NO162621B

NO162621B - Fremgangsmaate til behandling av smeltet metall.

Info

Publication number: NO162621B
Application number: NO830021A
Authority: NO
Inventors: Charles Edward Eckert; Ronald Eldon Miller
Original assignee: Aluminum Co Of America
Priority date: 1982-01-07
Filing date: 1983-01-05
Publication date: 1989-10-16
Also published as: AU557171B2; US4392888A; NO162621C; NO830021L; EP0083936A2; JPS58123841A; EP0083936A3; MX159765A; EP0083936B1; JPH0319288B2; DE3381940D1; AU1007283A; BR8300051A

Abstract

Smeltet aluminium eller andre metaller renses ved at man bringer metallet i kontakt med et fluorkarbon, såsom CClF, for å nedsette mengden av forurensnings-metallelementer sammen med gass og inneslutninger deri, fortrinnsvis i nærvær av en agiteringsinnretning for å øke effektiviteten. Et oksydasjonsmiddel, såsom oksygen, anvendes for å hindre karbonet i fluorkarbonet i å danne karbidinneslutninger. Oksydasjon av karbonet til karbonmonoksyd foretrekkes ved behandling av aluminium, da monoksydet effektivt fjerner karbonet fra systemet uten at aluminium oksyderes. Man anvender fortrinnsvis en fluorakseptor som temporært forbinder seg med fluoret i fluorkarbonet og hindrer det i å reagere med karbon, slik at fluoridet fortsatt er tilgjengelig for behandling av det smeltede metall. De gasser som anvendes for behandling av det smeltede metall, kan ledes over et sjikt av karbon umiddelbart før innføringen i smeiten. Systemet drives med liten skum/slam-dannelse og uten tilveiebringelse av et saltdekke og muliggjør praktisk talt røk-fri drift.

Description

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte til behandling av smeltet metall, så som aluminium eller aluminiumlegeringer, for fjerning av forurensninger av sporelementer og gassformige og faste forurensninger.

Smeltet metall, så som aluminium, herunder legeringer inneholdende over 50% aluminium, inneholder ofte gassformige og faste forurensninger, så som oppløst hydrogen og aluminium-oksyder. Smeltet aluminium inneholder typisk også alkali- og jordalkali-elementer så som ca. 0,002 vekt% Na eller 0,001 vekt% Ca, eller begge. En rekke prosesser er blitt anvendt for å rense metallet under anvendelse av en gass inneholdende klor,

så som en blanding av argon og klor. En slik prosess er beskrevet i US-patent 3 839 019. Et problem som undertiden gjør seg gjeldende når prosesser i hvilke det anvendes en klorbehandling, modifiseres for oppnåelse av øket produktivitet, er at det kan vise seg vanskelig å fraskille de salter som dannes som klorreaksjonsprodukter, hvilke salter stort sett er av væskeformig natur. Disse salter kan være vanskelige å fraskille og kan transporteres av det smeltede aluminium til støpestasjonen og resultere i defekter på og under overflaten av den støpte blokk, så som oksydflekker som i sin tur kan gi opphav til problemer ved valsingen av blokken til plate- eller ark-produkter. Da problemet med oksydflekker menes å være for-bundet med de væskeformige saltreaksjonsprodukter som dannes ved reaksjonen mellom klor og metall, så som magnesium, som foreligger i aluminiumet, er det blitt foreslått å anvende reaktive fluorforbindelser, så som fluorkarboner, siden fluoridreaksjonsprodukter overveiende er faste og ikke medfører de samme separasjonsproblemer som væskeformige saltprodukter. Fluorkarboner, så som diklordifluormetan (CC12F2), har derfor vært anvendt ved behandling av smeltet aluminium med en reaktiv gass med sikte på å redusere mengdene av gassforurensninger og oksyder, sammen med forurensningselementer så som natrium og kalsium. Således er det i US-patent 3 854 934 beskrevet anvendelse av fluorkarboner for behandling av smeltet aluminium under et overliggende saltdekke. Riktignok inneholder CC12F2 klor, men tilstedeværelsen av fluoridsalt-reaksjonsprodukter virker til å binde klorid-reaksjonsproduktene, idet det dannes

