JPS6017008B2 - Aluminum refining method - Google Patents

Aluminum refining method

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JPS6017008B2
JPS6017008B2 JP6211281A JP6211281A JPS6017008B2 JP S6017008 B2 JPS6017008 B2 JP S6017008B2 JP 6211281 A JP6211281 A JP 6211281A JP 6211281 A JP6211281 A JP 6211281A JP S6017008 B2 JPS6017008 B2 JP S6017008B2
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JP
Japan
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aluminum
cooling body
purity
molten
crystallized
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JP6211281A
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秀夫 新宮
浩三 新井
良達 大塚
真平 神頭
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Altemira Co Ltd
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Showa Aluminum Corp
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  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、純度の低いアルミニウムからより純度の高
い高純度アルミニウムを得るためのアルミニウムの精製
方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an aluminum refining method for obtaining high purity aluminum from low purity aluminum.

アルミニウム中に不純物、とくにアルミニウムと共晶を
生成するFe,Si,Cu,Mgなどの不純物が含まれ
ている場合、これらの不純物を除去するためには、これ
らの不純物を含んだアルミニウムを溶融し、これを冷却
して凝固させるさし、の初晶アルミニウムを選択的に取
り出すことが効果的であるという原理は周知である。
If aluminum contains impurities, especially impurities such as Fe, Si, Cu, Mg, etc. that form eutectics with aluminum, in order to remove these impurities, it is necessary to melt the aluminum containing these impurities. The principle that it is effective to selectively take out the primary crystal aluminum from the cuttings that are cooled and solidified is well known.

このような原理を利用した従来の不純アルミニウムの精
製方法には、たとえば、Fe,Si,Cu,Mgなどの
不純物を含んだ溶融アルミニウムをその液相温度近傍に
保持しておき、この溶融アルミニウム中に冷却体を浸潰
して冷却体の表面に樹枝状のアルミニウムを晶出させ、
晶出したアルミニウムを間歌的にかき落して溶融アルミ
ニウムが入れられた槽の底部に沈殿させた後、沈殿した
アルミニウムを適当な手段で突き固めながら、溶湯全体
を凝固させ、しかる後にこの銭塊底部の高純イb域を切
り出して不純物濃化城と分離するという方法がある。と
ころが、この方法では、熔融アルミニウムの精度の高い
温度管理、冷却体からの初晶アルミニウムのかき落し、
ならびに突き固め作業など工業的に面倒な作業を伴う欠
点がある。また、他の精製方法には、狐nemelti
ngの応用技術として、糟に入れ、凝固点近傍の温度に
保持した低純度の溶融アルミニウム中に冷却体を浸債し
、冷却体の表面に極めてゆっくりと初晶アルミニウムを
晶出させて、冷却体に付着して凝固した純化アルミニウ
ムを得、この純化アルミニウムを別の槽で溶融し、上記
のと同様の操作を繰り返して純度を高めていく方法があ
る。ところが、この方法では、極めてゆっくりと冷却体
の周囲にアルミニウムを凝固させた場合にある程度の精
製効果が得られるが、1分間に数肋のオーダー以上の凝
固速度では初晶アルミニウムの横枝状晶間に不純物の多
い液が捉えれたまま凝固するために、僅かな精製効果し
か得られず、高純度アルミニウムを得る方法としては工
業的にコストが極めて高くなる。この発明は、上述した
ような従来の精製方法の欠点を取除き、効率の高いアル
ミニウムの精製方法を提供するものである。
Conventional methods for refining impure aluminum using this principle include, for example, maintaining molten aluminum containing impurities such as Fe, Si, Cu, Mg, etc. near its liquidus temperature, and then purifying the molten aluminum. The cooling body is immersed in the cooling body to crystallize dendritic aluminum on the surface of the cooling body,
After scraping off the crystallized aluminum and letting it settle at the bottom of the tank containing the molten aluminum, the precipitated aluminum is tamped down by an appropriate means to solidify the entire molten metal, and then the coin coins are made into coins. There is a method of cutting out the high-purity region B at the bottom and separating it from the impurity concentration region. However, this method requires highly accurate temperature control of molten aluminum, scraping of primary crystal aluminum from the cooling body,
It also has the disadvantage of requiring industrially troublesome work such as tamping work. Other purification methods include fox nemelti
As an applied technology for NG, a cooling body is immersed in low-purity molten aluminum kept at a temperature near the freezing point, and primary crystal aluminum is crystallized extremely slowly on the surface of the cooling body. There is a method of obtaining purified aluminum that has solidified by adhering to it, melting this purified aluminum in another tank, and repeating the same operations as above to increase the purity. However, with this method, a certain degree of refining effect can be obtained when the aluminum is solidified very slowly around the cooling body, but when the solidification rate is on the order of several ribs per minute or more, the horizontal branched crystals of primary aluminum are produced. Since the liquid with many impurities is solidified in between, only a slight purification effect can be obtained, and the industrial cost becomes extremely high as a method for obtaining high-purity aluminum. The present invention eliminates the drawbacks of the conventional refining methods as described above and provides a highly efficient method for refining aluminum.

