JPH11302751A - Method for refining aluminum and its application - Google Patents

Method for refining aluminum and its application

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JPH11302751A
JPH11302751A JP11490098A JP11490098A JPH11302751A JP H11302751 A JPH11302751 A JP H11302751A JP 11490098 A JP11490098 A JP 11490098A JP 11490098 A JP11490098 A JP 11490098A JP H11302751 A JPH11302751 A JP H11302751A
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JP
Japan
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cooling body
aluminum
molten aluminum
cooling
outer peripheral
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Application number
JP11490098A
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Japanese (ja)
Inventor
Ichiro Tanaka
一郎 田中
Hiroshi Tabuchi
宏 田渕
Akihiko Takahashi
明彦 高橋
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Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Publication date
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  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for efficiently refining aluminum by crystallizing the aluminum of a higher purity from molten aluminum contg. eutectic impurities, such as Si and Fe, and others by utilizing the principle of segregation. SOLUTION: This method for refining the aluminum consists in crystallizing and growing the refined aluminum on the outer peripheral surface of a cooling body provided with a gap between the outer peripheral surface of the cooling body internally having a cooling medium passage and the cooling medium passage in this cooling body by immersing the cooling body described above into the molten aluminum in such a manner that the top end of the gap exists above the surface of the molten aluminum and that the bottom end thereof exists at a place not affected with the temp. of the atmosphere above the molten aluminum surface and passing a cooling medium in the cooling medium passage within the cooling body while relatively displacing the outer peripheral surface of the cooling body and the molten aluminum, thereby cooling the cooling body in such a manner that the temp. of the outer peripheral surface of the cooling body below the surface of the molten aluminum is lower than the liquidus temp. of the molten aluminum. Aluminum foil for an electrolytic capacitor is formed by using the refined aluminum obtd. by this method as raw material.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はアルミニウムの精製
方法に関する。詳しくは、偏析原理を利用して、Si、
Fe等の共晶不純物その他を含む溶融アルミニウムか
ら、より高純度なアルミニウムを晶出させてアルミニウ
ムを効率よく精製する方法に関する。
[0001] The present invention relates to a method for purifying aluminum. Specifically, using the segregation principle, Si,
The present invention relates to a method for efficiently purifying aluminum by crystallizing higher-purity aluminum from molten aluminum containing eutectic impurities such as Fe and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】これまで、偏析原理を利用したアルミニ
ウムの精製方法としては、溶融アルミニウム中に冷却体
を浸漬し、その冷却体の内部に冷却媒体を供給しつつこ
の冷却体を回転し、その外周面に高純度の精製アルミニ
ウムを晶出させる方法が知られている。
2. Description of the Related Art Heretofore, as a method of purifying aluminum using the principle of segregation, a cooling body is immersed in molten aluminum, and the cooling body is rotated while supplying a cooling medium inside the cooling body. A method of crystallizing high-purity purified aluminum on the outer peripheral surface is known.

【0003】偏析原理を利用した精製方法においては、
凝固界面近傍の溶融アルミニウム中に排出された不純物
の濃縮層をできる限り除去することにより薄くし、溶融
アルミニウム全体に不純物を分散させることにより精製
効率が向上するが、比較的速い生産速度でこれを達成す
るためには晶出したアルミニウムと溶融アルミニウムと
の相対速度を増加させ、濃縮された不純物を不純物の少
ない溶融アルミニウム中に洗い流し去る効果を高める手
法が提案されている。特公昭61−3385号公報に
は、冷却体の外周面と溶融アルミニウムとの相対速度が
1600mm/s〜8000mm/sとなるように冷却
体を回転させることによって凝固界面近傍の不純物の濃
縮層を薄くし、精製アルミニウムの純度を高くすること
が提案されている。この方法では、溶融アルミニウムが
外気の影響を受けて上方に放熱されるので、溶融アルミ
ニウム表面近傍の溶融アルミニウムは、その温度が他の
部分よりも低く、溶融アルミニウム表面近傍の冷却体の
外周面にはアルミニウムが晶出しやすくなり、その結
果、この部分におけるアルミニウムの晶出速度が冷却体
の外周面の他の部分におけるアルミニウムの晶出速度よ
りも速くなるために、この部分に晶出するアルミニウム
の純度が冷却体の外周面の他の部分に晶出するアルミニ
ウムの純度よりも低くなる。
In a purification method using the segregation principle,
Refining efficiency is improved by removing the concentrated layer of impurities discharged into the molten aluminum near the solidification interface as much as possible, and by dispersing the impurities throughout the molten aluminum, the purification efficiency is improved. In order to achieve this, a method has been proposed in which the relative velocity between the crystallized aluminum and the molten aluminum is increased to enhance the effect of washing away the concentrated impurities into the molten aluminum containing less impurities. In Japanese Patent Publication No. 61-3385, the concentrated layer of impurities near the solidification interface is formed by rotating the cooling body so that the relative speed between the outer peripheral surface of the cooling body and the molten aluminum is 1600 mm / s to 8000 mm / s. It has been proposed to reduce the thickness and increase the purity of the purified aluminum. In this method, since the molten aluminum is radiated upward under the influence of the outside air, the temperature of the molten aluminum near the surface of the molten aluminum is lower than that of the other parts, and the temperature of the molten aluminum on the outer peripheral surface of the cooling body near the surface of the molten aluminum is reduced. Is easy to crystallize aluminum, and as a result, the crystallization speed of aluminum in this part becomes faster than the crystallization speed of aluminum in other parts of the outer peripheral surface of the cooling body. The purity is lower than the purity of aluminum crystallized on other portions of the outer peripheral surface of the cooling body.

