JPS5896829A - 金属の純化方法 - Google Patents
金属の純化方法Info
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- JPS5896829A JPS5896829A JP19658381A JP19658381A JPS5896829A JP S5896829 A JPS5896829 A JP S5896829A JP 19658381 A JP19658381 A JP 19658381A JP 19658381 A JP19658381 A JP 19658381A JP S5896829 A JPS5896829 A JP S5896829A
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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】
本発明は金属の純化方法に関する。詳しくは本発明は不
純物を含有する金属から分別結晶法により高純度の板状
金属を得る方法に関する。
純物を含有する金属から分別結晶法により高純度の板状
金属を得る方法に関する。
従来、金属の純化方法、特にアルミニウムの純化方法と
して各種の方法が提案され、その一部は既に工業的に採
用されている。例えば純度タデ、タッチ程度のアルミニ
ウムを得る方法として三層電解法及び分別晶析法が知ら
れており、又アルミニウムスクラップを純化する方法と
して回転晶析法、Ｚｉｎｋａｌ （ツインカル）法、Ｂ
ｅｃｋ（ペック）法及び沈澱分離法等が提案されている
。しかしながら、これらの方法はいずれも経済的に有利
でなく、又純化効率が低い等の欠点を有するものもあり
、工業的に十分なものではなかった。
して各種の方法が提案され、その一部は既に工業的に採
用されている。例えば純度タデ、タッチ程度のアルミニ
ウムを得る方法として三層電解法及び分別晶析法が知ら
れており、又アルミニウムスクラップを純化する方法と
して回転晶析法、Ｚｉｎｋａｌ （ツインカル）法、Ｂ
ｅｃｋ（ペック）法及び沈澱分離法等が提案されている
。しかしながら、これらの方法はいずれも経済的に有利
でなく、又純化効率が低い等の欠点を有するものもあり
、工業的に十分なものではなかった。
本発明者らはこれら従来法の欠点を解決し、工業的に有
利な金属の純化方法を見出すべく鋭意検討を重ねた結果
、分別晶析工程と機械的な圧搾工程とを組合せることに
より、極めて純度の高い金属を効率的に回収することが
できることを見い出して本発明に到達した。
利な金属の純化方法を見出すべく鋭意検討を重ねた結果
、分別晶析工程と機械的な圧搾工程とを組合せることに
より、極めて純度の高い金属を効率的に回収することが
できることを見い出して本発明に到達した。
即ち本発明は、工業的に有利な金属の純化方法を提供す
ることを目的とし、この目的は液相線近傍に維持された
溶融金属中に冷却された金属晶析用表面を浸漬して該表
面上に金属を晶析させ、ついで金属の晶析した該表面を
回転するロールにより加圧しつつ溶融金属の上方に移動
させて晶析金属を圧搾しつつ回収することにより、容易
に達成される。
ることを目的とし、この目的は液相線近傍に維持された
溶融金属中に冷却された金属晶析用表面を浸漬して該表
面上に金属を晶析させ、ついで金属の晶析した該表面を
回転するロールにより加圧しつつ溶融金属の上方に移動
させて晶析金属を圧搾しつつ回収することにより、容易
に達成される。
以下に本発明をアルミニウムの純化に適用する場合に即
して詳細に説明する。
して詳細に説明する。
本発明においてはまず、液相線近傍に維持された溶融ア
ルミニウム中に、冷却された金属晶析用表面を浸漬して
該表面上にアルミニウムを晶析させる。このアルミニウ
ムの晶析工程においてはアルミニウムと共晶を構成する
元素、例えば鉄、マンガン、ケイ素、マグネシウム、亜
鉛、銅、ニッケル、ガリウム等の溶質成分を晶析時の溶
質分配作用を利用して初晶アルミニウムから分離する。
ルミニウム中に、冷却された金属晶析用表面を浸漬して
該表面上にアルミニウムを晶析させる。このアルミニウ
ムの晶析工程においてはアルミニウムと共晶を構成する
元素、例えば鉄、マンガン、ケイ素、マグネシウム、亜
鉛、銅、ニッケル、ガリウム等の溶質成分を晶析時の溶
質分配作用を利用して初晶アルミニウムから分離する。
この際、分離効率（ｌ−／。。）を高めるためには、Ｃ
ＢＡｃｏ 、従って下記（２）式により算出されるｋｅ
を小さくする必要がある。４にって、晶析速度（Ｒ）及
び境界層厚さくｄ）を小さくすることが重要になる。
ＢＡｃｏ 、従って下記（２）式により算出されるｋｅ
を小さくする必要がある。４にって、晶析速度（Ｒ）及