fluorid-klorid-komplekser som oppfører seg som faste stoffer og som relativt lett lar seg skille fra det smeltede metall. US-patent 3 958 980 er et annet eksempel fra teknikkens stand hvor det foreslås bruk av fluorkarboner for behandling av aluminium. Et problem med fluorkarboner, en lett tilgjengelig flyktig fluorid-kilde, er at de nødvendigvis inneholder karbon. Mens klor og fluor forbrukes ved at de reagerer med forurensninger i smeltet aluminium, reagerer karbonet med aluminium under dannelse av aluminiumkarbid, som danner en inneslutning. Fluorkarbon-behandlingsprosessene som tilsiktes å fjerne sporelementer, gass og oksyder, kan således samtidig medføre at det tilsettes en ytterligere forurensning, nemlig aluminiumkarbid som en inneslutningsforurensning. Dette har i noen grad hindret godtagelse av fluorkarbon-behandlingen ved anvendelser i store volumer.

I henhold til oppfinnelsen tilveiebringes en fremgangsmåte til behandling av smeltet metall, såsom aluminium eller aluminiumlegeringer, hvor metallet bringes i kontakt med fluorkarbon, karakterisert ved at fluorkarbonet bringes i kontakt med et oksydasjonsmiddel under betingelser ved hvilke karbonet som inneholdes deri oksyderes, før metallet bringes i kontakt med fluorkarbonet.

I henhold til oppfinnelsen kan smeltet aluminium eller annet metall behandles med fluorkarboner hvor karboninnholdet i fluorkarbonet oksyderes til en form som ikke vil skade metallet som behandles. Ved behandling av smeltet aluminium blir karbonet fortrinnsvis oksydert ved hjelp av oksygen til karbon-monoksydformen (CO), da karbondioksyd kan reduseres av smeltet aluminium under dannelse av et aluminiumoksydprodukt som er skadelig for aluminiumsmelten. Det har overraskende vist seg at tilsetning av den riktige mengde av oksygen, hvilket normalt anses skadelig for aluminium, virker gunstig på prosessen for behandling av smeltet aluminium med fluorkarbon. Man foretrekker å anvende en fluor-akseptor for å hindre CF4 i å inngå i smeiten, samtidig som man tar vare på fluorinnhold som er tilgjengelig for reaksjon i det smeltede metall for fluoridisering av fluoridiserbare oppløste metallforurensninger så som natrium, kalsium og magnesium.