【0004】このような精製効率の低下を防止するため
に、特公昭59−45739公報には、溶融アルミニウ
ム表面近傍の冷却体の外周面にアルミニウムが晶出しな
いように、外周面の溶融アルミニウム表面と接する部分
およびその近傍を断熱材で被覆した筒状の冷却体を、断
熱材の上縁が溶融アルミニウム表面よりも上方に位置し
かつ下縁が溶融アルミニウム内における外気の温度の影
響を受けない位置にくるように、冷却体を溶融アルミニ
ウム中に浸漬することが提案されている。
[0004] In order to prevent such a decrease in refining efficiency, Japanese Patent Publication No. 59-45739 discloses a method for preventing the aluminum from crystallizing on the outer peripheral surface of a cooling body near the molten aluminum surface. A cylindrical cooling body in which the part in contact with and its vicinity is covered with a heat insulating material, the upper edge of the heat insulating material is located above the surface of the molten aluminum and the lower edge is not affected by the temperature of the outside air in the molten aluminum It has been proposed to immerse the cooling body in molten aluminum so that it is in position.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では、断熱材を冷却体に接続しなければならないが、
一般的に断熱材は多孔質であり、材質自体が脆く、強度
が十分でない。また、比較的高密度なアルミナ、窒化珪
素などのセラミックス材料では材料自体の強度は高い
が、断熱効果は必ずしも十分とはいえない。本発明の目
的は、上記問題を解決したアルミニウムのより効率の良
い精製方法を提供することである。
In this method, however, the heat insulating material must be connected to the cooling body.
Generally, the heat insulating material is porous, the material itself is brittle, and the strength is not sufficient. In addition, relatively high-density ceramic materials such as alumina and silicon nitride have high strength, but the heat insulating effect is not always sufficient. An object of the present invention is to provide a more efficient method for purifying aluminum which has solved the above problems.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、かかる状
況下に鋭意検討した結果、冷却体の外周面と該冷却体内
部の冷却媒体流通路との間に空隙を設けることにより、
冷却体の強度が十分に改善され、かつ極めて精製効率の
高いアルミニウムの精製方法を見出し、本発明を完成さ
せるに至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have made intensive studies in such a situation, and as a result, by providing a gap between the outer peripheral surface of the cooling body and the cooling medium flow passage inside the cooling body,
The present inventors have found a method for purifying aluminum with sufficiently improved cooling body strength and extremely high purification efficiency, and completed the present invention.