び境界層厚さくｄ）を小さくすることが重要になる。
−Ｐ′
にθ−１
％る。＝ｋｓ（／ ｓ） ・・・・・・・・
・・・・・・・・・・（１）具体的には、晶析速度（Ｒ
）の制御は、アルミニウム溶湯からの除熱量が入熱量を
若干上回る程度にアルミニウム溶湯及び金属晶析用表面
の温度管理を行なうことにより達成される。晶析速度が
あまり小さくなると生産性に悪影響を与えるので、実操
作においては生産性と分離効率とを考慮して好適な範囲
に晶析速度を保つように制御する。境界層厚さくｄ）は
、固液界面の液相側、即ちアルミニウム溶湯の攪拌を充
分に行なうことにより減少させることができる。特に原
料として不純物濃度の高いアルミニウムスクラップを用
いる場合には、固液界面で局部的な成分の不均一状態を
生じ、得られるアルミニウムの純化度を低下させやすい
ので、特に効率的な溶湯の攪拌が望まれる。
・・・・・・・・・・（１）具体的には、晶析速度（Ｒ
）の制御は、アルミニウム溶湯からの除熱量が入熱量を
若干上回る程度にアルミニウム溶湯及び金属晶析用表面
の温度管理を行なうことにより達成される。晶析速度が
あまり小さくなると生産性に悪影響を与えるので、実操
作においては生産性と分離効率とを考慮して好適な範囲
に晶析速度を保つように制御する。境界層厚さくｄ）は
、固液界面の液相側、即ちアルミニウム溶湯の攪拌を充
分に行なうことにより減少させることができる。特に原
料として不純物濃度の高いアルミニウムスクラップを用
いる場合には、固液界面で局部的な成分の不均一状態を
生じ、得られるアルミニウムの純化度を低下させやすい
ので、特に効率的な溶湯の攪拌が望まれる。
晶析工程で金属晶析用表面に晶析したアルミニウムを該
表面を回転するロールにより加圧しつつ溶融アルミニウ
ムの上方に移動させることによって圧搾する圧搾工程に
おいては、晶析したアルミニウムに機械的な圧力が加え
られることにより、更に純化度が高められる。即ち、通
常、本発明の晶析工程におけるような分別結晶化により
溶湯から分離された固相は純アルミニウムの他に幾分か
の不純物分（溶質成分）を含み、これがアルミニウムと
共晶を作り晶析時の晶析温度では半溶融の状態にある。
表面を回転するロールにより加圧しつつ溶融アルミニウ
ムの上方に移動させることによって圧搾する圧搾工程に
おいては、晶析したアルミニウムに機械的な圧力が加え
られることにより、更に純化度が高められる。即ち、通
常、本発明の晶析工程におけるような分別結晶化により
溶湯から分離された固相は純アルミニウムの他に幾分か
の不純物分（溶質成分）を含み、これがアルミニウムと
共晶を作り晶析時の晶析温度では半溶融の状態にある。
そこでこの半溶融の共晶部分を機械的圧搾によシ固相分
から分離することによって得られるアルミニウムの純度
を高めるのである。
から分離することによって得られるアルミニウムの純度
を高めるのである。
次に本発明を、本発明の実施態様の例を示す第１図〜第
ダ図を参照しながらさらに具体的に説明する。
ダ図を参照しながらさらに具体的に説明する。
第１図は本発明の実施に好適な純化金属の回収装置の一
例を示す概略縦断面図である。第１図において、溶湯溜
め（５）中で液相線近傍に温度制御されたアルミニウム
溶湯（１）中に、一対の、対向する面が上向きに移動す
るような向きに回転する、冷却された水平ロール（２）
の下部を浸漬し、該ロールの下部表面に純化アルミニウ
ム（３）を晶析させる。水平ロール（コ）の冷却方法と
しては特に制限はなく、外部冷却方式又は内部冷却方式
等が採用し得る。例えば第２図（ａ）に示すように、水
平ロール（埒の上部表面に供給ノズル（／ｌ）から冷却
気体を吹き付けて冷却する方法、第２図（ｂ）に示すよ
うに、別に設けた冷却用ロール（／萄と接触させて冷却
する方法、又は第一図（Ｃ）に示すようにロール（２）
内部に冷却媒体導入管（／３）及び導出管（／りを設は
ロール内部に冷却気体又は冷却液体を供給して冷却する
方法等が挙げられる。
例を示す概略縦断面図である。第１図において、溶湯溜
め（５）中で液相線近傍に温度制御されたアルミニウム
溶湯（１）中に、一対の、対向する面が上向きに移動す
るような向きに回転する、冷却された水平ロール（２）
の下部を浸漬し、該ロールの下部表面に純化アルミニウ
ム（３）を晶析させる。水平ロール（コ）の冷却方法と
しては特に制限はなく、外部冷却方式又は内部冷却方式
等が採用し得る。例えば第２図（ａ）に示すように、水
平ロール（埒の上部表面に供給ノズル（／ｌ）から冷却
気体を吹き付けて冷却する方法、第２図（ｂ）に示すよ
うに、別に設けた冷却用ロール（／萄と接触させて冷却
する方法、又は第一図（Ｃ）に示すようにロール（２）
内部に冷却媒体導入管（／３）及び導出管（／りを設は
