JPS58104132A - アルミニウムの純化方法 - Google Patents
アルミニウムの純化方法Info
- Publication number
- JPS58104132A JPS58104132A JP20118181A JP20118181A JPS58104132A JP S58104132 A JPS58104132 A JP S58104132A JP 20118181 A JP20118181 A JP 20118181A JP 20118181 A JP20118181 A JP 20118181A JP S58104132 A JPS58104132 A JP S58104132A
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- molten
- container
- molten aluminum
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はアルミニウムの純化方法＆Ｃ１１するものであ
り、詳しくは不純な溶融アルミニウムから、分別結晶法
により、高純度のアルミニウムを取得する方法に関する
ものである。
り、詳しくは不純な溶融アルミニウムから、分別結晶法
により、高純度のアルミニウムを取得する方法に関する
ものである。
分別結晶法により高純度のアルミニウムを製造する方法
（まいくつか提案されている（特公昭グデー５ざθ６．
５０−コθ！３／ｌ、特開昭５５−ｇ９ダ３ｑ％５６−
５りＳ３θおよび！；Ａ−／／コ１Ｉ２９参照）。これ
らの方法では、分配係数がｌより小さい不純物元素、例
えば鉄、珪素などは、析出するアルミニウム結晶から排
除されて母液中に残留する。従って母液と晶出アルミニ
ウムとを適宜の方法で分離することにより、高純度のア
ルミニウムを取得することができる。
（まいくつか提案されている（特公昭グデー５ざθ６．
５０−コθ！３／ｌ、特開昭５５−ｇ９ダ３ｑ％５６−
５りＳ３θおよび！；Ａ−／／コ１Ｉ２９参照）。これ
らの方法では、分配係数がｌより小さい不純物元素、例
えば鉄、珪素などは、析出するアルミニウム結晶から排
除されて母液中に残留する。従って母液と晶出アルミニ
ウムとを適宜の方法で分離することにより、高純度のア
ルミニウムを取得することができる。
本発明は工業的に大規模に実施するのに好適な、分別結
晶法によるアルミニウムの純化方法を提供するものであ
る。
晶法によるアルミニウムの純化方法を提供するものであ
る。
本発明方法によれば、熱伝導率の大きい炭素質材料で構
成されており、かつその内部に冷却媒体流通管を有する
水平な床を備えた容器に溶融アルミニウムを収容し、該
溶融アルミニウム中ｊζ攪拌機を挿入して撹拌しながら
、一方では該冷却媒体流通管に冷却媒体を流通させ、他
方では該溶融アルミニウムの表面を加熱することにより
、床表面にアルミニウム結晶を析出させ、かつ床表面へ
のアルミニウム結晶の析出に伴い攪拌機を漸次上方に引
き上げることにより、結晶生長面と攪拌機との間隔を、
結晶析出の間はぼ一定に維持し、所定量め４ａが析出し
たならば残存する溶融アルミニウム゛ムを容器から排出
することにより、不純なアルミニウムから高純度のアル
ミニウムを取得することができろ。
成されており、かつその内部に冷却媒体流通管を有する
水平な床を備えた容器に溶融アルミニウムを収容し、該
溶融アルミニウム中ｊζ攪拌機を挿入して撹拌しながら
、一方では該冷却媒体流通管に冷却媒体を流通させ、他
方では該溶融アルミニウムの表面を加熱することにより
、床表面にアルミニウム結晶を析出させ、かつ床表面へ
のアルミニウム結晶の析出に伴い攪拌機を漸次上方に引
き上げることにより、結晶生長面と攪拌機との間隔を、
結晶析出の間はぼ一定に維持し、所定量め４ａが析出し
たならば残存する溶融アルミニウム゛ムを容器から排出
することにより、不純なアルミニウムから高純度のアル
ミニウムを取得することができろ。
本発明を更に詳細に説明するに、第１図および第２図は
本発明方法を実施するのに好適な装置の一例の断面図で
ある。この装置は、方形、例えば、２ｍｘ２ｍの浅い鋸
状でその一方の側壁の上部を欠いて溶融アルミニウムの
排出口を形成しである下部構造と、その上部を覆う上部
構造と、該上部構造に支持した攪拌装置とから成ってい
る。図中、（１）は断熱レンガ層、（２）は耐火レンガ
層である。耐火レンガ層のうち、溶融アルミニウムと接