【0007】すなわち、本発明は、(1)内部に冷却媒
体流通路を有する冷却体の外周面と該冷却体内部の冷却
媒体流通路との間に空隙を設けた冷却体を、該空隙の上
端が溶融アルミニウムの表面より上方に位置し、かつ下
端が溶融アルミニウムの表面上方の雰囲気の温度の影響
を受けない場所に位置するように溶融アルミニウム中に
浸漬し、該冷却体の外周面と溶融アルミニウムとを相対
的に変位させながら、該冷却体の内部の冷却媒体流通路
に冷却媒体を流通させることによって溶融アルミニウム
の表面よりも下方における該冷却体の外周面の温度が該
溶融アルミニウムの液相線温度未満になるように冷却し
て、該冷却体の外周面に精製されたアルミニウムを晶出
成長させるアルミニウムの精製方法、及び(2)上記
(1)の方法により得られた精製アルミニウムを原料と
して用いた電解コンデンサー用アルミニウム箔、に関す
るものである。以下、本発明を詳細に説明する。
That is, the present invention provides (1) a cooling body having a gap between an outer peripheral surface of a cooling body having a cooling medium flow passage therein and a cooling medium flow passage inside the cooling body. It is immersed in the molten aluminum so that the upper end is located above the surface of the molten aluminum and the lower end is located at a position above the surface of the molten aluminum that is not affected by the temperature of the atmosphere. By flowing the cooling medium through the cooling medium flow passage inside the cooling body while relatively displacing the aluminum, the temperature of the outer peripheral surface of the cooling body below the surface of the molten aluminum becomes lower than the temperature of the molten aluminum. A method of purifying aluminum by cooling to a temperature lower than the phase line temperature to crystallize and grow purified aluminum on the outer peripheral surface of the cooling body; and (2) the method of (1) above. The purified aluminum, which is relate aluminum foil, electrolytic capacitor used as the raw material. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明の方法においては、溶融ア
ルミニウム中に冷却体を浸漬し、該冷却体の外周面と溶
融アルミニウムとを相対的に変位させながら、溶融アル
ミニウムの表面よりも下方における該冷却体の外周面の
温度が該溶融アルミニウムの液相線温度未満になるよう
に冷却して、該冷却体の外周面に精製されたアルミニウ
ムを晶出成長させて、より高純度なアルミニウムを得
る。該冷却体には外周面の溶融アルミニウムの表面と接
する部分およびその近傍と、冷却体内部の冷却媒体流通
路との間に空隙が設けてある。該空隙の存在により冷却
体内での水平方向(冷却体の中心への方向)の熱伝導が
抑制されて、その結果、溶融アルミニウムの表面上の雰
囲気の温度の影響を受けることがなくなり、冷却媒体に
よる冷却体の外周面の溶融アルミニウムの表面と接する
部分およびその近傍の冷却が抑制されるので、溶融アル
ミニウムの表面と接する部分およびその近傍においては
アルミニウムが晶出し難くなり、晶出したとしても溶融
アルミニウム中におけるその他の部分に晶出するアルミ
ニウムよりも晶出速度が遅くなる。この部分に晶出した
アルミニウムは溶融アルミニウム中におけるその他の部
分に晶出したアルミニウムよりも純度が低くなることは
ない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the method of the present invention, a cooling body is immersed in molten aluminum, and while the outer peripheral surface of the cooling body and the molten aluminum are relatively displaced, the cooling body is located below the surface of the molten aluminum. Cooling is performed so that the temperature of the outer peripheral surface of the cooling body is lower than the liquidus temperature of the molten aluminum, and purified aluminum is crystallized and grown on the outer peripheral surface of the cooling body, thereby producing higher-purity aluminum. obtain. The cooling body is provided with a gap between a portion of the outer peripheral surface in contact with the surface of the molten aluminum and the vicinity thereof, and a cooling medium flow passage inside the cooling body. The presence of the voids suppresses the heat conduction in the horizontal direction (toward the center of the cooling body) in the cooling body, and as a result, the cooling medium is not affected by the temperature of the atmosphere on the surface of the molten aluminum. The cooling of the part in contact with the surface of the molten aluminum on the outer peripheral surface of the cooling body and its vicinity is suppressed, so that the aluminum in the part in contact with the surface of the molten aluminum and its vicinity hardly crystallizes, and even if it crystallizes, The crystallization speed is lower than that of aluminum crystallized in other parts in aluminum. The aluminum crystallized in this portion does not have a lower purity than the aluminum crystallized in other portions in the molten aluminum.

【0009】本発明においては、該空隙の存在により溶
融アルミニウムの表面と接する部分およびその近傍にお
ける冷却体内での水平方向の熱伝導が抑制されるので、
多孔質な断熱材を冷却体に接続する必要がない。このた
め、冷却体の運動や溶融アルミニウムの流動によって断
熱材が剥離したり、断熱材自体に割れが発生したりする
いう問題を解決することができる。
In the present invention, the presence of the voids suppresses the horizontal heat conduction in the cooling body at and near the portion in contact with the surface of the molten aluminum.
There is no need to connect porous insulation to the cooling body. For this reason, it is possible to solve the problem that the heat insulating material is peeled off by the movement of the cooling body or the flow of the molten aluminum, or the heat insulating material itself is cracked.

【0010】本発明において、冷却体としては比較的熱
伝導度が大きな材料であれば何でもよいが、例えば、
鋼、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、黒鉛等が
使用可能である。溶融アルミニウムを汚染しないという
ことから黒鉛が好適である。
In the present invention, the cooling body may be any material as long as it has a relatively high thermal conductivity.
Steel, silicon carbide, silicon nitride, aluminum nitride, graphite and the like can be used. Graphite is preferred because it does not contaminate the molten aluminum.

