bain de fusion d'halogé- nures est de 2,92 g/cm3. On obtient en définitive des globu les d'aluminium de composition suivante, en pour cent en poids: aluminium - 85,21, cuivre - 6,31, zinc - 4,35, fer 4,13. Le taux d'extraction de l'aluminium dans le produit marchand est de 30 %'.

Exemple 8
On effectue l'essai dans les conditions décrites à l' exemple 4, sauf qu'à titre de bain de fusion d'halogénures de métaux on utilise un bain de composition suivante, en pour cent en poids: BaBr2 - 78, NaBr - 22. La température du procédé est de 9400C, la durée de maintien de la charge est de 30 minutes. La proportion pondérale du bain de fusion dghalo- génures et de la charge est de 5/1. La masse volumique du bain de fusion d'halogénures est de 3,50 g/cm3.On obtient en définitive des globules d'aluminium de composition suivante, en pour cent en poids: aluminium - 88,11, cuivre - 4--,09, zinc - 5,6, fer - 2,20. La masse des globules d'aluminium est de 46,75 g. La masse de la phase de fond est de 8,08 g. le taux d'extraction de l'aluminium dans le produit marchand est de 74,8 %0.

Exemple 9
On place dans un panier muni d'un fond en toile métallique les résidus de fabrication de câbleries sous forme de tronçons de câble à conducteurs d'aluminium et de cuivre ayant un revetement protecteur de plomb, de fer et d'alumi- nium, de concert avec les isolants. Sa masse de câbles est de 93,7 g. Les résidus ont la composition suivante, en pour cent en poids: aluminium - 3,4, plomb - 72,8, cuivre - 10,7, caoutchouc et isolants 13,1. On descend le panier chargé dans un creuset contenant un bain de fusion d'halogénures. Le creuset est installé dans un four. l'e bain d'halogénures a la composition suivante, en pour cent en poids NaBr - 25, BaBr2-75.

La température de fusion est de 740 à 82000. La proportion pondérale du bain de fusion d'halogénures et de la charge d'aluminium secondaire est de 3/1. La masse volumique du bain de fusion d'halogénures dans ces conditions est de 3,4 3,1 g/cm3. On maintient les résidus au four pendant 15 minu tes. l'aluminium surnage, le plomb passe à travers la toile de fond du panier et se dépose au fond du creuset alors que le cuivre et le fer demeurent dans le panier, le caoutchouc et les autres genres d'isolants brûlent en créant une atmosphère réductrice. le taux d'extraction de tous les métaux est de 98 $. La composition du métal obtenu, en pour cent en poids est de: aluminium - 0,039 - 0,73, cuivre 0,036 - 0,063, fer - 0,013 - 0,125. le plomb est le complément à 400.

Exemple 10
On place dans un panier à fond en toile métallique des résidus de la fabrication des cables sous forme de morceaux (tronçons de cåbles de 10 à 15 cm avec des conducteurs d'alu- minium et de cuivre ayant un rev8tement protecteur de plomb, de fer et d'aluminium de concert avec des isolants. la masse de câbles est de 1,5 kg. les résidus ont la composition suivante, en pour cent en poids: aluminium - 34,1, plomb - 29,5, cuivre -9,05, fer - 8,85, caoutchouc et isolants - 18,5.On descend le panier chargé-dans un creuset contenant un bain de fusion d'halogénures de métaux, le creuset--est installé dans un four. le bain de fusion d'halogénures a la composition suivante, en pour cent-en poids: WaBr - 25, 3a3r2 - 75. La température de fusion est de 720 C. La proportion pondérale du bain de fusion d'halogénures et de la charge d'aluminium secondaire est de 6/1. la masse volumique du bain de fusion d'halogénures dans ces conditions est de 3,60 g/cm30 On main tien les résidus pendant 80 minutes. Dans ce cas l'aluminium surnage à la surface, le plomb à travers le fond en toile mé alliage du panier se dépose au fond du creuset, le cuivre et le fer demeurent dans le panier.

Il se forme également dans le panier un alliage d'aluminium, de fer et de cuivre que l'on considère comme résidu.

Le caoutchouc et les autres genres d'isolants brayent en créant une atmosphère réductrice. Be taux d'extraction de l' aluminium dans l'alliage marchand est de 94 %. Le poids du lingot d'aluminium est de 501,3 g. La composition du métal obtenu, en pour cent en poids, est la suivante: plomb - 0,63, cuivre - 9,8, fer - 1,85, nickel - 0,03, l'aluminium étant le complément à 100.

Le taux d'extraction du plomb dans l'alliage de fond est de 94 . La masse du lingot de plomb est de 433,6 g. La composition du plomb obtenu, pour cent en poids est la suivante: cuivre - 0,036, aluminium - 0,039, fer - 0,017, le complément à cent est le plomb.

Le cuivre demeure dans le panier et répond par sa qualité au cuivre électrolytique. La masse de cuivre obtenue est de 34,1 g, son taux d'extraction est de So 9'. La masse de 1' alliage de fer d'aluminium et de cuivre est de 206,7 g. Le taux d'extraction global dans les alliages marchands d'alumi- nium, de plomb et de cuivre est de 77,5 %.