触する側壁部分には、溶融アルミニウムを汚染しないも
の、例えば高アルミナ質耐火レンガを用いる。若し所望
ならば、溶融アルミニウムと接触する側壁部分も、底面
と同じく、耐火レンガ層の上に更に炭素質材料で内張り
を施してもよい。この場合には、内張り層を通って′熱
が底面の炭素質材料層に実質的に流出しないような構造
とする。（３）は熱伝導率の大Ｃ・ き゛炭素質材料？層である・通常・この層はアルミニウ
ム電解−の陰極と同じく、炭素ブロックを並べ、その間
隙に炭素質結合材を充填することにより構成される。炭
素ブロックとして（丁黒鉛ないしは準黒鉛質のものが好
ましい。この炭素質材料層中には冷却媒体流通管（４）
が埋設されている。（５）は攪拌機であり、溶融アルミ
ニウムに接する部分は溶融アルミニウムを汚染しない材
料、好ましくは黒鉛で構成されている。（６）は攪拌機
の駆動装置であり、駆動中に攪拌機の軸（７）を上昇さ
せうるようになっている。軸（力は上方部材と下方部材
とを溶融アルミニウムから露出した部分において、断熱
材を介して結合した構造とするのが好ましい。このよう
な構造とすると、機械的強度を保持するため上方部材を
冷却しても下方部材が冷却されないので、溶融アルミニ
ウムが攪拌機上に析出するのを防止することができる。
本発明方法を実施するのに好適な装置の一例の断面図で
ある。この装置は、方形、例えば、２ｍｘ２ｍの浅い鋸
状でその一方の側壁の上部を欠いて溶融アルミニウムの
排出口を形成しである下部構造と、その上部を覆う上部
構造と、該上部構造に支持した攪拌装置とから成ってい
る。図中、（１）は断熱レンガ層、（２）は耐火レンガ
層である。耐火レンガ層のうち、溶融アルミニウムと接
触する側壁部分には、溶融アルミニウムを汚染しないも
の、例えば高アルミナ質耐火レンガを用いる。若し所望
ならば、溶融アルミニウムと接触する側壁部分も、底面
と同じく、耐火レンガ層の上に更に炭素質材料で内張り
を施してもよい。この場合には、内張り層を通って′熱
が底面の炭素質材料層に実質的に流出しないような構造
とする。（３）は熱伝導率の大Ｃ・ き゛炭素質材料？層である・通常・この層はアルミニウ
ム電解−の陰極と同じく、炭素ブロックを並べ、その間
隙に炭素質結合材を充填することにより構成される。炭
素ブロックとして（丁黒鉛ないしは準黒鉛質のものが好
ましい。この炭素質材料層中には冷却媒体流通管（４）
が埋設されている。（５）は攪拌機であり、溶融アルミ
ニウムに接する部分は溶融アルミニウムを汚染しない材
料、好ましくは黒鉛で構成されている。（６）は攪拌機
の駆動装置であり、駆動中に攪拌機の軸（７）を上昇さ
せうるようになっている。軸（力は上方部材と下方部材
とを溶融アルミニウムから露出した部分において、断熱
材を介して結合した構造とするのが好ましい。このよう
な構造とすると、機械的強度を保持するため上方部材を
冷却しても下方部材が冷却されないので、溶融アルミニ
ウムが攪拌機上に析出するのを防止することができる。
（８）は上方を覆う蓋であり、攪拌機を装置外に取り出
し得るように取り外し可能となっている。（９）は加熱
用のガスバーナーである。
し得るように取り外し可能となっている。（９）は加熱
用のガスバーナーである。
図示の装置を用いてアルミニウムの純化を行なう方法に
ついて説明すると、先ず装置内に溶融アルミニウムを入
れ、これに攪拌機（５）を挿入して攪拌する。攪拌機の
下端はできるだけ底面に近く位置するようにする。次い
で冷却媒体流通管（４）に空気等の冷却媒体を流通させ
て、炭素質材料層（３）をアルミニウムの融点以下に冷
却する。これにより溶融アルミニウムは底面から上方に
向って凝固を開始する。本発明においては、アルミニウ
ムの析出速度を底面全体にわたってできるだけ同一とな
るようにすることが必要である。そのため、底面を構成
する炭素質材料として熱伝導率の大きいものを用いると
共に、冷却媒体流通管の適正な配置により、底面の温度
がその全体にわたってできるだけ均一となるようにする
。
ついて説明すると、先ず装置内に溶融アルミニウムを入
れ、これに攪拌機（５）を挿入して攪拌する。攪拌機の
下端はできるだけ底面に近く位置するようにする。次い
で冷却媒体流通管（４）に空気等の冷却媒体を流通させ
て、炭素質材料層（３）をアルミニウムの融点以下に冷
却する。これにより溶融アルミニウムは底面から上方に
向って凝固を開始する。本発明においては、アルミニウ