ロール内部に冷却気体又は冷却液体を供給して冷却する
方法等が挙げられる。
水平ロール（コ）の表面に晶析した純化アルミニウム（
３ンは該ロールの回転によシ溶湯から上方に取り出され
る際に該ロール間に加えられる圧力により圧搾される。
３ンは該ロールの回転によシ溶湯から上方に取り出され
る際に該ロール間に加えられる圧力により圧搾される。
ここで圧搾により固相から分離された半溶融部分は重力
による沈降又は濃度差による拡散により溶湯中に戻され
る。ロール（２）の回転速度は、溶湯成分、ロール径並
びに得ようとする板厚及びその純度等によって実験的又
は経験的に容易に決定される。″またロールの材質は特
に制限はないが、溶湯を汚染せず、熱伝導性が良く、且
つ耐熱性及び耐久性を有するものが望ましく、一般的に
は鋼又はカーボンライニングされた鋼が好適である。
による沈降又は濃度差による拡散により溶湯中に戻され
る。ロール（２）の回転速度は、溶湯成分、ロール径並
びに得ようとする板厚及びその純度等によって実験的又
は経験的に容易に決定される。″またロールの材質は特
に制限はないが、溶湯を汚染せず、熱伝導性が良く、且
つ耐熱性及び耐久性を有するものが望ましく、一般的に
は鋼又はカーボンライニングされた鋼が好適である。
なお溶湯の表面は、アルミニウム又は含有される溶質成
分の酸化を防ぐために窒素又はアルゴン等の不活性ガス
雰囲気とすることが望ましい。また、溶湯の攪拌は必須
ではないが純化度を高めるためには攪拌することが望ま
しい。溶湯の攪拌方法としては第１図に示す如く、溶湯
中に挿入された攪拌羽根（り）を回転する方法の他、溶
湯溜め（夕）の下部から微細気泡を放出させる方法、電
磁力によって溶湯を回転させる方法、あるいはこれらの
方法を組合せた方法、等が挙げられる。溶湯から上方に
取り出されたロール間での圧搾を経た帯板状の純化アル
ミニウムは、ピンチロール（６）を経て、シャー（７）
により切断され切板とされるか、又は巻き取り機（めで
コイル状に巻き取られて製品とされる。
分の酸化を防ぐために窒素又はアルゴン等の不活性ガス
雰囲気とすることが望ましい。また、溶湯の攪拌は必須
ではないが純化度を高めるためには攪拌することが望ま
しい。溶湯の攪拌方法としては第１図に示す如く、溶湯
中に挿入された攪拌羽根（り）を回転する方法の他、溶
湯溜め（夕）の下部から微細気泡を放出させる方法、電
磁力によって溶湯を回転させる方法、あるいはこれらの
方法を組合せた方法、等が挙げられる。溶湯から上方に
取り出されたロール間での圧搾を経た帯板状の純化アル
ミニウムは、ピンチロール（６）を経て、シャー（７）
により切断され切板とされるか、又は巻き取り機（めで
コイル状に巻き取られて製品とされる。
第３図は本発明の実施に好適な純化金属の回収装置の他
の例を示す概略縦断面図である。第３図（ａ）において
液相線近傍に温度制御されたアルミニウム溶湯（２１）
中に冷却された板体（２２）を浸漬し、該板体の表面に
純化アルミニウム（３）を晶析させる。板体（１）の冷
却方法としては特に制限はないが、例えば第り図に板体
の縦断回動媒体供給ノズル（３／）により冷却気体を一
給することにより冷却する方法等が挙げられる。なお冷
却媒体は気体に限られず、排出経路が確保されるならば
液体でもよい。
の例を示す概略縦断面図である。第３図（ａ）において
液相線近傍に温度制御されたアルミニウム溶湯（２１）
中に冷却された板体（２２）を浸漬し、該板体の表面に
純化アルミニウム（３）を晶析させる。板体（１）の冷
却方法としては特に制限はないが、例えば第り図に板体
の縦断回動媒体供給ノズル（３／）により冷却気体を一
給することにより冷却する方法等が挙げられる。なお冷
却媒体は気体に限られず、排出経路が確保されるならば
液体でもよい。
板体（〃）の表面に晶析した純化アルミニウム（３）は
、第３図（ｂ）に示す如く、該板体を上方に引き上げる
と同時に溶湯の上方に水平に設けられた一対の双向ロー
ル（２Ｗ）により加えられる圧力によって圧搾される。
、第３図（ｂ）に示す如く、該板体を上方に引き上げる
と同時に溶湯の上方に水平に設けられた一対の双向ロー
ル（２Ｗ）により加えられる圧力によって圧搾される。
ロール（４２ｇ′）の形式は特に制限されないが、自動
回転式のロールが好ましい。ロール゛（２Ｓｔ）及び板
材（１）の材質は特に制限されないが、前述の第１図の
装置におけるロール（コ）の材質と同様の理由から、鋼
又はカーボンライニングされた鋼が好ましい。圧搾によ
り分離された半溶融部分は第１図における場合と同様に
溶湯中に戻される。
回転式のロールが好ましい。ロール゛（２Ｓｔ）及び板
材（１）の材質は特に制限されないが、前述の第１図の
装置におけるロール（コ）の材質と同様の理由から、鋼
