JPS5920431A - アルミニウムの精製装置 - Google Patents
アルミニウムの精製装置Info
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- JPS5920431A JPS5920431A JP57127748A JP12774882A JPS5920431A JP S5920431 A JPS5920431 A JP S5920431A JP 57127748 A JP57127748 A JP 57127748A JP 12774882 A JP12774882 A JP 12774882A JP S5920431 A JPS5920431 A JP S5920431A
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- Japan
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
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】
本発明は偏析凝固法を用いたアルミニウム精製法および
その装置に関、する。
その装置に関、する。
偏析凝固法は被精製溶液内にょシ純度の高い晶出物を晶
出させ、これを回収することにより不純 ゛溶液を精
製する方法であるが、この晶出物の純度は晶出速度の遅
速に左右されるものであるから晶出速度に限度があシ、
生産性のよい方法ではなかった。
出させ、これを回収することにより不純 ゛溶液を精
製する方法であるが、この晶出物の純度は晶出速度の遅
速に左右されるものであるから晶出速度に限度があシ、
生産性のよい方法ではなかった。
この偏析凝固法を利用したアルミニウムの精製法の従来
公知の一提案としては、溶解アルミニウム中に冷却管を
浸入させ、その表面に初晶アルミニウムを晶出させて環
状の掻取板で掻き取シ、容器下部に沈降させ、上記掻取
板を用いて突き固めて塊状とし、結晶成長させる方法が
ある。この方法では容器内に冷却管を浸漬するものであ
るから単位時間の晶出量におのずから限度があシ生産性
において不利である。
公知の一提案としては、溶解アルミニウム中に冷却管を
浸入させ、その表面に初晶アルミニウムを晶出させて環
状の掻取板で掻き取シ、容器下部に沈降させ、上記掻取
板を用いて突き固めて塊状とし、結晶成長させる方法が
ある。この方法では容器内に冷却管を浸漬するものであ
るから単位時間の晶出量におのずから限度があシ生産性
において不利である。
本発明は上記欠点を改良したもので、初晶アルミニウム
の晶出面積が広く生産性が高いうえ消費電力の節減され
たアルミニウム精製法および本発明方法を適用した精製
装置を提供するものである。
の晶出面積が広く生産性が高いうえ消費電力の節減され
たアルミニウム精製法および本発明方法を適用した精製
装置を提供するものである。
即ち本発明方法は、アルミニウム溶湯を保持した容器の
器壁を冷却して該容器の内壁に高純度の初晶アルミニウ
ムを晶出させ、該容器内で前記初晶を内壁より分離し、
その後容器下部に沈積した前記初晶を押し固め、結晶成
長させることを特徴とするアルミニウムの精製法および
少なくとも一つの冷却部と加熱部とを有するアルミニウ
ム溶湯を保持する容器と、該容器の蓋と、該容器内壁に
晶出した高純アルミニウム初晶を分離押圧する分離押圧
具を備えたこ°とをその基本的特徴とするアルミニウム
の精製装置である。
器壁を冷却して該容器の内壁に高純度の初晶アルミニウ
ムを晶出させ、該容器内で前記初晶を内壁より分離し、
その後容器下部に沈積した前記初晶を押し固め、結晶成
長させることを特徴とするアルミニウムの精製法および
少なくとも一つの冷却部と加熱部とを有するアルミニウ
ム溶湯を保持する容器と、該容器の蓋と、該容器内壁に
晶出した高純アルミニウム初晶を分離押圧する分離押圧
具を備えたこ°とをその基本的特徴とするアルミニウム
の精製装置である。
以下本発明の方法を詳述する。
本発明においては、掻取板の形状は容器の断面形状に略
同形のものを使用し、または部分的に同形のものを使用