ムの析出速度を底面全体にわたってできるだけ同一とな
るようにすることが必要である。そのため、底面を構成
する炭素質材料として熱伝導率の大きいものを用いると
共に、冷却媒体流通管の適正な配置により、底面の温度
がその全体にわたってできるだけ均一となるようにする
。
アルミニウムの析出の間、攪拌機を作動させて、固液界
面における溶融アルミニウムの流動を維持する。これに
より、晶析に際して溶融アルミニウム中に排除された不
純物は、直ちに固液界面から取り去られる。また、固液
界面における溶融アルミニウムの流動は、結晶が樹枝状
に発達するのを阻止する作用を有する。これにより樹枝
状結晶間に多量の溶融アルミニウムが保留されて、得ら
れる固体アルミニウムの純度が低下することを防止する
ことができる。
面における溶融アルミニウムの流動を維持する。これに
より、晶析に際して溶融アルミニウム中に排除された不
純物は、直ちに固液界面から取り去られる。また、固液
界面における溶融アルミニウムの流動は、結晶が樹枝状
に発達するのを阻止する作用を有する。これにより樹枝
状結晶間に多量の溶融アルミニウムが保留されて、得ら
れる固体アルミニウムの純度が低下することを防止する
ことができる。
攪拌は固液界面に常に強い溶融アルミニウムの流動を維
持するように行なうことが必要である。そのためには、
攪拌機を固液界面に近く位置させ、かつ結晶の生長につ
れて攪拌機を漸次引き、ヒげろことにより、攪拌機と固
液界面との距離を常に一定範囲内に維持するようにする
。
持するように行なうことが必要である。そのためには、
攪拌機を固液界面に近く位置させ、かつ結晶の生長につ
れて攪拌機を漸次引き、ヒげろことにより、攪拌機と固
液界面との距離を常に一定範囲内に維持するようにする
。
通常は攪拌機の下端が固液界面から１０−７００簡の範
囲内にあるようにするのが好ましい。攪拌機の引上げ速
度は、冷却媒体流通管を流れる冷却媒体を経て除去され
る熱量からアルミニウムの晶出量を算出することにより
、決定することができる。攪ｉ機の引上げＩｔ％Ｉ 、
間欠的であってもよい。
囲内にあるようにするのが好ましい。攪拌機の引上げ速
度は、冷却媒体流通管を流れる冷却媒体を経て除去され
る熱量からアルミニウムの晶出量を算出することにより
、決定することができる。攪ｉ機の引上げＩｔ％Ｉ 、
間欠的であってもよい。
本発明方法では、アルミニラ・ムの晶析の間、：：、。
アルミニウムの表面を加熱して、底面以外にアルミニウ
ムが析出しないようにする。若し、表面からの加熱を行
なわなければ、表面からの熱損失により表面で晶析がお
こる。また、溶融アルミニウムと接触する側壁は、断熱
構造としておいても若干の熱損失は避けられないので、
側壁上にもアルミニウムが析出するおそれがある。
ムが析出しないようにする。若し、表面からの加熱を行
なわなければ、表面からの熱損失により表面で晶析がお
こる。また、溶融アルミニウムと接触する側壁は、断熱
構造としておいても若干の熱損失は避けられないので、
側壁上にもアルミニウムが析出するおそれがある。
このような底面以外へのアルミニウムの析出は、本発明
方法によるアルミニウムの高純度化を阻害するので、表
面から加熱して底面以外へのアルミニウムの析出を阻止
する。ナルミニラム表面の加熱は、通常は上部構造に取
付けたガスバーナーにより行なうが、電熱により行なう
こともできる。加熱は連続的でも断続的でもよいが、溶
融アルミニウムが融点より若干高い温度、通常はほぼ６
４２℃に維持されるように行なえばよい。
方法によるアルミニウムの高純度化を阻害するので、表
面から加熱して底面以外へのアルミニウムの析出を阻止
する。ナルミニラム表面の加熱は、通常は上部構造に取
付けたガスバーナーにより行なうが、電熱により行なう
こともできる。加熱は連続的でも断続的でもよいが、溶
融アルミニウムが融点より若干高い温度、通常はほぼ６
４２℃に維持されるように行なえばよい。
所定量のアルミララムが底面上に析出したならば、残存
する溶融アルミニウムを装置から排出する。この排出は
、通常は装置を傾動させて、蓋、、。
する溶融アルミニウムを装置から排出する。この排出は
、通常は装置を傾動させて、蓋、、。
溶融アルミニウムを排出口より流出させることにより行
なう。この際、加熱装置により残存する溶融アルミニウ
ムを急速に加熱するのが有利である。これにより溶融ア
ルミニウムの粘度が低下して容易に流出するようになる
と共に、晶析したアルミニウムの上面が若干溶融して、