【0011】本発明において、該空隙には気体が満たさ
れていてもよいし、真空であってもよい。空隙を満たす
気体としては、冷却体の構成材料よりも熱伝導度の小さ
な気体であれば特に限定されず、空気、アルゴンガス、
窒素ガス、炭酸ガス等のような気体は、冷却体の材料よ
りも極めて熱伝導度が小さいため断熱効果が優れている
ので好ましい。該空隙が真空状態であればより高い効果
が期待できる。
In the present invention, the space may be filled with a gas or a vacuum. The gas filling the void is not particularly limited as long as the gas has a smaller thermal conductivity than the constituent material of the cooling body, and air, argon gas,
Gases such as nitrogen gas and carbon dioxide gas are preferable because they have extremely low thermal conductivity than the material of the cooling body and thus have an excellent heat insulating effect. If the gap is in a vacuum state, higher effects can be expected.

【0012】該冷却体内部には冷却媒体流通路が設けて
あり、その中に空気、アルゴンガス、窒素ガス、水、水
蒸気等、およびこれらの混合物を流通させることによっ
て冷却体の外周面の冷却を行う。
A cooling medium flow passage is provided inside the cooling body, through which air, argon gas, nitrogen gas, water, steam, etc., and a mixture thereof are passed to cool the outer peripheral surface of the cooling body. I do.

【0013】本発明において、該冷却体の外周面と溶融
アルミニウムとを相対的に変位させる方法としては、例
えば上述のように冷却体を回転させる方法の他にあらゆ
る方法が可能である。例えば、冷却体を静止させて溶融
アルミニウムを冷却体の周囲で旋回させる方法、冷却体
を回転させて溶融アルミニウムを反対方法または異なる
速度で同方向に旋回させる方法、冷却体を溶融アルミニ
ウム中で水平方向または上下方向に振動させる方法が可
能である。次に、図面を用いて本発明の詳細を説明す
る。
In the present invention, as a method of relatively displacing the outer peripheral surface of the cooling body and the molten aluminum, any method other than the method of rotating the cooling body as described above is possible. For example, a method in which the cooling body is stationary and the molten aluminum is swirled around the cooling body, a method in which the cooling body is rotated and the molten aluminum is swirled in the opposite direction or in the same direction at a different speed, and the cooling body is horizontally moved in the molten aluminum. A method of vibrating in the vertical or vertical direction is possible. Next, the details of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0014】第1の装置を図1に示す。冷却体は円筒状
の形状であって、冷却体の外周面と冷却体内部の冷却媒
体流通路との間に空隙が設けてある。該冷却体を溶融ア
ルミニウムに浸漬したときに溶融アルミニウムの表面と
接する部分およびその近傍に相当する冷却体の外径をア
ルミニウムが晶出する部分の外径よりも小さくして、そ
の外側を円筒状スリーブで覆うことによって、該空隙が
設けられている。冷却体内部の冷却媒体流通路には、先
端に冷却媒体の吹き出し口が設けられた冷却媒体導入管
が挿入されている。この冷却体を、該空隙の上端が溶融
アルミニウムの表面より上方に位置し、かつ下端が溶融
アルミニウムの表面より下方に位置するように溶融アル
ミニウム中に浸漬する。該冷却体を回転させながら、該
冷却媒体導入管を通して、先端の冷却媒体吹き出し口か
ら該冷却体内に冷却媒体を供給して、該冷却体の表面の
温度が該溶融アルミニウムの液相線温度未満になるよう
に冷却し、該冷却体の表面に精製されたアルミニウムを
晶出成長させる。所定時間冷却した後、冷却体に晶出し
た高純度なアルミニウムを回収する。
The first device is shown in FIG. The cooling body has a cylindrical shape, and a gap is provided between an outer peripheral surface of the cooling body and a cooling medium flow passage inside the cooling body. When the cooling body is immersed in the molten aluminum, the outer diameter of the cooling body corresponding to the portion in contact with the surface of the molten aluminum and the vicinity thereof is smaller than the outer diameter of the portion where aluminum is crystallized, and the outside thereof is cylindrical. The void is provided by covering with a sleeve. A cooling medium introduction pipe having a cooling medium outlet at the end is inserted into the cooling medium flow passage inside the cooling body. The cooling body is immersed in the molten aluminum such that the upper end of the void is located above the surface of the molten aluminum and the lower end is located below the surface of the molten aluminum. While rotating the cooling body, a cooling medium is supplied into the cooling body from the cooling medium blowing port at the tip through the cooling medium introduction pipe, and the temperature of the surface of the cooling body is lower than the liquidus temperature of the molten aluminum. And refined aluminum is crystallized and grown on the surface of the cooling body. After cooling for a predetermined time, high-purity aluminum crystallized on the cooling body is recovered.