この発明のアルミニウムの精製方法は、精製すべきアル
ミニウムを溶解した後、この溶融アルミニウム中に、下
面が断熱材により被覆された冷却体を浸潰し、この冷却
体を回転させながら冷却体で溶融アルミニウムを冷却し
て、冷却体の周面に高純度アルミニウムを晶世させるこ
とを特徴とするものである。
In the aluminum refining method of this invention, after the aluminum to be purified is melted, a cooling body whose lower surface is covered with a heat insulating material is immersed in the molten aluminum, and while the cooling body is rotated, the molten aluminum is heated by the cooling body. The cooling body is characterized by crystallizing high-purity aluminum on the circumferential surface of the cooling body.

溶融アルミニウム中に下面が断熱材で被覆された冷却体
を浸潰し、この冷却体で溶融アルミニウムを冷却すると
、冷却体の周面にアルミニウムが晶出する。
When a cooling body whose lower surface is covered with a heat insulating material is immersed in molten aluminum and the molten aluminum is cooled by the cooling body, aluminum crystallizes on the circumferential surface of the cooling body.

このアルミニウムの横枝状の初晶は純度の高いものであ
るが、アルミニウムと共晶を生成するFe,Si,Mg
,Cuなどの不純物元素は溶融アルミニウム中で濃縮さ
れ、これは櫨枝状晶の隙間においてとくに著しい。また
、樹枝状晶の隙間の不純物の濃度によってはFeA夕3
のような金属間化合物が生成する。凝固を利して高純度
アルミニウムを得るためには、不純物元素の濃化された
液体またはすでに形された不純物元素の金属間化合物を
固液の界面近傍から遠ざけつつアルミニウムを晶出させ
、このアルミニウム結晶を回収することが必要である。
溶融アルミニウム中に浸潰した冷却体を回転させると、
上記濃縮不純物または不純物元素の金属間化合物は樹枝
状晶の隙間から除去され、溶融アルミニウム中に解き放
されて分散混合される。また、冷却体の回転方向を適当
な頻度で逆転させると上記効果は一層向上する。冷却体
の下面を断熱材で被覆しておく理由はつぎのとおりであ
る。すなわち、冷却体の回転による効果が、冷却体の下
面では周面よりも劣り、冷却体下面に晶出した横枝状晶
の隙間の上記濃縮不純物および不純物元素の金属間化合
物が溶融アルミニウム中に解き放されにくいために、冷
却体下面に晶出するアルミニウムの純度が鷹面に晶出す
るアルミニウムの純度よりも低くなって、精製作業終了
後、冷却体表面からアルミニウムを回収するさし、に周
面に晶出したアルミニウムと混じり合って、全体として
の精製効率が低下するからである。したがって、冷却体
の下面にアルミニウムが晶出するのを防止するために、
冷却体の下面を断熱材で被覆しておく。冷却体の全てが
溶融アルミニウム中に没するうに、冷却体を浸糟する場
合には、冷却体下面を断熱材で被覆したのと同じ理由に
よって、冷却体上面も断熱材で被覆しておく。冷却体と
しては、円筒状のものおよび下方に向って漸次小径とさ
れたテーパ筒状のもの等を用いる。テーパ筒状のものを
使用すると、後述するように冷却体の周面に晶出した高
純度アルミニウムの回収作業が容易になるので好ましい
。冷却体の周面に晶出した高純度アルミニウムを回収す
るには、たとえば晶出した高純度アルミニウムを溶融分
離して回収する方法、またはかき落し等機械的に回収す
る方法がある。
This horizontal branch-like primary crystal of aluminum is of high purity, but Fe, Si, Mg, which forms a eutectic with aluminum,
, Cu, etc. are concentrated in the molten aluminum, and this is particularly noticeable in the interstices of the cylindrical crystals. In addition, depending on the concentration of impurities in the gaps between dendrites, FeA
Intermetallic compounds such as In order to obtain high-purity aluminum by solidification, the aluminum is crystallized while keeping the impurity element-concentrated liquid or the already formed intermetallic compound of the impurity element away from the vicinity of the solid-liquid interface. It is necessary to collect the crystals.
When a cooling body immersed in molten aluminum is rotated,