不純な溶融アルミニウムが晶析したアルミニウムに付着
して残留するのを防止することができる。
なう。この際、加熱装置により残存する溶融アルミニウ
ムを急速に加熱するのが有利である。これにより溶融ア
ルミニウムの粘度が低下して容易に流出するようになる
と共に、晶析したアルミニウムの上面が若干溶融して、
不純な溶融アルミニウムが晶析したアルミニウムに付着
して残留するのを防止することができる。
加熱は、残存溶融アルミニウムが容易に流出する温度ま
で行なえばよい。通常は６６５〜６６７℃まで加熱して
残存溶融アルミニウムを流出させる。若し、析出アルミ
ニウムの過度の溶融を避は得ろように急速に加熱するこ
とが可能なら 、ば、もつと高い温度まで加熱してもよ
い。残存する溶融アルミニウムの排出が終了したならば
、晶析したアルミニウムを加熱溶融させ、上記と同様に
して装置から排出し、所定の形状に鋳造して製品とする
。
で行なえばよい。通常は６６５〜６６７℃まで加熱して
残存溶融アルミニウムを流出させる。若し、析出アルミ
ニウムの過度の溶融を避は得ろように急速に加熱するこ
とが可能なら 、ば、もつと高い温度まで加熱してもよ
い。残存する溶融アルミニウムの排出が終了したならば
、晶析したアルミニウムを加熱溶融させ、上記と同様に
して装置から排出し、所定の形状に鋳造して製品とする
。
本発明方法におけるアルミニウムの純化率は、折率によ
り変化する。晶析速度は小さいは＃嚢純化率は向上する
。通常は１０〜／３０ｒｔａｎ／時の晶析速度が採用さ
れる。攪拌も強いほど純化率は向上する。攪拌の強さと
しては、撹拌翼の先端速度として通常、／ ＝ ／ Ｏ
ｍ ７秒の範囲が採用される。なお、攪拌は攪拌エネル
ギーが固液界面に集中するようにするのが好ましい。晶
析率は大きいほど純化率が低下する。従って通常は装置
に装入した溶融アルミニウムの３０〜りｏ％、好ましく
はダ０−３０％が晶析した時点で晶析を停止する。なお
、晶析中に装置に溶融アルミニウムを供給−排出するこ
とも不可能ではないが、装置内における溶融アルミニウ
ムの温度の制御が困難であり、好ましい方法ではない。
り変化する。晶析速度は小さいは＃嚢純化率は向上する
。通常は１０〜／３０ｒｔａｎ／時の晶析速度が採用さ
れる。攪拌も強いほど純化率は向上する。攪拌の強さと
しては、撹拌翼の先端速度として通常、／ ＝ ／ Ｏ
ｍ ７秒の範囲が採用される。なお、攪拌は攪拌エネル
ギーが固液界面に集中するようにするのが好ましい。晶
析率は大きいほど純化率が低下する。従って通常は装置
に装入した溶融アルミニウムの３０〜りｏ％、好ましく
はダ０−３０％が晶析した時点で晶析を停止する。なお
、晶析中に装置に溶融アルミニウムを供給−排出するこ
とも不可能ではないが、装置内における溶融アルミニウ
ムの温度の制御が困難であり、好ましい方法ではない。
本発明方法によれば、不純な溶融アルミニウムから容易
に高純度のアルミニウムを取得することができる。例え
ば、鉄１６りＯｐｐｍ、珪素３ ！ Ｏｐｐｍを含む溶
融アルミニウムを本発明方法により、攪拌翼の先端速度
３３ｍ／秒、晶析速度１１０ｗｒｍ／時で晶析率がｓｏ
％に達するまで晶析させろと、はぼ鉄２００ ｐｐｍ、
珪素ｇ５ｐｐｍｔで純化されたアルミニウムを得ること
ができる。
に高純度のアルミニウムを取得することができる。例え
ば、鉄１６りＯｐｐｍ、珪素３ ！ Ｏｐｐｍを含む溶
融アルミニウムを本発明方法により、攪拌翼の先端速度
３３ｍ／秒、晶析速度１１０ｗｒｍ／時で晶析率がｓｏ
％に達するまで晶析させろと、はぼ鉄２００ ｐｐｍ、
珪素ｇ５ｐｐｍｔで純化されたアルミニウムを得ること
ができる。
４Ａ１図は本発明方法を実施するのに適した装置の一例
の本体部分の断面と攪拌機とを示す図である。 第２図は第１図の装置のＡ−Ａに沿う断面図である。 ／ 断熱レンガ層 コ 耐火レンガ層３ 炭素質材料
層 ヶ 冷却媒体流通管５ 攪拌機 ム 駆
動装置 ７ 攪拌機軸 ｇ 蓋 ？ ガスバーナー 特許出願人 三菱軽金属工業株式会社代 理 人
弁理手 長谷用 −ほか１名 第 １ 図
の本体部分の断面と攪拌機とを示す図である。 第２図は第１図の装置のＡ−Ａに沿う断面図である。 ／ 断熱レンガ層 コ 耐火レンガ層３ 炭素質材料
層 ヶ 冷却媒体流通管５ 攪拌機 ム 駆
動装置 ７ 攪拌機軸 ｇ 蓋 ？ ガスバーナー 特許出願人 三菱軽金属工業株式会社代 理 人
弁理手 長谷用 −ほか１名 第 １ 図