【0015】第2の装置を図2に示す。図2に示した装
置は冷却体の外周面と冷却体内部の冷却媒体流通路との
間への空隙の設置方法が異なる点以外は、図1に示した
装置と同一である。この装置においては、該冷却体を溶
融アルミニウムに浸漬したときに却体の外周面の溶融ア
ルミニウムの表面と接する部分およびその近傍と、冷却
体内部の冷却媒体流通路との間に多数の縦穴を空けるこ
とによって該空隙が設けられている。
FIG. 2 shows a second apparatus. The apparatus shown in FIG. 2 is the same as the apparatus shown in FIG. 1 except that the method of setting a gap between the outer peripheral surface of the cooling body and the cooling medium flow passage inside the cooling body is different. In this apparatus, when the cooling body is immersed in molten aluminum, a number of vertical holes are formed between a portion of the outer peripheral surface of the reject body in contact with the surface of the molten aluminum and the vicinity thereof and the cooling medium flow passage inside the cooling body. The void is provided by emptying.

【0016】図1における冷却体の空隙は、スリーブに
より意図的に設けられたものであり、また、図2におけ
る冷却体の空隙は、スリーブを設けずに空隙を形成した
ものであり、いずれの場合も本発明に含まれる。本発明
において用いる冷却体はどんな形状のものでもよいが、
例えば、図1および2に示す円筒状のものが使用でき
る。その他に本発明で使用できる冷却体の形状の例を図
3に示す。上広がりのテーパーを持った円筒状a、下広
がりの円筒状b、上部が下広がり下部が上広がりのテー
パーを持った円筒状c、上部が上広がり下部が下広がり
のテーパーを持った円筒状d、多角柱状eなどのものが使
用できるが、必ずしもこれらに限定されるものではな
い。また、冷却体の外周面の性状は、平滑であっても、
凹凸の部分があってもよい。ここでの凹凸とは、縦溝、
全周に形成された環状溝、スパイラル状の溝、多数の点
在する窪み、酸化消耗などによる凹凸、粗面化処理によ
って形成された粗面、およびこれらの組み合わせなどの
ことをいう。
The gap of the cooling body in FIG. 1 is intentionally provided by a sleeve, and the gap of the cooling body in FIG. 2 is a gap formed without providing a sleeve. The case is also included in the present invention. The cooling body used in the present invention may be of any shape,
For example, the cylindrical shape shown in FIGS. 1 and 2 can be used. FIG. 3 shows another example of the shape of the cooling body that can be used in the present invention. Cylindrical shape a with upwardly tapered cylinder a, cylindrical shape b with downward spread, cylindrical shape c with upper portion spread downward and taper with upper portion spread upward, cylindrical shape with upper portion expanded and tapered lower portion Although d and polygonal columnar shapes e can be used, they are not necessarily limited to these. Also, even if the properties of the outer peripheral surface of the cooling body are smooth,
There may be uneven portions. The irregularities here are vertical grooves,
The term refers to an annular groove, a spiral groove, a large number of dents, irregularities due to oxidation consumption, a rough surface formed by a roughening treatment, a combination thereof, and the like formed on the entire circumference.

【0017】本発明で用いられる装置において、空隙の
設置方法や、空隙の形状は必ずしも上記の例に限定され
るものではなく、冷却体内での水平方向の熱伝導が抑制
されて、冷却体の外周面の溶融アルミニウムの表面と接
する部分およびその近傍においてアルミニウムが晶出し
難くなり、晶出したとしても溶融アルミニウム中におけ
るその他の部分に晶出するアルミニウムよりも晶出速度
が遅くなれば、いかなる設置方法でもあってもよい。
In the apparatus used in the present invention, the method of setting the gap and the shape of the gap are not necessarily limited to the above examples, and the heat conduction in the horizontal direction in the cooling body is suppressed, and If it is difficult to crystallize aluminum in and around the portion of the outer peripheral surface that is in contact with the surface of the molten aluminum, and even if it is crystallized, if the crystallization speed is lower than that of aluminum crystallized in other parts of the molten aluminum, any installation is possible. It may be a method.

【0018】本発明において、空隙部の厚さは冷却体内
での水平方向の熱伝導が抑制される厚さであり、冷却体
に用いる材質により異なるが、通常、0.1mm以上、
好ましくは0.5mm以上である。空隙部をスリーブに
より形成する場合は、スリーブに用いる材質は、溶融ア
ルミニウムを汚染しないで、強度が高いものであればど
んな材料でも使用可能であり、例えば、黒鉛、炭化珪
素、窒化珪素、窒化アルミニウム、アルミナ等が挙げら
れる。また、該スリーブは冷却体と同じ材質のものであ
ってもよい。
In the present invention, the thickness of the void portion is a thickness that suppresses heat conduction in the horizontal direction in the cooling body, and varies depending on the material used for the cooling body.
Preferably it is 0.5 mm or more. When the gap is formed by a sleeve, the material used for the sleeve does not contaminate the molten aluminum and any material having high strength can be used. For example, graphite, silicon carbide, silicon nitride, aluminum nitride , Alumina and the like. Further, the sleeve may be made of the same material as the cooling body.