する。特に容器断面形状に略同形のものを使用する場合
には該掻取板は少なくとも１ケの通液孔が設けられてお
シ、この通液孔は掻取板上に適宜形状のものを所望個数
配設され、ｔた部分的に同形のものを使用する場合には
該掻取板と容器内壁との間隙が上述の通液孔と同様の効
果をもたらすが、所望により上述した如き通液孔を該掻
取板に設けることができる。また該掻取板は複数段とす
ることもできる。このように構成された掻取板の上下摺
動で、アルミニウムの初晶は掻き落され、下方に沈降す
るが、沈降しない一部の初晶は浮散している間に結晶成
長して沈降する。
同形のものを使用し、または部分的に同形のものを使用
する。特に容器断面形状に略同形のものを使用する場合
には該掻取板は少なくとも１ケの通液孔が設けられてお
シ、この通液孔は掻取板上に適宜形状のものを所望個数
配設され、ｔた部分的に同形のものを使用する場合には
該掻取板と容器内壁との間隙が上述の通液孔と同様の効
果をもたらすが、所望により上述した如き通液孔を該掻
取板に設けることができる。また該掻取板は複数段とす
ることもできる。このように構成された掻取板の上下摺
動で、アルミニウムの初晶は掻き落され、下方に沈降す
るが、沈降しない一部の初晶は浮散している間に結晶成
長して沈降する。
掻き落しの速度は１０〜１００ｃｒｎ／分程度が適尚で
あるが、冷却条件によって左右される。
あるが、冷却条件によって左右される。
次に降下したアルミニウム結晶の突き固めに際し、堆積
アルミニウム結晶間の不純液は抑圧により浸出し、前記
通液孔もしくは容器内壁との間隙から押出され、結晶成
長によるアルミニウム精製度を高く保持するものである
。
アルミニウム結晶間の不純液は抑圧により浸出し、前記
通液孔もしくは容器内壁との間隙から押出され、結晶成
長によるアルミニウム精製度を高く保持するものである
。
突き固めは６〜３０分の間隔で行なえばよい。
本発明において、冷却部は容器の器壁に設けであるため
冷媒の供給位置および供給量を出口（１１１冷媒温度に
合せて容易に変更でき、しかも押圧に際して位置不変で
あるために上記操作によって上下方向を含む冷却部内壁
全体を所望の冷却状態に保つことができ、これによって
安定したアルミニウムの初晶晶出状態を冷却域全体に亘
って形成する・、ことができる。
冷媒の供給位置および供給量を出口（１１１冷媒温度に
合せて容易に変更でき、しかも押圧に際して位置不変で
あるために上記操作によって上下方向を含む冷却部内壁
全体を所望の冷却状態に保つことができ、これによって
安定したアルミニウムの初晶晶出状態を冷却域全体に亘
って形成する・、ことができる。
さらに１本発明において、突き固め帯域は所望高温例え
ば６９０°Ｃに保ち、他の既精製部分および突き固め帯
域の上方溶湯部は６６０°Ｃ程度とし突き固め帯域が段
階的に上昇するのに対応し、冷却部内の冷媒の供給を順
次停止し１分割カロ熱音昏を順次加熱することによシ高
温加熱部分を移動せしめて、不必要な凝固部や突き固め
部上部の高温カロ熱を避け、消費電力の節減を図り、こ
れによって深さの深い大型の精製装置の設計を可能とし
精製効率、生産性を向上しているのも、特徴の一つであ
る０ 次に２本発明の一実施態様を具体化した装置とその操作
方法について、詳細に説明する。
ば６９０°Ｃに保ち、他の既精製部分および突き固め帯
域の上方溶湯部は６６０°Ｃ程度とし突き固め帯域が段
階的に上昇するのに対応し、冷却部内の冷媒の供給を順
次停止し１分割カロ熱音昏を順次加熱することによシ高
温加熱部分を移動せしめて、不必要な凝固部や突き固め
部上部の高温カロ熱を避け、消費電力の節減を図り、こ
れによって深さの深い大型の精製装置の設計を可能とし
精製効率、生産性を向上しているのも、特徴の一つであ
る０ 次に２本発明の一実施態様を具体化した装置とその操作
方法について、詳細に説明する。
第１図は、装置の模式的縦断面図である。鋼製容器７の
内壁に接して黒鉛製容器６が設けられアルミニウム溶湯
を保持する。断熱レンガ３を内張すした蓋２を通って黒
鉛製支持棒１が貫通し、該支持棒１の下端には１通液孔