I den følgende beskrivelse vises til tegningen, som skjematisk viser et vertikalsnitt som illustrerer utførelsen av fremangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Systemet 10 på tegningen innbefatter et behandlingskammer 12 med vegger 11 og bunn 13 av varmefast materiale. Et lokk 14 tjener til å dekke kammeret 12 og det smeltede metall 22 i kammeret. Smeltet metall kommer kontinuerlig inn gjennom innløpet 20 og strømmer ut gjennom utløpet 24. I behandlings-kammeret 12 er det anordnet et agiteringssystem 30 omfattende en agiteringsinnretning 32 av turbintypen, hvilken bæres av en roterende aksel 34 som dreies av en motor 36. Agiteringsinnretningen 32 og akselen 34 er hensiktsmessig av grafitt. Akselen er hul eller forsynt med en gjennomgående ledning for tilveiebringelse av en strømningsvei for gasser, hvilke kommer inn gjennom en gasstilførselsledning 40, idet gassen strømmer inn i smeiten gjennom et hull 44 i bunnen av agiteringsskiven 32, slik at gassen kommer inn i smeiten som vist ved piler 46. Den hule ledning 50 i den roterende aksel 30 har fortrinnsvis et betydelig innvendig volum for tilveiebringelse av en langsom gasstrømning, slik at gassene oppvarmes til en tilstrekkelig høy temperatur for reaksjonen med fluorkarbonet og for tilveiebringelse av tilstrekkelig tid for at denne reaksjon kan forløpe. En temperatur på 705°C er tilstrekkelig til at karbonet i fluorkarbonet reagerer med oksygen. Aluminium blir typisk behandlet ved temperaturer på 732 - 760°C, hvilket letter oppnåelse av tilstrekkelig reaksjonstemperatur. Videre foretrekker man at det foreligger et betydelig rom for et materiale, så som et sjikt 48 av knust karbonanodemateriale, nær gassutløpet, av grunner som forklares nedenfor. Smeltet metall som uttas gjennom utløpet 24, kan føres gjennom sedimenteringskammere eller skillekammere, hvor de faste fluoridsaltkomplekser stiger opp og således skilles fra smeiten, eller fjernes ved filtrering eller andre midler, idet det vil erindres at de fluoridholdige salter enten er faste eller tilstrekkelig faste til å oppføre seg som faste stoffer og kan fjernes ved filtrering eller på hvilken som helst hensiktsmessig måte, i motsetning til væskeformige salter som kan skape betydelig vanskeligere separasjonsproblemer.

En viktig fordel oppnås ved anvendelsen av fluorkarboner i henhold til oppfinnelsen, da et formål hermed er å eliminere hovedsakelig væskeformige kloridsaltfaser og danne saltfaser inneholdende fluorider som forholder seg lik faste stoffer ved temperaturer under 870°C, som anvendes for behandling av aluminium, og er derfor lettere å fjerne eller fraskille fra det smeltede metall som behandles. De fluorkarboner som det her stort sett dreier seg om, er fullstendig halogenerte,lavere hydrokarboner inneholdende 1-5 eller 6 karbonatomer, så som halogenmetaner (ett karbonatom) og halogenetylener eller halogenetaner (to karbonatomer). Det foretrekkes at halogenkarbonene er fullstendig halogenert, da innføring av hydrogen er uønsket, i det minste ved behandling av smeltet aluminium, da et av formålene med fluksbehandlingen er å fjerne hydrogen. Egnede fluorkarboner er angitt nedenfor:

Av disse foretrekkes diklordifluormetan (CCI2F2), triklorfluor-metan (CC13F) og diklortetrafluoretan (C2C12F4). Disse forbindelser er tilgjengelige under handelsnavnet "Freon".

Når det ønskes kan fluorkarbonet følges av et halogen, så som klor, og de reaktive gasser som anvendes ved utførelsen av oppfinnelsen, kan innbefatte forskjellige kombinasjoner omfattende fluorkarbon, skjønt det i noen tilfelle kan foretrekkes å tilføre praktisk talt hele mengden av reaktiv gass som fluorkarboner.

Ved utførelse av oppfinnelsen er det også ofte tilrådelig å anvende en inert eller i det minste ikke-reaktiv gass, så som argon. Den inerte gass tjener til å lette fordelingen av de reaktive gasser som anvendes ved behandlingen, gjennom hele smeiten og å tilveiebringe øket væske/gass-kontaktareal under anvendelse av en minimumsmengde av reaktive gasser, idet de inerte gasser i noen henseender tjener som bærergass. Med inerte gasser menes i det foreliggende gasser fra gruppe 0 i elementenes periodiske system, dvs. helium, argon, neon, krypton, xenon og radon. I en videre mening anvendes det ifølge oppfinnelsen andre fortynningsgasser eller bærergasser som ikke reagerer med det smeltede metall som behandles, eller i det minste ikke reagerer på en skadelig måte eller skader det metall som behandles, eller i betydelig eller uønsket grad vanskeliggjør oppnåelse av de ønskede resultater. Eksempelvis kan man ved behandling av smeltet aluminium anvende karbonmonoksyd som en ikke-reaktiv gass, skjønt argon er en foretukken gass, da den er lett tilgjengelig og bekvem å håndtere.