【0019】さらに、該スリーブの熱伝導度が冷却体の
材質よりも小さければ、より高い水平方向の熱伝導の抑
制効果が期待できる。反対に該スリーブの熱伝導度が冷
却体の材質よりも大きければ、水平方向の熱伝導の抑制
効果が減少するので、空隙の厚さを増す等、が必要とな
る。
Further, if the thermal conductivity of the sleeve is smaller than the material of the cooling body, a higher effect of suppressing the heat conduction in the horizontal direction can be expected. Conversely, if the thermal conductivity of the sleeve is larger than the material of the cooling body, the effect of suppressing the horizontal heat conduction is reduced, so that it is necessary to increase the thickness of the gap.

【0020】本発明の冷却体における空隙の溶湯アルミ
ニウム表面からの深さは、該空隙の存在により冷却体内
での水平方向(冷却体の中心への方向)の熱伝導が抑制
されて、その結果、溶融アルミニウムの表面上の雰囲気
の温度の影響を受けることがなくなればよく、装置の大
きさ、材質等により異なるが、通常、冷却体の直径の1
/2程度である。
In the cooling body of the present invention, the depth of the gap from the surface of the molten aluminum is reduced by the presence of the gap, so that the heat conduction in the horizontal direction (toward the center of the cooling body) in the cooling body is suppressed. It is sufficient that the temperature is not affected by the temperature of the atmosphere on the surface of the molten aluminum, and it depends on the size and material of the apparatus.
/ 2.

【0021】本発明の方法により得られる精製アルミニ
ウムは、例えば「アルミニウム材料の基礎と工業技術」
(社団法人軽金属協会)の第347頁〜第350頁に記
載されているように、スラブ鋳造、熱間圧延、冷間圧
延、箔圧延などの工程を経て電解コンデンサー用アルミ
ニウム箔に加工される。
The refined aluminum obtained by the method of the present invention is described, for example, in "Basics and Industrial Technology of Aluminum Materials".
As described on pages 347 to 350 of the Japan Light Metal Association, the aluminum foil is processed into aluminum foil for electrolytic capacitors through processes such as slab casting, hot rolling, cold rolling, and foil rolling.

【0022】[0022]

【実施例】以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れに限定されるものではない。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

【0023】実施例1 本実施例は、図1に示した装置を用いて行ったものであ
る。冷却体およびスリーブは黒鉛製で、冷却媒体には空
気を用いた。冷却体には厚さ1mm、長さ11cmの空
隙を設置し、冷却媒体による冷却体の内部の消耗を防止
するために、冷却体の内部の冷却媒体流通路の壁面に接
するようにステンレス製の内管を設けた。内径240m
mの黒鉛製のるつぼに不純物としてSi 0.022w
t%、Fe 0.034wt%を含む溶融アルミニウム
を入れてヒ−タ−によって665℃に加熱保持した。そ
して、外径100mmの冷却体を空隙の浸漬深さが6.
5cmになるように溶融アルミニウム中に浸漬して、冷
却媒体導入管を通して先端の吹き出し口から該冷却体の
内部に冷却媒体を供給して、冷却体を回転速度450r
pmで回転させた。冷却体の回転中にスリーブが外れた
り、破損したりすることはなかった。20分冷却した
後、冷却体を溶融アルミニウム中から引き上げたとこ
ろ、冷却体に晶出したアルミニウムは図4に示す形状
で、冷却体の外周面の溶融アルミニウムの表面と接する
部分およびその近傍においてアルミニウムは晶出しなか
った。冷却体の外周面に晶出したアルミニウム中の不純
物元素の濃度を測定したところ、溶融アルミニウムの表
面と接する部分およびその近傍、および溶融アルミニウ
ム中における前記以外の部分いずれにおいても、Fe
0.0013wt%、Si 0.0033wt%であっ
た。
Example 1 This example was performed using the apparatus shown in FIG. The cooling body and the sleeve were made of graphite, and air was used as a cooling medium. The cooling body is provided with a gap of 1 mm in thickness and 11 cm in length, and is made of stainless steel so as to be in contact with the wall surface of the cooling medium flow passage inside the cooling body in order to prevent the inside of the cooling body from being consumed by the cooling medium. An inner tube was provided. 240m inside diameter
0.022w Si as an impurity in a graphite crucible
The molten aluminum containing 0.1% by weight of Fe and 0.034% by weight of Fe was charged and heated and maintained at 665 ° C. by a heater. Then, a cooling body having an outer diameter of 100 mm is immersed in the gap at a depth of 6.
It is immersed in molten aluminum so as to have a diameter of 5 cm, and a cooling medium is supplied to the inside of the cooling body through a cooling medium introduction pipe through a blowing outlet at a tip, and the cooling body is rotated at a rotation speed of 450 r.
Rotated at pm. The sleeve did not come off or break during rotation of the cooling body. After cooling for 20 minutes, the cooling body was pulled out of the molten aluminum. The aluminum crystallized on the cooling body had the shape shown in FIG. Did not crystallize. When the concentration of the impurity element in the aluminum crystallized on the outer peripheral surface of the cooling body was measured, it was found that Fe was present in the portion in contact with the surface of the molten aluminum and in the vicinity thereof, and in any other portion of the molten aluminum except for the above.
0.0013 wt% and 0.0033 wt% of Si.