１２を配設した黒鉛−掻取板１１が取付けられ、該掻取
板の形状は容・器６の断面形状とほぼ同形状とし、支持
棒１に連結した駆動装置（図示せず）によシ容器６の内
壁を上下動する。蓋２に設けられた不活性ガス導入口４
を通じて不活性ガス、例えばアルゴンガス等が導入され
、容器６内をプラス圧に保ち、蓋２と支持棒１との間に
設けられた隙間５から漏出する。
内壁に接して黒鉛製容器６が設けられアルミニウム溶湯
を保持する。断熱レンガ３を内張すした蓋２を通って黒
鉛製支持棒１が貫通し、該支持棒１の下端には１通液孔
１２を配設した黒鉛−掻取板１１が取付けられ、該掻取
板の形状は容・器６の断面形状とほぼ同形状とし、支持
棒１に連結した駆動装置（図示せず）によシ容器６の内
壁を上下動する。蓋２に設けられた不活性ガス導入口４
を通じて不活性ガス、例えばアルゴンガス等が導入され
、容器６内をプラス圧に保ち、蓋２と支持棒１との間に
設けられた隙間５から漏出する。
鋼製容器７の外周上部には上部加熱部８が設けられ２次
に断熱レンガ９で囲繞された鋼製冷却部１０．１０’、
１０”が取付けられ、冷媒例えば空気が導入され内部を
循環し冷却後排出口から排出される。この鋼製分割冷却
部１０．１０’、１０”・・・・・・に対応した近傍の
黒鉛製容器６の内壁面が初晶アルミニウムの晶出面を形
成する。鋼製容器７の外側の側壁部を囲んで分割加熱部
１５．１３’、１３”１３ ＝ １５ ″″・・・が配
設され１発熱体を取付けた各々のセグメントは入力調節
部１４で高温加熱部が必要に応じて移動するように構成
されている。また分割冷却部１分割加熱部の数および長
さは容器６の深さに応じて適宜定めることができる。容
器６の断面形状は円形でも角形でもよく、この形状・に
応じて掻取板１１の形状は定まるが、この掻取板１１は
該掻取板１１の全体形状を前記容器断面の形状と同形の
ものとするかわシに ＆葉体４旨ＨトもＩＦ部分的
同形のものとなっていれば目的を達成できる。この場合
は容器内壁に晶出した初晶アルミニウムを部分的に同形
の部位で順次掻き落し突き固めていけばよい。さらに容
器の断面崩状が大きい場合は複数の分離押圧具１５を設
Ｏ−あるいはまた初晶分離用の治〜沈積した結晶を押圧
する押圧治具を別体のものとすることができる。
に断熱レンガ９で囲繞された鋼製冷却部１０．１０’、
１０”が取付けられ、冷媒例えば空気が導入され内部を
循環し冷却後排出口から排出される。この鋼製分割冷却
部１０．１０’、１０”・・・・・・に対応した近傍の
黒鉛製容器６の内壁面が初晶アルミニウムの晶出面を形
成する。鋼製容器７の外側の側壁部を囲んで分割加熱部
１５．１３’、１３”１３ ＝ １５ ″″・・・が配
設され１発熱体を取付けた各々のセグメントは入力調節
部１４で高温加熱部が必要に応じて移動するように構成
されている。また分割冷却部１分割加熱部の数および長
さは容器６の深さに応じて適宜定めることができる。容
器６の断面形状は円形でも角形でもよく、この形状・に
応じて掻取板１１の形状は定まるが、この掻取板１１は
該掻取板１１の全体形状を前記容器断面の形状と同形の
ものとするかわシに ＆葉体４旨ＨトもＩＦ部分的
同形のものとなっていれば目的を達成できる。この場合
は容器内壁に晶出した初晶アルミニウムを部分的に同形
の部位で順次掻き落し突き固めていけばよい。さらに容
器の断面崩状が大きい場合は複数の分離押圧具１５を設
Ｏ−あるいはまた初晶分離用の治〜沈積した結晶を押圧
する押圧治具を別体のものとすることができる。
また容器の断面形状を大きくした結果容器底部への熱の
供給が不足し、あるいはまた当該底部の保温が十分でな
い場合は必要な部分に底部加熱部１６を設けることがで
きる。
供給が不足し、あるいはまた当該底部の保温が十分でな
い場合は必要な部分に底部加熱部１６を設けることがで
きる。
この装置による操作法は、溶融アルミニウムを黒鉛製容
器に入れ、掻取板と支持棒からなる分離押圧具１５をセ
ットし、蓋爺２を取付け、アルゴンガスをガス導入口４
から導入し、隙間５から咳出させる。また空気を冷却部
１０．１０’、１０”に流し、初晶アルミニウムを容器