Mengden av den ikke-reaktive gass i forhold til fluorkarbongassen er fra 50% til over 99% bærergass, dvs. fra mindre enn 1% til typisk høyst 50% av fluorkarbongassen. Ved behandling av smeltet aluminium kan mengden av fluorkarbongass være under 20% og typisk i området fra 0,5 til 10%, idet mengden av ikke-reaktiv gass er fra 90 til 99,5%. Ved behandling av smeltet aluminium overstiger således mengden av ikke-reaktiv gass eller bærergass mengden av fluorkarbon med et forhold på 2 : 1 til over 9 : 1 eller 10 : 1.

Forskjellige oksydasjonsmidler til å oksydere karbonet i fluorkarbonet kan anvendes ved utførelsen av oppfinnelsen. Og uttrykket "oksydasjonsmiddel" anvendes her i vid betydning,

dvs. at det opptar eller mottar elektroner, og mer spesielt menes oksygen. Det foretrukne oksydasjonsmiddel er når det gjelder behandling av aluminium, oksygen selv. Oksygen kan oksydere karbon til monoksyd (CO) eller dioksyd (C02), skjønt det er av betydning at dioksydet kan undergå reduksjon i smeltet aluminium under dannelse av karbonmonoksyd og aluminiumoksyd, en inneslutning. Det er derfor ønskelig at det oksyderte karbon stort sett begrenses til karbonmonoksyd, da dette praktisk talt ikke medfører noen skade for behandlingen av smeltet aluminium. Som kjent forløper oksydasjonen av karbon til karbonmonoksyd i henhold til den følgende reaksjon:

C + %02 -» CO

På støkiometrisk basis vil således 0,5 mol oksygen reagere med

1 mol karbon under dannelse av 1 mol karbonmonoksyd. Ved utførelse av oppfinnelsen foretrekker man imidlertid å anvende et overskudd av oksygen utover det som er støkiometrisk påkrevet for dannelse av karbonmonoksyd, så som et overskudd på 10 - 30%, fortrinnsvis ca. 20%, for å være sikker på at alt karbon omsettes til en oksydert form, men ikke utover det som vil oksydere hele karbonmengden til CO2• En følge av et sådant overskudd ville være å tilføre oksygen som sådant til det smeltede metall, og når det gjelder behandling av smeltet aluminium, ville sådant oksygen forbruke betydelige mengder av aluminiumet, som nesten øyeblikkelig ville reagere med tilgjengelig oksygen. En ytterligere følge kunne være oksydasjon av en grafitt-agiteringsaksel hvis sådan anvendes som vist på tegningen.

Det er fordelaktig at fluorkarbonet oksyderes før det innføres i det smeltede metall-bad, spesielt når det smeltede metall som behandles reagerer med oksydasjonsmidlet. Eksempelvis nevnes at ved behandling av smeltet aluminium vil innføring av fluorkarbonet i smeiten adskilt fra oksygenet resultere i at oksygenet hurtig omdannes til aluminiumoksyd. Reaksjonen mellom de fleste lavere fluorkarboner og oksygen forløper ved temperaturer i området fra ca. 482°C og oppover og forløper hurtigere ved temperaturene 705°C eller 732°C, hvilke hersker i ledningen 50 eller akselen 34 ved behandling av smeltet aluminium. Da man foretrekker å anvende et overskudd av oksygen i forhold til det som er støkiometrisk påkrevet for omdannelse av karbon til karbonmonoksyd, foretrekker man likeledes å redusere den lille mengde av karbondioksyd som derved dannes, ved anvendelse av porøst karbon eller et lite karbonsjikt 48