The concentrated impurities or intermetallic compounds of impurity elements are removed from the interstices of the dendrites, released into the molten aluminum, and dispersed and mixed. Furthermore, the above effect can be further improved by reversing the direction of rotation of the cooling body at an appropriate frequency. The reason why the lower surface of the cooling body is covered with a heat insulating material is as follows. In other words, the effect of the rotation of the cooling body is inferior on the lower surface of the cooling body than on the peripheral surface, and the concentrated impurities and intermetallic compounds of impurity elements in the gaps between the horizontal branched crystals crystallized on the lower surface of the cooling body are absorbed into the molten aluminum. Because it is difficult to release, the purity of the aluminum that crystallizes on the bottom surface of the cooling body is lower than that of the aluminum that crystallizes on the surface of the cooling body. This is because it mixes with aluminum crystallized on the surface, reducing the overall purification efficiency. Therefore, in order to prevent aluminum from crystallizing on the lower surface of the cooling body,
Cover the bottom surface of the cooling body with a heat insulating material. When the cooling body is immersed so that the entire cooling body is immersed in molten aluminum, the top surface of the cooling body is also covered with a heat insulating material for the same reason that the bottom surface of the cooling body is covered with a heat insulating material. As the cooling body, a cylindrical body, a tapered cylindrical body whose diameter gradually decreases downward, etc. are used. It is preferable to use a tapered cylindrical one because it facilitates recovery of high-purity aluminum crystallized on the circumferential surface of the cooling body, as will be described later. To recover the high-purity aluminum crystallized on the circumferential surface of the cooling body, there are, for example, a method of melting and separating the crystallized high-purity aluminum, or a mechanical method such as scraping.

冷却体がテーパ筒状である場合には、冷却体の周面に晶
出した高純度アルミニウムを下方に引き抜くようにして
回収することができ、回収作業が容易になる。冷却体は
、その内部に空気、アルゴンガス、窒素ガス、空気と水
の混合体を送り込むことにより冷却される。つぎにの発
明を図面を参照して説明する。
When the cooling body has a tapered cylindrical shape, high-purity aluminum crystallized on the circumferential surface of the cooling body can be collected by pulling it downward, which facilitates the collection work. The cooling body is cooled by passing air, argon gas, nitrogen gas, or a mixture of air and water into its interior. The next invention will be explained with reference to the drawings.