Claims (2)
- （１）熱伝導率の大きい炭素質材料で構成されており、
かつその内部に冷却媒体流通管を有する水平な床を備え
た容器に溶融アルミニウムを収容し、該溶融アルミニウ
ム中に攪拌機を挿入して攪拌しながら、一方では該冷却
媒体流通管に冷却媒体を流通させ、他方では該溶融アル
ミニウムの表面を加熱することにより、床表面にアルミ
ニウム結晶を析出させ、かつ未表面へのアルミニウム結
晶の析出に伴い攪拌機を漸次１一方に引き上げろことに
より、結晶生長面と攪拌機との間隔を、結晶析出の間は
（、−一定に維持し、所定量の結晶が析出したならば残
存する溶融アルミニウムを容器から排出することを特徴
とするアルミニウムの純化方法。 - （２）溶融アルミニウムを収容する容器の側壁から、側
壁゛を通しての溶融アルミニウムからの熱損失が実質的
に生起しないように、断熱構造となっていることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のアルミニウムの純化
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20118181A JPS58104132A (ja) | 1981-12-14 | 1981-12-14 | アルミニウムの純化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20118181A JPS58104132A (ja) | 1981-12-14 | 1981-12-14 | アルミニウムの純化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58104132A true JPS58104132A (ja) | 1983-06-21 |
| JPH0137458B2 JPH0137458B2 (ja) | 1989-08-07 |
Family
ID=16436687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20118181A Granted JPS58104132A (ja) | 1981-12-14 | 1981-12-14 | アルミニウムの純化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58104132A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2007147962A2 (fr) | 2006-06-23 | 2007-12-27 | Alcan Rhenalu | Procede de recyclage de scrap en alliage d'aluminium provenant de l'industrie aeronautique |
| US7442228B2 (en) | 2001-10-03 | 2008-10-28 | Aleris Switzerland Gmbh C/O K+P Treuhangesellschaft | Method and device for controlling the proportion of crystals in a liquid-crystal mixture |
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-
1981
- 1981-12-14 JP JP20118181A patent/JPS58104132A/ja active Granted
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| US7955414B2 (en) | 2006-07-07 | 2011-06-07 | Aleris Switzerland Gmbh | Method and device for metal purification and separation of purified metal from metal mother liquid such as aluminium |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0137458B2 (ja) | 1989-08-07 |
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