ved bunnen av kanalen 50 i agiteringsakselen 34 for derved å redusere CO2 til CO ved karbonets virkning. Karbonsjiktet kan være bare noen tommer tykt og kan bestå av knust anodemateriale fra Hall-elektrolyseceller som anvendes ved fremstilling av aluminium. Oksygen er et foretrukket oksydasjonsmiddel, men andre oksydasjonsmidler, så som N20, B203,Si02, ^48205 og andre kan anvendes, skjønt oksygen pga. sin tilgjengelighet og pris ofte foretrekkes. Oksydasjonsmidlet bør fortrinnsvis danne gass- eller damp-oksydasjonsprodukter eller andre oksydasjonsprodukter som enten lett lar seg fjerne eller som ikke er skadelige for det metall som behandles.

En foretrukken utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen går ut på at fluorkarbonet bringes i kontakt med et oksydasjonsmiddel under betingelser ved hvilke betydelige andeler av karbonet oksyderes til karbonmonoksyd, og med en fluorakseptor, hvorved kontakt mellom det smeltede metall og CF4 vanskeliggjøres og oksydasjon av karbon til CO begunstiges.

Silisium og bor er effektive fluor-akseptorer, hvorav silisium foretrekkes som relativt billig og lett håndterbart.

En hensiktsmessig kilde for silisium er silisiumtetraklorid, og ved en foretrukken utførelsesform av oppfinnelsen anvendes silisiumtetraklorid som en kilde for silisium for tilveiebringelse av en fluorakseptor under oksydasjon av det fluorerte hydrokarbon. Mens silisium og bor beskrives som egnede fluor-akseptorer, i det minste ved behandling av smeltet aluminium under de betingelser som oftest der anvendes, f.eks. 732°C, kan andre fluorakseptorer anvendes ved behandling av smeltet aluminium eller andre metaller i henhold til de følgende retningslinjer. Et første krav til fluorakseptoren er at dens fluorid bør være mer stabilt enn CF4 slik at det effektivt hindrer eller reduserer dannelsen av CF4. Fluorakseptorens fluorid bør imidlertid fortrinnsvis være mindre stabilt enn de respektive fluorider av de smeltede metaller som behandlingen gjelder. Eksempelvis bør fluorakseptorens fluorid ved behandling av smeltet aluminium være mindre stabilt enn A1F3, MgF2, NaF, CaF2 og LiF. Dette gjør det mulig at det temporære fluorid som dannes av fluorakseptoren, kan reduseres av disse metaller, spesielt forurensningsmetallene, i det smeltede metall som behandles.

En annen ønskelig egenskap hos fluorakseptoren er at dens fluorid bør være mer stabilt enn dens eget oksyd, slik at dannelse av oksyder unngås. Enda en ønskelig egenskap hos fluorakseptoren er at dens fluorid bør være en damp eller i det minste en væske under betingelsene ved behandlingen av det smeltede metall, slik at det lett kan overføres til behandlings-sonen. Akseptorens fluorider bør således fortrinnsvis ikke være faste og er fortrinnsvis dampformige. Anvendelse av silisiumtetraklorid, som foretrekkes som fluorakseptor ved behandling av smeltet aluminium, medfører dannelse av silisiumtetrafluorid og klor, og førstnevnte reduseres til silisium under behandlingen av det smeltede metall. Den mengde som anvendes av fluorakseptoren, er relativt liten, i likhet med mengden av det fluorkarbon som anvendes, slik at den mengde silisium som innføres i smeltet aluminium ved utførelsen av oppfinnelsen ved reduksjon av silisiumtetrafluorid, er relativt sett meget liten, typisk mindre enn 0,01 vekt%.