図面において、るつぼ1の中にはアルミニウムと共晶を
生成する不純物を含んだ溶融アルミニウム2が入れられ
、この溶融アルミニウム2中に回転自在でかつ両端が閉
塞された円筒状の冷却体3が浸潰されている。
In the drawing, a crucible 1 contains molten aluminum 2 containing impurities that form eutectic with aluminum, and a cylindrical cooling body 3 that is rotatable and closed at both ends is immersed in the molten aluminum 2. It's being crushed.

冷却体3の上端には上方に伸び、かつ冷却体3の内部と
蓬通した中空状回転軸4が蓮設されており、回転軸4の
内部には、下端部が冷却体3内に入り込んだ冷却ガス送
風管5が入れられている。また、冷却体3の下面および
上面、ならびに回転鞠4の溶融アルミニウム2中に存在
する部分は、断熱材6で被覆されている。回転軸4の溶
融アルミニウム2中に存在する部分を断熱材で被覆して
おくのは、この部分に晶出するアルミニウムの純度が冷
却体周面に晶出するアルミニウムの純度よりも低くなる
からである。このような装置において、溶融アルミニウ
ム2を溶融点に近い温度で保持しておき、冷却体3を回
転させる。このとき、冷却体3の内部に、冷却ガス送風
管5から空気、窒素、アルゴンなどの冷却体ガスを、冷
却体3の周囲の溶融アルミニウム2が徐冷されるように
調節しながら送り込む。すると、冷却体3の周面に高純
度のアルミニ‐ウム初晶が晶出し始める。所定量のアル
ミニウムが晶出した後、冷却体3を取り出し、晶出しし
た高純度アルミニウムを回収する。上記において、それ
ぞれの操作を、漸次アルミニウム純度の高い溶融アルミ
ニウム中で繰り返すことにより、より一層高純度のアル
ミニウムを得ることができる。
A hollow rotary shaft 4 extending upward and extending through the inside of the cooling body 3 is disposed at the upper end of the cooling body 3, and a lower end portion of the rotary shaft 4 enters into the cooling body 3. A cooling gas blow pipe 5 is inserted therein. Further, the lower and upper surfaces of the cooling body 3 and the portion of the rotary ball 4 that is present in the molten aluminum 2 are covered with a heat insulating material 6. The reason why the part of the rotating shaft 4 that exists in the molten aluminum 2 is covered with a heat insulating material is because the purity of the aluminum that crystallizes in this part is lower than the purity of the aluminum that crystallizes on the circumferential surface of the cooling body. be. In such an apparatus, the molten aluminum 2 is maintained at a temperature close to its melting point, and the cooling body 3 is rotated. At this time, a cooling gas such as air, nitrogen, or argon is fed into the cooling body 3 from the cooling gas blow pipe 5 while being controlled so that the molten aluminum 2 around the cooling body 3 is gradually cooled. Then, primary crystals of high-purity aluminum begin to crystallize on the circumferential surface of the cooling body 3. After a predetermined amount of aluminum has crystallized, the cooling body 3 is taken out and the crystallized high-purity aluminum is recovered. By repeating each of the above operations in molten aluminum with progressively higher aluminum purity, aluminum of even higher purity can be obtained.

以上のように、この発明によれば、下面が断熱材で被覆
された冷却体を回転させることとによって、樹枝状の初
晶アルミニウムの隙間に残された不純物濃度の高い融液
を排出しつつ冷却体の周面のみにアルミニウムを晶出さ
せることができるから、精製効果は大さ、得られたアル
ミニウムの純度は高くなる。
As described above, according to the present invention, by rotating the cooling body whose lower surface is covered with a heat insulating material, the melt with high impurity concentration remaining in the gaps between the dendritic primary crystal aluminum is discharged. Since aluminum can be crystallized only on the peripheral surface of the cooling body, the purification effect is great and the purity of the obtained aluminum is high.

つぎにこの発明の実施例を示す。Next, examples of this invention will be shown.