又はカーボンライニングされた鋼が好ましい。圧搾によ
り分離された半溶融部分は第１図における場合と同様に
溶湯中に戻される。
この場合においても、攪拌羽根（２り）等により溶湯を
攪拌すること、或は溶湯の表面を不活性ガス雰囲気とす
ることは純度の高い純化アルミニウムを得るために望ま
しいことである。
攪拌すること、或は溶湯の表面を不活性ガス雰囲気とす
ることは純度の高い純化アルミニウムを得るために望ま
しいことである。
このように冷却された板体を用いて板体表面に純化アル
ミニウムを晶析させる方法においては、晶析金属を回収
することなく板体の上昇・下降を繰り返すことにより、
純化アルミニウムの晶析と圧搾とを数回繰り返し、板体
表面に純化アルミニウムを多層晶析させて、生産性を向
上させることもできる。この場合にはロール（２Ｗ）の
間隔を純化アルミニウムの層厚に応じて制御することが
重要である。
ミニウムを晶析させる方法においては、晶析金属を回収
することなく板体の上昇・下降を繰り返すことにより、
純化アルミニウムの晶析と圧搾とを数回繰り返し、板体
表面に純化アルミニウムを多層晶析させて、生産性を向
上させることもできる。この場合にはロール（２Ｗ）の
間隔を純化アルミニウムの層厚に応じて制御することが
重要である。
溶湯から上方に取り出されたロール間での圧搾を経た板
状の純化アルミニウムは面前機を用される。
状の純化アルミニウムは面前機を用される。
本発明によれば、金属の晶析と圧搾とを効率的に組み合
せることにより純化金属を連続的又は半連続的に回収す
ることができ、生産性、作業性が優れており、従って経
済的にも極めて有利である。
せることにより純化金属を連続的又は半連続的に回収す
ることができ、生産性、作業性が優れており、従って経
済的にも極めて有利である。
第１図は本発明の実施に適した純化金属の回収装置の一
例を示す概略縦断面図であり、第２図は第１図の装置の
水平ロールの冷却方法の例を示す図であり、第２図（ａ
）はロール表面に冷却気体を吹き付ける方法、第２図（
ｂ）は別に設けた冷却用ロールを用いる方法、第２図（
Ｃ）はロール内部に冷却媒体を供給する方法を示す。 第３図は本発明の実施に適した純化金属の回収装置の他
の例を示す概略縦断面図であり、第３図（ａ）は板体を
溶湯に浸漬した状態を示し、第３図（ｂ）は板体を溶湯
の上方に移動させる過程の状態を示す。第９図は第３図
の板材の冷却方法の例を示す縦断面図である。 図中、 ／、２／・・・アルミニウム溶湯、コ・・・水平ロール
、３、＋２３・・・純化アルミニウム、り、２５・・・
［ｔ’羽ｍ、ｇ・・・ピンチロール、２・・・シャー、
！・・・巻き取り機、／／・・・供給ノズル、／２・・
・冷却用ロール、／３・・・冷却媒体導入管、２２・・
・板体、λり・・・ロール、３／・・・冷却媒体供給ノ
ズル。 第 ２ 凪 （ｃ） （α）（？） 第４Σ
例を示す概略縦断面図であり、第２図は第１図の装置の
水平ロールの冷却方法の例を示す図であり、第２図（ａ
）はロール表面に冷却気体を吹き付ける方法、第２図（
ｂ）は別に設けた冷却用ロールを用いる方法、第２図（
Ｃ）はロール内部に冷却媒体を供給する方法を示す。 第３図は本発明の実施に適した純化金属の回収装置の他
の例を示す概略縦断面図であり、第３図（ａ）は板体を
溶湯に浸漬した状態を示し、第３図（ｂ）は板体を溶湯
の上方に移動させる過程の状態を示す。第９図は第３図
の板材の冷却方法の例を示す縦断面図である。 図中、 ／、２／・・・アルミニウム溶湯、コ・・・水平ロール
、３、＋２３・・・純化アルミニウム、り、２５・・・
［ｔ’羽ｍ、ｇ・・・ピンチロール、２・・・シャー、
！・・・巻き取り機、／／・・・供給ノズル、／２・・
・冷却用ロール、／３・・・冷却媒体導入管、２２・・
・板体、λり・・・ロール、３／・・・冷却媒体供給ノ
ズル。 第 ２ 凪 （ｃ） （α）（？） 第４Σ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）液相線近傍に維持された溶融金属中に冷却された
金属晶析用表面を浸漬して該表面上に金属を晶析させ、
ついで金属の晶析した該表面を回転するロールにより加
圧しつつ溶融金属の上方に移動させて晶析金属を圧搾し
つつ回収することを特徴とする金属の純化方法。 （２、特許請求の範囲第１項に記載の金属の純化方法に
おいて、対向面が上向きに移動するような向きに回転す
る一対の水平ロールの表面を金属晶析用表面として使用
し、該ロールの下部を溶融金属中に浸漬して、該ロール
の下部表面に晶析した金属晶析物を該ロール間に加えら
れる圧力により圧搾しつつ上方に移動させることを特徴
とする方法。 （３）特許請求の範囲第７項に記載の金属の純化方法に