６の内壁に晶出させる。掻取板１１を冷却部付近の容器
内壁に漬って周期的に摺動させ、初晶アルミニウムを掻
き落すと共に９通液孔１２もしくは掻取板１１と容器内
壁との間隙を通して容器６の底部に沈積させ一定時間後
、底部堆積物を突き固める。この場合、該堆積物の突き
固め帯域１７近傍を加熱部１３″″により加熱しながら
突き固め、結晶の成長を促進し同時に不純物を選択除去
する。このようにして結晶成長および不純物除去の終了
した既精製部分近傍の加熱部１ｉ″′は加熱を中止もし
くは減少して。
器に入れ、掻取板と支持棒からなる分離押圧具１５をセ
ットし、蓋爺２を取付け、アルゴンガスをガス導入口４
から導入し、隙間５から咳出させる。また空気を冷却部
１０．１０’、１０”に流し、初晶アルミニウムを容器
６の内壁に晶出させる。掻取板１１を冷却部付近の容器
内壁に漬って周期的に摺動させ、初晶アルミニウムを掻
き落すと共に９通液孔１２もしくは掻取板１１と容器内
壁との間隙を通して容器６の底部に沈積させ一定時間後
、底部堆積物を突き固める。この場合、該堆積物の突き
固め帯域１７近傍を加熱部１３″″により加熱しながら
突き固め、結晶の成長を促進し同時に不純物を選択除去
する。このようにして結晶成長および不純物除去の終了
した既精製部分近傍の加熱部１ｉ″′は加熱を中止もし
くは減少して。
加熱用電力を節約する。この操作を堆積物が冷却部１０
の下部付近の高さに達するまで続ける。冷却部１０が複
数段ある場負第１図にて１０ ’、 １０”）は下段冷
却部への冷媒の供給を停止し、該冷却部上段の加熱部１
３’、１３”を加熱し、さらに晶出。
の下部付近の高さに達するまで続ける。冷却部１０が複
数段ある場負第１図にて１０ ’、 １０”）は下段冷
却部への冷媒の供給を停止し、該冷却部上段の加熱部１
３’、１３”を加熱し、さらに晶出。
掻取り、突き固めを行う。このような操作を繰シ返し、
最上段冷却部１０″の近傍まで堆積物を堆積する。この
際、堆積物の一部が溶解する程度に。
最上段冷却部１０″の近傍まで堆積物を堆積する。この
際、堆積物の一部が溶解する程度に。
またその他の部分を、これより低温に保持するよう入力
調節部の作用により９分割加熱部の各セグメントによる
加熱を行なう。また上部メタルが凝固しないように上部
加熱部８により加熱する。
調節部の作用により９分割加熱部の各セグメントによる
加熱を行なう。また上部メタルが凝固しないように上部
加熱部８により加熱する。
堆積高さが最上段冷却部の下部に達したときに冷媒によ
る冷却を中止する。掻取板を数回上下動させた後、蓋静
を取υ１分離押圧具１５を抜゛き出す。上部溶湯をサイ
フオンで抜き出した後凝固物を容器６から取シ出し、所
望する純度に応じて所要部位で切断する。
る冷却を中止する。掻取板を数回上下動させた後、蓋静
を取υ１分離押圧具１５を抜゛き出す。上部溶湯をサイ
フオンで抜き出した後凝固物を容器６から取シ出し、所
望する純度に応じて所要部位で切断する。
本発明は上述のような構成を有するので、広い晶出面が
得られ、容器深さを深くしても常に安定した所望の冷却
状態で初晶アルミニウムを晶出させることができ、生産
性高く、精製されたアルミニウムの純度も高、純度で、
加熱用電力も節減される。また本発明装置では堆積結晶
の突き固めを単純な形状の板で行えるので、構造、操作
が極めて簡単であり、装置の故障のおそれがない。
得られ、容器深さを深くしても常に安定した所望の冷却
状態で初晶アルミニウムを晶出させることができ、生産
性高く、精製されたアルミニウムの純度も高、純度で、
加熱用電力も節減される。また本発明装置では堆積結晶
の突き固めを単純な形状の板で行えるので、構造、操作
が極めて簡単であり、装置の故障のおそれがない。
次に本発明方法における実施例について説明する。
実施例
内径２００１１１１１１１高さ８００ｍ の黒鉛製容器
を収隻したほぼ第１図に準じたアルミニウム精製装置を
使用し、鉄８５０ＰＰｍ、珪素４１０ｐｐｍ＋ 銅２９
ｐｐｍを含む５０ｋＦのアルミニウムを容器に入れて溶
解し、アルゴン雰囲気下で操作した。２０秒毎に通液孔