I den utførelsesform som er vist på tegningen, er argon, C2CI2F2, 02 og SiCl4 vist å bli blandet før innføringen i ledning 50 med agiteringsakselen 34. SiCl4 er væskeformig ved romtemperatur, men fordamper hurtig etter tilsetning til den strømmende blanding av argon, 02 og C2C12F2. Som allerede nevnt er mengden av halogenkarbonene relativt liten sammenlignet med den ikke-reaktive gass, og mengden av oksygen er støkiometrisk relatert til mengden av karbon i halogenkarbonet. Mengden av SiCl4 er på lignende måte støkiometrisk relatert til mengden av fluor i halogenkarbonet, idet det erindres at 1 mol SiCl4 tilnærmet vil motta fluoret fra 2 mol C2C12F2 ved dannelsen av SiF4. Man ønsker imidlertid å ha et lite overskudd av fluorakseptoren for å hindre en betydelig dannelse av CF4, og man ønsker derfor at fluorakseptoren foreligger i en mengde i området fra 10 til 30% over den som støkiometrisk er påkrevet for reaksjon med fluoret i fluorkarbonet. Ved anvendelse av argon, C2CI2F2 og SiCl4 er de respektive forhold på volumbasis typisk 5 - 10 : 1 for argon : C2C12F2 og 20 : 1 til 30 : 1 for argon : SiCl4. Alle gassene bør åpenbart være relativt tørre og ikke føre fuktighet inn i prosessen for behandling av det smeltede metall når fuktighet anses skadelig. Hvis noen av gassene ikke er tilstrekkelig tørre, kan en eksikator anvendes til å nedsette duggpunktet til det ønskede nivå.

En alternativ utførelsesform til den som er vist på tegningen, involverer anvendelse av silisiumdioksyd (Si02) som en kilde for både oksygen og silisium. Det vil si at silisiumdioksydet kan tilveiebringe både oksydasjonsmidlet og fluorakseptoren. Ved dette arrangement blir halogenkarbonet inneholdende fluor ganske enkelt ledet over silisiumdioksydet ved en temperatur på 705°C eller høyere. Et egnet sted for silisiumdioksydet er i ledningen 50 over karbonsjiktet 48. I henhold til denne utførelsesform ledes således argon og C2CI2F2 nedover gjennom ledning 50, hvor de først kommer i kontakt med silisiumdioksydet og deretter karbonsjiktet 48. Mens denne spesielle utførelsesform frembyr visse potensielle fordeler når det gjelder enkelhet, omfatter den åpenbart anvendelse av et fast materiale som en reaktant istedenfor en damp så som SiCl4, og den lider følgelig av visse ulemper, slik at det på tegningen viste arrangement i noen grad foretrekkes som den i praksis mest bekvemme.

Mens det på tegningen bare er vist et enkelt reaksjons-kammer, vil det forstås at to eller tre eller endog flere kammere kan anordnes i rekkefølge etter de generelle retningslinjer som er angitt i US-patent 3 839 019. Således kan metall behandles i et første kammer av den type som er vist på tegningen, og deretter ledes over en ledeplate og inn i et tredje sådant kammer, osv. i rekkefølge, skjønt to eller tre kamre i alminnelighet eller ofte er tilstrekkelig. Som likeledes vist i ovennevnte patent 3 839 019 kan egnede ledeplater anordnes for å lette separasjonen av floterbare faser fra det smeltede metall og inn i et overliggende lag.

Ved utførelse av oppfinnelsen tjener imidlertid et slikt lag rett og slett til fjerning av slike faser og er ikke nødvendig. Det vil si at den foreliggende oppfinnelse utføres uten at det er nødvendig med et overliggende saltlag, skjønt et slikt saltlag kan dannes hvis betydelige mengder av MgCl2, en væske, skulle bli dannet. For størstedelen blir imidlertid en slik fase bare dannet i liten grad, om i det hele tatt, og derfor vil lite eller intet saltlag dannes, da de fleste av salt-produktene bindes av fluoridene, slik at de forholder seg i det vesentlige som faste stoffer. Det vil således bare dannes en meget liten mengde av MgCl2-væske, som stiger opp til smeltens overflate og faktisk i noen grad gjør nytte ved å undertrykke skumdannelse.