【0024】比較例 本比較例は、冷却体の外周面と冷却体の内部の冷却媒体
流通路との間に空隙を設けていない冷却体を使用したほ
かは上記実施例と同じ条件で行った。得られたアルミニ
ウムの形状は図5に示す形状で、冷却体の外周面の溶融
アルミニウムの表面と接する部分およびその近傍におい
てアルミニウムが晶出した。冷却体外周面に晶出したア
ルミニウム中の不純物元素の濃度を測定したところ、溶
融アルミニウムの表面と接する部分およびその近傍にお
いてはFe 0.0033wt%、Si 0.0045
wt%、溶融アルミニウム中における前記以外の部分に
おいては、Fe 0.0023wt%、Si 0.00
38wt%であった。
COMPARATIVE EXAMPLE This comparative example was performed under the same conditions as in the above embodiment except that a cooling member having no gap between the outer peripheral surface of the cooling member and the cooling medium flow passage inside the cooling member was used. . The shape of the obtained aluminum was as shown in FIG. 5, and aluminum was crystallized in a portion of the outer peripheral surface of the cooling body that was in contact with the surface of the molten aluminum and in the vicinity thereof. When the concentration of the impurity element in the aluminum crystallized on the outer peripheral surface of the cooling body was measured, in the portion in contact with the surface of the molten aluminum and in the vicinity thereof, Fe 0.0033 wt%, Si 0.0045
wt%, in other parts of the molten aluminum, Fe 0.0023 wt%, Si 0.00
It was 38 wt%.

【0025】上記に示された結果から明らかなように、
本発明によれば、内部に冷却媒体流通路を有する冷却体
の外周面と、該冷却体内部の冷却媒体流通路との間に空
隙を設けた冷却体を、該空隙の上端が溶融アルミニウム
の表面より上方に位置し、かつ下端が溶融アルミニウム
の表面より下方に位置するように溶融アルミニウム中に
浸漬し、該冷却体の外周面と溶融アルミニウムとを相対
的に変位させながら、該冷却体の内部に冷却媒体を流通
させることによって溶融アルミニウムの表面よりも下方
における該冷却体の外周面の温度が該溶融アルミニウム
の液相線温度未満になるように冷却して、該冷却体の外
周面に精製されたアルミニウムを晶出成長させてアルミ
ニウムの精製を行うことにより、極めて高純度なアルミ
ニウムを得ることができる。これに対して、比較例のよ
うに冷却体の外周面の溶融アルミニウムの表面と接する
部分およびその近傍と、冷却体内部の冷却媒体流通路と
の間に空隙を設けていない冷却体を使用した場合には、
得られるアルミニウムの純度が低い。また、外周面の溶
融アルミニウム表面と接する部分およびその近傍を断熱
材で被覆した冷却体(特公昭59−45739公報)に
比して、構造上、冷却体の表面の構造がシンプルであ
り、材質上、十分な強度の材料を使用できる等、強度の
点でも優れている。
As is evident from the results shown above,
According to the present invention, an outer peripheral surface of a cooling body having a cooling medium flow passage therein, and a cooling body provided with a gap between the cooling medium flow passage inside the cooling body, the upper end of the gap is formed of molten aluminum. Immersed in the molten aluminum such that it is located above the surface and the lower end is located below the surface of the molten aluminum, while relatively displacing the outer peripheral surface of the cooling body and the molten aluminum, The cooling medium is cooled so that the temperature of the outer peripheral surface of the cooling body below the surface of the molten aluminum is lower than the liquidus temperature of the molten aluminum by flowing a cooling medium inside. By purifying aluminum by crystallizing and growing purified aluminum, extremely high-purity aluminum can be obtained. On the other hand, as in the comparative example, a cooling body having no gap between the portion in contact with the surface of the molten aluminum on the outer peripheral surface of the cooling body and the vicinity thereof and the cooling medium flow passage inside the cooling body was used. in case of,
The purity of the resulting aluminum is low. In addition, compared with a cooling body (JP-B-59-45739) in which a portion of the outer peripheral surface in contact with the surface of the molten aluminum and the vicinity thereof are covered with a heat insulating material, the structure of the surface of the cooling body is simpler in structure. In addition, it is excellent in strength, for example, a material having sufficient strength can be used.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明は、Si,Fe等の共晶不純物を
含む溶融アルミニウムから安定的に操業を行いながら、
効率よく高純度のアルミニウムを晶出させてアルミニウ
ムを精製することができる。また、得られた高純度アル
ミニウムは、電解コンデンサー用箔、スパッタリングタ
ーゲット、ハードディスク用基板、超伝導安定化材、ボ
ンディングワイヤー等に好適に使用される。
According to the present invention, while operating stably from molten aluminum containing eutectic impurities such as Si and Fe,
Aluminum can be purified by efficiently crystallizing high-purity aluminum. The obtained high-purity aluminum is suitably used for foil for electrolytic capacitors, sputtering targets, substrates for hard disks, superconducting stabilizers, bonding wires, and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明にかかる装置の一実施例の装置の縦断面
図、および空隙の存在する部分における水平断面図であ
る。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an apparatus according to an embodiment of the present invention, and a horizontal sectional view of a portion where a gap exists.