この実施例は図面に示す装置を用いて行ったものである
。実施例 1るつぼ1にFeo.0怖れ%およびSio
.05wt%を含む溶融アルミニウムを入れて670q
oに保持する。
This example was carried out using the apparatus shown in the drawings. Example 1 Feo. 0 fear% and Sio
.. 670q with molten aluminum containing 05wt%
Hold at o.

ついで、外径5仇奴の冷却体3の内部に冷却ガス送風管
5を通して空気を送り込みながら、冷却体3を30印p
mの速度で回転させた。この操作を30分間続けた後、
冷却体3を取り出した。冷却体3の周面には3.1k9
のアルミニウムが晶出しており、このアルミニウム中の
不純物濃度を測定したところ、Feo.03Wt%、S
io.03K%であった。’実施例 2るつぼ1にFe
o.0触れ%およびSio.05wt%を含む溶融アル
ミニウム2を入れて670qoに保持する。
Next, while feeding air into the inside of the cooling body 3 with an outer diameter of 5 through the cooling gas blow pipe 5, the cooling body 3 is heated to a temperature of 30 mm.
It was rotated at a speed of m. After continuing this operation for 30 minutes,
Cooling body 3 was taken out. 3.1k9 on the circumferential surface of the cooling body 3
of aluminum was crystallized, and when the impurity concentration in this aluminum was measured, it was found that Feo. 03Wt%, S
io. It was 03K%. 'Example 2 Fe in crucible 1
o. 0 touch% and Sio. Add molten aluminum 2 containing 0.05 wt% and maintain at 670 qo.

ついで、上記実施例1と同様に冷却体3内に空気を送り
込みながら、冷却体3を回転速度30仇pmで間歌的に
正逆回転させた。回転時間は3栃砂、停止時間は5秒で
ある。この操作を30分間続けた後、冷却体3を取出し
た。冷却体3の周面には3.0k9のアルミニウムが晶
出しており、このアルミニウム中の不純物濃度はFeo
.01wt%、Sio.02Wt%であった。
Next, the cooling body 3 was rotated forward and backward intermittently at a rotational speed of 30 pm while blowing air into the cooling body 3 in the same manner as in Example 1 above. The rotation time was 3 tochisand, and the stopping time was 5 seconds. After this operation was continued for 30 minutes, the cooling body 3 was taken out. Aluminum of 3.0k9 is crystallized on the circumferential surface of the cooling body 3, and the impurity concentration in this aluminum is Feo.
.. 01 wt%, Sio. It was 0.02 wt%.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面はこ発明の実施に用いる装置の一例を示す縦断面図
である。
The drawing is a longitudinal sectional view showing an example of an apparatus used for carrying out the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 精製すべきアルミニウムを溶解した後、この溶融ア
ルミニウム中に、下面が断熱材により被覆された冷却体
を浸漬し、この冷却体を回転させながら冷却体で溶融ア
ルミニウムを冷却して、冷却体の周面に高純度アルミニ
ウムを晶出させることを特徴とするアルミニウムの精製
方法。
1. After melting the aluminum to be purified, a cooling body whose bottom surface is covered with a heat insulating material is immersed in the molten aluminum, and the molten aluminum is cooled by the cooling body while rotating the cooling body. An aluminum refining method characterized by crystallizing high-purity aluminum on the peripheral surface.
JP6211281A 1981-04-23 1981-04-23 Aluminum refining method Expired JPS6017008B2 (en)

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JPS56163226A JPS56163226A (en) 1981-12-15
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04119105U (en) * 1991-04-10 1992-10-26 株式会社村田製作所 directional coupler
JPH0514018A (en) * 1991-06-27 1993-01-22 Taisee:Kk Directional coupler
JPH05152814A (en) * 1991-11-27 1993-06-18 Murata Mfg Co Ltd Chip type directional coupler
JPH0574004U (en) * 1992-03-06 1993-10-08 株式会社村田製作所 Planar balanced-unbalanced converter

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JPS56163226A (en) 1981-12-15

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