Separasjon av de fluoridholdige saltfaser utføres lett ved hjelp av et filter, så som et sjikt av den type som er vist i US-patenter 3 039 864 og 3 737 305. Slike innretninger er blitt anvendt ved behandling av smeltet aluminium i mange år og har vist gode resultater. De prosesser som er beskrevet i nevnte patenter innbefatter også passasje av gass gjennom det smeltede metall, hvilken kan anvendes for ytterligere behandling når dette ønskes. Et aspekt ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen innbefatter således at man fører det smeltede metall som behandles i henhold til oppfinnelsen, gjennom et filtersjikt av ikke-reaktive legemer, så som aluminiumoksyd, hvilket kan ha en relativt liten partikkelstørrelse, så som -3 +14 mesh, alt som vist i nevnte patenter. I et sådant sjikt foretrekkes det å anvende ytterligere gassbehandlinger som angitt i US-patenter 3 039 864 og 3 737 305. Argon eller annen ikke-reaktiv gass, med eller uten en reaktiv halogenholdig gass så som klor, bringes i kontakt med det smeltede metall som strømmer gjennom sjiktet, for således å rense metallet ytterligere. Ved en slik behandling er mengden av ikke-reaktiv gass typisk større enn mengden av klor eller annen reaktiv gass.

EKSEMPEL

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ble anvendt ved behandling av flere aluminiumlegeringer inneholdende betydelige mengder av magnesium. Disse er de legeringer som kan gi opphav til problemet med oksydflekker som forårsakes av magnesium-holdige salter. De behandlede legeringer innbefattet Aluminum Alloy 5042 inneholdende ca. 4 - 5% Mg og 0,2 - 0,5% Mn, Aluminum Alloy 5182 inneholdende ca. 4 - 5% Mg og 0,2 - 0,5% Mn og Aluminum Alloy 5082 inneholdende ca. 4 - 5% Mg. Disse legeringer inneholder selvsagt de normale mengder av tilfeldige elementer og forurensninger som vanligvis finnes i aluminiumlegeringer av denne type, sammen med de nettopp angitte legeringstilsetninger. I det anvendte system ble to, eller i noen tilfeller tre, agiterte reaksjonskamre av den generelle type som er vist i US-patent 3 839 019, anvendt i rekkefølge, fulgt av behandling i et filtersjikt som beskrevet i US-patent 3 737 305, gjennom hvilket en blanding av argon inneholdende ca. 4 volum% klor ble ledet. I reaksjonskamrene ble en blanding av argon og CCI2F2 anvendt i et volumforhold på ca.

5 : 1 for de første to kamre, og ved ca. 10 eller 11 : 1 i det tredje kammer når det tredje kammer ble anvendt. I de forsøk i hvilke bare argon-halogenkarbon-blandingen ble anvendt og oppfinnelsen ikke kom til utførelse, var filterets levetid tilstrekkelig til behandling av ca. 1 800 000 kg aluminium. På dette stadium begynte sjiktet å bli tilstoppet, tilsynelatende pga. en ansamling av aluminiumkarbid-inneslutninger i sjiktet. Videre bygget det seg opp karbider ved dispergerings-agiteringsinnretningen, som i noen tilfeller måtte erstattes etter behandling av så lite som 91 000 kg aluminium.

Agiteringsinnretningene ble modifisert som vist på tegningen for tilveiebringelse av det hule rom 50, og oksygen og silisiumtetraklorid ble anvendt i henhold til oppfinnelsen. Volumforholdet mellom argon og CCI2F2 forble ved ca. 5 : 1 for de første to kamre og ved 10 eller 11 : 1 for det tredje når dette ble anvendt. Volumforholdet mellom CC12F2 og oksygen var ca. 9 : l,og volumforholdet mellom argon og SiCl4 var ca.