【図2】本発明にかかる冷却体の一実施例の縦断面図、
および空隙の存在する部分における水平断面図である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of one embodiment of a cooling body according to the present invention,
FIG. 4 is a horizontal sectional view of a portion where a gap exists.

【図3】本発明において使用可能な冷却体の形状の例で
ある。
FIG. 3 is an example of a shape of a cooling body that can be used in the present invention.

【図4】本発明の実施例において冷却体に晶出したアル
ミニウムの形状を説明する図面である。
FIG. 4 is a view illustrating the shape of aluminum crystallized on a cooling body in an example of the present invention.

【図5】本発明の比較例において冷却体に晶出したアル
ミニウムの形状を説明する図面である。
FIG. 5 is a diagram illustrating the shape of aluminum crystallized on a cooling body in a comparative example of the present invention.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】内部に冷却媒体流通路を有する冷却体の外
周面と該冷却体内部の冷却媒体流通路との間に空隙を設
けた冷却体を、該空隙の上端が溶融アルミニウムの表面
より上方に位置し、かつ下端が溶融アルミニウムの表面
より下方で、溶融アルミニウムの表面上方の雰囲気の温
度の影響を受けない場所に位置にするように溶融アルミ
ニウム中に浸漬し、該冷却体の外周面と溶融アルミニウ
ムとを相対的に変位させながら、該冷却体の内部の冷却
媒体流通路に冷却媒体を流通させることによって溶融ア
ルミニウムの表面よりも下方における該冷却体の外周面
の温度が該溶融アルミニウムの液相線温度未満になるよ
うに冷却して、該冷却体の外周面に精製されたアルミニ
ウムを晶出成長させることを特徴とするアルミニウムの
精製方法。
1. A cooling body having a gap between an outer peripheral surface of a cooling body having a cooling medium flow passage therein and a cooling medium flow passage inside the cooling body, wherein the upper end of the gap is higher than the surface of the molten aluminum. Immersed in the molten aluminum so as to be located above and at a position where the lower end is below the surface of the molten aluminum and is not affected by the temperature of the atmosphere above the surface of the molten aluminum; The cooling medium flows through the cooling medium flow passage inside the cooling body while relatively displacing the molten aluminum and the molten aluminum, so that the temperature of the outer peripheral surface of the cooling body below the surface of the molten aluminum becomes lower than the molten aluminum. Cooling to a temperature lower than the liquidus temperature of the above, and crystallizing and growing the purified aluminum on the outer peripheral surface of the cooling body.
【請求項2】請求項1記載の方法により得られた精製ア
ルミニウムを原料として用いた電解コンデンサー用アル
ミニウム箔。
2. An aluminum foil for an electrolytic capacitor using purified aluminum obtained by the method according to claim 1 as a raw material.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008163418A (en) * 2006-12-28 2008-07-17 Showa Denko Kk Metal-refining method and apparatus, refined metal, casting, metal product and electrolytic capacitor
CN101864521A (en) * 2010-05-09 2010-10-20 中国铝业股份有限公司 Aluminum and aluminum alloy flat section ingot sawdust collection and furnace return remelting method
CN101934935A (en) * 2010-08-06 2011-01-05 中色科技股份有限公司 Method for transporting aluminum milling scraps to complexification workshop through pipelines

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