（２０ｍｍ／）８ケを持つ黒鉛円板で初晶アルミニウム
を掻き落し、５分毎に突き固めを行った。７時間かけて
溶湯の８０％を凝固させた後。
を収隻したほぼ第１図に準じたアルミニウム精製装置を
使用し、鉄８５０ＰＰｍ、珪素４１０ｐｐｍ＋ 銅２９
ｐｐｍを含む５０ｋＦのアルミニウムを容器に入れて溶
解し、アルゴン雰囲気下で操作した。２０秒毎に通液孔
（２０ｍｍ／）８ケを持つ黒鉛円板で初晶アルミニウム
を掻き落し、５分毎に突き固めを行った。７時間かけて
溶湯の８０％を凝固させた後。
不純物の濃縮された溶湯部分を除去した。凝固した部分
の上部１０％を切シ捨て残りを精製アルミニウムとした
。精製物の全体を再溶解し分析した、結果鉄２６ｐｐｍ
＋珪素２８ｐｐｒｎ、銅６９９ｍ＋であった。
の上部１０％を切シ捨て残りを精製アルミニウムとした
。精製物の全体を再溶解し分析した、結果鉄２６ｐｐｍ
＋珪素２８ｐｐｒｎ、銅６９９ｍ＋であった。
第１図は本発明に係るアルミニウム精製装置の模式的縦
断面図である。 １は黒鉛製支持棒、２は蓋部、３′９は断熱レンガ。 ４は不活性ガス導入口、５は隙間、６は黒鉛容ａ７は鋼
製容器、８は上部加熱部、１０．１０’、１０″は冷却
部、１１は掻取板、１２は通液孔、１６゜１３′、１３
′；１３″′、１３″″は加熱部、１４は入力調、動部
、１５は分離押圧具、１６は底部加熱部、１７は突き固
め帯域。 特許出願人 日本軽金属株式会社
断面図である。 １は黒鉛製支持棒、２は蓋部、３′９は断熱レンガ。 ４は不活性ガス導入口、５は隙間、６は黒鉛容ａ７は鋼
製容器、８は上部加熱部、１０．１０’、１０″は冷却
部、１１は掻取板、１２は通液孔、１６゜１３′、１３
′；１３″′、１３″″は加熱部、１４は入力調、動部
、１５は分離押圧具、１６は底部加熱部、１７は突き固
め帯域。 特許出願人 日本軽金属株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、偏析凝固法を用いたアルミニウムの精製法において
、アルミニウム溶湯を保持した容器の器壁を冷却して該
容器の内壁に高純度の初晶アルミニウムを析出させ、該
容器内で前記初晶を内壁よシ分離し、その後容器下部に
沈積した前記初晶を押し固め、結晶成長させることを特
徴とするアルミニウムの精製法。 ２、アルミニウム溶湯を保持する容器と、一部が該容器
の内部にあって該容器の内壁に晶出した初晶アルミニウ
ムを分離押圧する分離押圧具。 前記容器の上部にあって外気と上記アルミニウム溶湯表
面の接触を断つ蓋とから成シ、前記容器は加熱部と冷却
部とを有し、前記分離押圧具は前記初晶を分離する掻取
板と該掻取板を支持する支持棒とから成ることを特徴と
するアルミニウムの精製装置。 ３、上記容器の初晶晶出部が加熱部および冷却部を交互
に持つように構成されていることを特徴とする特許請求
の範囲第２項記載のアルミニウムの精製装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57127748A JPS5920431A (ja) | 1982-07-23 | 1982-07-23 | アルミニウムの精製装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57127748A JPS5920431A (ja) | 1982-07-23 | 1982-07-23 | アルミニウムの精製装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5920431A true JPS5920431A (ja) | 1984-02-02 |
| JPS6246616B2 JPS6246616B2 (ja) | 1987-10-02 |
Family