おいて、板体の表面を金属晶析用表面として使用し、該
板体な溶融金属中に浸漬し次いて引き上げて、該板体の
表面に晶析した金属晶析物を溶融金属の上方に設けられ
たロールと該板体との間に加えられる圧力により圧搾し
つつ上方に移動させることを特徴とする方法。 （４）特許請求の範囲第７項ないし第３項のいずれか１
つに記載の金属の純化方法において、該溶融金属を攪拌
することを特徴とする方法。 （５）特許請求の範囲第１項ないし第り項のいずれか７
つに記載の金属の純化方法において、該溶融金属の表面
を不活性ガス雰囲気とすることを特徴とする方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19658381A JPS5896829A (ja) | 1981-12-07 | 1981-12-07 | 金属の純化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19658381A JPS5896829A (ja) | 1981-12-07 | 1981-12-07 | 金属の純化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5896829A true JPS5896829A (ja) | 1983-06-09 |
| JPH0147533B2 JPH0147533B2 (ja) | 1989-10-16 |
Family
ID=16360150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19658381A Granted JPS5896829A (ja) | 1981-12-07 | 1981-12-07 | 金属の純化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5896829A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2564485A1 (fr) * | 1984-05-17 | 1985-11-22 | Pechiney Aluminium | Procede de purification en continu de metaux par cristallisation fractionnee sur un cylindre tournant |
| JP2010031334A (ja) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Showa Denko Kk | 金属精製方法及び装置、精製金属、鋳造品、金属製品及び電解コンデンサ |
| JP2020097772A (ja) * | 2018-12-19 | 2020-06-25 | 株式会社豊田中央研究所 | Ａｌ合金の再生方法およびその再生装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5020536A (ja) * | 1973-06-25 | 1975-03-04 |
-
1981
- 1981-12-07 JP JP19658381A patent/JPS5896829A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5020536A (ja) * | 1973-06-25 | 1975-03-04 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2564485A1 (fr) * | 1984-05-17 | 1985-11-22 | Pechiney Aluminium | Procede de purification en continu de metaux par cristallisation fractionnee sur un cylindre tournant |
| JP2010031334A (ja) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Showa Denko Kk | 金属精製方法及び装置、精製金属、鋳造品、金属製品及び電解コンデンサ |
| JP2020097772A (ja) * | 2018-12-19 | 2020-06-25 | 株式会社豊田中央研究所 | Ａｌ合金の再生方法およびその再生装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0147533B2 (ja) | 1989-10-16 |
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