ExemDle 11
On place dans un creuset contenant un bain de fusion de sels et installé dans un four à moufle les déchets d'un bim métal de fer - aluminium contenant 16,02 g d'un alliage d'a- luminium et ayant une masse globale de 145,7 g. Le bain de fusion d'halogénures se compose de chlorure de baryum et de bromure de baryum et contint 50 9'c de chlorure de baryum et 50 % de bromure de baryum* La masse volumique du bain de fusion d'halogénures est de 3,52 g/cm . On maintient au îour une température de 9500 C et une pression égale à la pression atmosphérique.La proportion pondérale du bain de fusion d' halogénures et du métal chargé est de 5/1 On maintient le métal pendant trois minutes et on extrait la composante ferrique du bimétal. L'aluminium surnage à la surface. On enlève les globules de métal de la surface avec une cuillère deacier on les refroidit, on les libère des sels par lavage et on les pèse. On introduit une portion nouvelle de bimétal dans le bain de sels fondus â masse des globules d'aluminium est de 14,4 g, son taux d'extraction est de 73,1 9'.

Exemple 12
On effectue l'vessai dans les conditions décrites à 19 exemple 11, sauf qu'à titre de bain de fusion d'halogénures on utilise du bromure de baryum fondu et qu'on emploie une prise de bimétal pesant 170,7 g. La température du procédé est de 8500 C, la durée de maintien est de 2,5 minutes.La proportion pondérale du bain de fusion d'halogénures et du métal est de 10/1, la masse volumique du bain de fusion d' halogénures est de 3,9 g/cm3. En définitive on extrait des globules d'allminium d'une masse de 12,1 g, le taux d'extraction de l'aluminium est de 64,7
Exemple 13
On place dans un four à creusets contenant un bain de fusion d'halogénures de composition suivante, en pour cent en poids: chlorure de baryum - 80, chlorure de calcium 20 70 une charge d'aluminium secondaire sous forme d;un mélange de copeaux en alliages déformables d'aluminium et de bronze de composition suivante, pour cent en poids: alliages d'aluminium déformables - 80, bronze - 20.La masse du bain de fusion de sels est de 30 kg, la température dans le four est de 820 - 1050 C, la masse volumique du bain de fusion d'halogénures dans les conditions de l'essai est de 2,73,0 g/cm3. On liquéfie les copeaux par portions de 4 - 5 kg.

Au total, on fond 25,5 kg pendant 1,5 heure. An cours de cette opération les phénomènes suivants ont lieu. l'aluminium se liquéfie et forme une couche surnageant au-dessus du sel.

Le bronze avec une partie de l'aluminium se dépose au fond en formant une couche liquide d'alliage de fond. La fusion achevée, on verse d'abord l'aluminium, ensuite un bain de fusion d'haiogenures et on coule en dernier lieu l'alliage de fond* On obtient 16 kg d'un alliage marchand d'aluminium et 7,1 kg d'alliage de fond à teneur en cuivre augmentée. Be taux d'extraction de métaux dans les alliages obtenus est de 91 % de la masse globale de la charge d'aluminium secondaire placée dans le creuset.

La composition de l'alliage d'aluminium obtenu, en pour cent en poids, est la suivante: Mg - 0,42, I - 0,45, Fe 1,98, Si - 0,25, Zn - 0,97, Ni - 0,22, Cu - 4,25, le complément à cent étant constitué par l'aluminium.

le composition de l'alliage de fond obtenu, pour cent en poids, est la suivante: Mg - 0,48, Mn - 0,43, Fe - 1,48,
Si - 0,18, Ni - 0,14, Zn - 0,86 Ou - 24,759 le complément à cent étant l'aluminium.

Exemple 14
On effectue l'essai dans les conditions décrites à 1' exemple 13 sauf qu'à titre de charge contenant l'aluminium secondaire on utilise les copeaux d'alliages d'aluminium déformables tandis qu'à titre de bain de fusion d'halogénures on prend un bain de composition suivante, en pour cent en poids: chlorure de baryum - 80, chlorure de calcium - 9,1, bromure de sodium - 10,9. La température du procédé est de 820-1000 C. La durée de fusion est de 0,5 heure. La propor- tion pondérale du bain de fusion d'halogénures et de la charge secondaire est de 6/1 la masse volumique du bain de fusion d'halogénures est de 2,8 - 3,1. La masse de la charge d' aluminium secondaire transformée est de 13,5 kg. On obtient en définitive un aluminium de composition suivante, en pour cent en poids: cuivre - 4,25, magnésium - 0,46, manganèse 0,55' fer - 1,13, silicium - 0,39, nickel - 0,03, zinc - 0,13, aluminium - 93,06. La masse de l'alliage d'aluminium est de 10,1 kg. Le taux d'extraction de l'aluminium dans le produit marchand est de 80 %. La phase de fond contient un résidu de 0,5 kg de produits solides sous forme de copeaux.

Claims (2)

Revendications

1 - Procédé de transformation de charges d'aluminium secondaire par liquéfaction desdites charges dans un bain de fusion d'halogénures de métaux, caractérisé en ce que l'on utilise comme halogénures de métaux des halogénures de métaux alcalino-terreux, le bain de fusion ayant une masse volumique de 2,7 à 3,9 g/cm3 et que l'on conduit la liquéfaction à une température de 720 10500 C avec une proportion pondérale bain de fusion d'halogénures et charge d'aluminium secondaire égale à 1 - 10/1.

2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on effectue la liquéfaction de la charge d'aluminium secondaire également en présence d'halogénures de métaux alcalins pris à raison de 10 à 25 fio de la masse d'halogénures de métaux alcalino-terreux.