ID=14967708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57127748A Granted JPS5920431A (ja) | 1982-07-23 | 1982-07-23 | アルミニウムの精製装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5920431A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6267128A (ja) * | 1985-09-20 | 1987-03-26 | Nippon Light Metal Co Ltd | アルミニウムの精製法およびその装置 |
| US4734127A (en) * | 1984-10-02 | 1988-03-29 | Nippon Light Metal Co., Ltd. | Process and apparatus for refining aluminum |
| US4916311A (en) * | 1987-03-12 | 1990-04-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Ion beaming irradiating apparatus including ion neutralizer |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2471899A (en) * | 1940-07-08 | 1949-05-31 | Spolek | Method of separating constituents of alloys by fractional crystallization |
| JPS5020536A (ja) * | 1973-06-25 | 1975-03-04 | ||
| JPS58167733A (ja) * | 1982-03-30 | 1983-10-04 | Nippon Light Metal Co Ltd | アルミニウムの精製法 |
-
1982
- 1982-07-23 JP JP57127748A patent/JPS5920431A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2471899A (en) * | 1940-07-08 | 1949-05-31 | Spolek | Method of separating constituents of alloys by fractional crystallization |
| JPS5020536A (ja) * | 1973-06-25 | 1975-03-04 | ||
| JPS58167733A (ja) * | 1982-03-30 | 1983-10-04 | Nippon Light Metal Co Ltd | アルミニウムの精製法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4734127A (en) * | 1984-10-02 | 1988-03-29 | Nippon Light Metal Co., Ltd. | Process and apparatus for refining aluminum |
| JPS6267128A (ja) * | 1985-09-20 | 1987-03-26 | Nippon Light Metal Co Ltd | アルミニウムの精製法およびその装置 |
| JPH0236654B2 (ja) * | 1985-09-20 | 1990-08-20 | Nippon Light Metal Co | |
| US4916311A (en) * | 1987-03-12 | 1990-04-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Ion beaming irradiating apparatus including ion neutralizer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6246616B2 (ja) | 1987-10-02 |
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