20 : 1 for de første to kamre og 30 : 1 for det tredje reaksjons-kammer når dette ble anvendt. Igjen ble filtersjiktet i henhold til US-patent 3 737 305 anvendt, da dette ikke bare fjerner saltpartikler, men ytterligere forbedrer fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, og anvendelsen av et sådant sjikt i kombinasjon med arrangementet på tegningen er følgelig en foretrukken utførelsesform av oppfinnelsen. Ved dette arrangement ble over 12 700 000 kg aluminium behandlet uten noen betydelig forringelse av den påfølgende filtrerings-operasjon eller ved agiteringsinnretningen. Operasjonen ble avbrutt av grunner som ikke hadde noe å gjøre med forringelse av systemet, og viste klart en 7-dobbelt forbedring, hvilket bekreftet virkningen av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen når det gjelder å unngå dannelse av karbider ved behandling av smeltet aluminium med fluorkarboner. I samtlige forsøk, både de hvor fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ble anvendt og i de øvrige forsøk, ble natriuminnholdet i metallet redusert fra ca. 0,002 til under 0,0002 vekt%, og kalsiuminnholdet ble redusert fra ca. 0,001 til under 0,0001 vekt%, hvilket viser at forbedringen ifølge oppfinnelsen oppnås uten at dette skjer på bekostning av effektiviteten ved fluoridiseringen av natrium-

og kalsium-forurensningene.

Oppfinnelsen er beskrevet i forbindelse med behandling av smeltet aluminium, men anses verdifull ved behandling av andre metaller med fluorkarboner, særlig når det metall som skal behandles inneholder oppløste fluoridiserbare metallforurensninger. Oppfinnelsen skulle være anvendbar ved behandling av de såkalte lette metaller, aluminium og magnesium, eller hvilket som helst av de forskjellige metaller som kan renses ved behandling med halogenkarboner, spesielt metaller som reagerer eller forbinder seg med karbonbestanddelen i halogenkarbonet eller inneholder elementer som forbinder seg eller reagerer med denne, særlig når disse virker skadelig på det metall som behandles eller på behandlingsprosessen.

Claims

1. Fremgangsmåte til behandling av smeltet metall, såsom aluminium eller aluminiumlegeringer, hvor metallet bringes i kontakt med fluorkarbon, karakterisert ved at fluorkarbonet bringes i kontakt med et oksydasjonsmiddel under betingelser ved hvilke karbonet som inneholdes deri oksyderes, før metallet bringes i kontakt med fluorkarbonet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at fluorkarbonet bringes i kontakt med et oksydasjonsmiddel under betingelser ved hvilke betydelige andeler av karbonet oksyderes til karbonmonoksyd, og med en fluorakseptor, hvorved kontakt mellom det smeltede metall og CF4 vanskeliggjøres og oksydasjon av karbon til CO begunstiges.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at fluorakseptoren omfatter silisium.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at fluorakseptoren omfatter silisium tilveiebrakt som SiCl4 eller som Si02-

5. Fremgangsmåte ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at fluorakseptorens fluorid er gassformig og mindre stabilt enn fluoridet av ett eller flere metaller som inneholdes i det smeltede metall.

6. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at nevnte karbon omsettes med oksygen som et oksydasjonsmiddel.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at oksydasjonsmidlet er oksygen og anvendes i en mengde tilsvarende et overskudd på opp til 30 % i forhold til den mengde som er påkrevet for å oksydere karbonet i fluorkarbonet til CO, hvorved noe CO2 dannes, og dette CO2 føres over karbon ved forhøyet temperatur før innføringen i det smeltede metall.

8. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1-7, karakterisert ved at fluorkarbonet og oksydasjonsmidlet bringes til å reagere i en hul del av en roterende aksel på en agiteringsinnretning før innføringen i det smeltede metall.

9. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at en ikke-reaktiv gass anvendes i fremgangsmåten i en mengde som på volumbasis er større enn mengden av fluorkarbon som gass, hvorved det dannes en blanding av gasser som innføres i det smeltede metall.