PL21777B1 - Sposób oczyszczania magnezu i jego stopów oraz odzyskiwania magnezu z odpadków. - Google Patents

Description

Na mechaniczne wlasciwosci oraz odpor¬ nosc przeciw nadzeraniu magnezu i jego stopów wplywa niekorzystnie obecnosc za¬ nieczyszczen, zwlaszcza obcych tlenków i in¬ nych zwiazków (azotków, weglików, krzem¬ ków i t. d.), a takze innych cial obcych, jak wegla, nawet jesli te zanieczyszczenia znaj¬ duja sie w bardzo malej ilosci. Wynalazek niniejszy umozliwia w bardzo prosty sposób nalezyte oczyszczenie technicznego magnezu i jego stopów. Sposób wedlug wynalazku ni¬ niejszego nadaje sie takze do jednoczesnego usuwania zanieczyszczen przy odzyskiwaniu magnezu przez przetapianie odpadków (np. odpadków, powstajacych przy obróbce me¬ chanicznej, jak cieciu, wierceniu, toczeniu i t. d., lub przy odlewaniu magnezu lub jego stopów). Takwiec np. ze zeskrobkówmetalo¬ wych, które przy obróbce znanym sposobem daly zaledwie 30% zawartego w nich magne¬ zu jako metalu czystego, zapomoca niniejsze¬ go sposobu odzyskano wolny od zuzla ma¬ gnez lub jego stopy w ilosci, dochodzacej do 90% pierwotnej zawartosci metalu.Dotychczas w tym celu przetapia sie zwykle odpadki, bogate w magnez, pod po¬ wloka chlorków, zwlaszcza chlorku magne¬ zowego; resztki chlorku magnezowego przy- tem pozostaja w metalu i trzeba je usuwac zapomoca specjalnej obróbki wtórnej. Aby uniknac takiego oczyszczania wtórnego, pró¬ bowano metal zwilzac tylko taka iloscia sto-pionego chlorku magnezowego, zeby naste¬ powalo jedynie zlepianie sie cial obcych bez przedostawania sie jednak zbytecznego chlorku magnezowego do stopu magnezowe¬ go. W tym celu odpadki metalowe stapia sie w wyzszej temperaturze, np. 800°C i wyzej, z malemi ilosciami bezwodnego chlorku ma¬ gnezowego (odpowiadajacemi w przyblizeniu ilosciom obecnych zanieczyszczen; patrz pa¬ tent niemiecki Nr 360818). Wedlug niemiec¬ kiego patentu dodatkowego Nr 403802 stosu¬ je sie stopy soli, zlozone z mieszanin chlorku magnezowego albo karnalitu (KMgCl3 + 6H20) z zageszczajaco dzialajacemi dodat¬ kami. Jako srodki zageszczajace w patencie tyth podano obok tlenków (np. magnezowe¬ go) fluorki (magnezu, wapnia, glinu lub in¬ nych metali). Pózniej zamiast tego zalecano stosowanie chlorku wapnia z dodatkami flus- patu, przyczem sole, wydzielajace sie naj¬ pierw podczas ostygania stopu, dzialaja ja¬ ko srodki zageszczajace (patrz patent au- strjacki Nr 111837).J)to tej grupy sposobów nalezy równiez propozycja, aby metal w celu oczyszczania magnezu przez stapianie oczyszczajace, trak¬ towac takiemi chlorkami potasowców {zwla¬ szcza sodowym i potasowym) lub takiemi mieszaninami chlorków potasowcowych, któ¬ rych punkt topienia przewyzsza znacznie punkt topienia magnezu (patrz patent nie¬ miecki Nar 237791). Warunkom tym odpo¬ wiadaja mieszaniny, w których przewaza chlorek sodowy lub potasowy* Po stopieniu razem pozwala sie calosci ostygnac do tem¬ peratury, w której sól albo mieszanina soli krzepnie na skorupe, do której przechodza zanieczyszczenia, podczas gdy metal jest je¬ szcze ciekly.Inna grupa sposobów polega na stapianiu oczyszczajacem z dodatkami, wywolujacemi w umiarkowanym stopniu powstawanie sto¬ pów. Jako taki dodatek wymieniono np. w patencie amerykanskim Nr 1698647 cynk metaliczny, z uwaga, ze metal ten, jako skladnik stopu, wywiera bardzo niekorzyst¬ ny wplyw na magnez (strona 1 wiersz 41 — 58). Wskutek tego tez w powyzszym pa¬ tencie amerykanskim przy uzyciu fluorku magnezowego, jako glównego srodka oczy¬ szczajacego, zaleca sie dodawac do magnezu mala ilosc (0,05 — 0,3%) metalicznego wap¬ nia.Wedlug wynalazku niniejszego przezna¬ czony do oczyszczenia magnez lub materjal, zawierajacy magnez, stapia sie z malemi do¬ datkami soli metali ciezkich, np. halogenków albo siarczków. W porównaniu z pierwsza grupa omówionych powyzej znanych sposo-. bów róznica dotyczy katjonu: efekty oczy¬ szczania, osiagalne zgodnie z wynalazkiem, mozna otrzymywac jedynie zapomoca metali ciezkich. Od drugiej grupy znanych sposo¬ bów sposób wedlug wynalazku rózni sie tern, ze metal ciezki, w celu otrzymania wyników, osiagalnych wedlug wynalazku, trzeba wpro¬ wadzac w postaci soli.Zgodnie z wynalazkiem stosuje sie te so¬ le, których katjony nie tworza wcale lub tworza zaledwie w bardzo slabym stopniu stopy ze stopionym magnezem, albo tez te sole, których katjony, jako skladniki stopu, wplywaja korzystnie na wlasciwosci magne¬ zu lub jego stopów, a w kazdym razie nie wplywaja ujemnie. Do pierwszej grupy nale¬ za sole zelaza i manganu, np. chlorek zela¬ zowy (FeClz), chlorek manganu (MnCl2).Mozna np. stosowac tylko chlorek zelaza, mieszanine obu soli w równych czesciach al¬ bo równiez mieszanine soli z równemi ilo¬ sciami chlorku magnezowego. Jako sole dru¬ giej grupy mozna wymienic np. nastepujace: trójfluorek antymonu, trójsiarczek antymo¬ nu, chlorek kadmu, chlorek miedzi (CuCt2) i chlorek cynku. Ilosc tych dodatków zalezy od rodzaju i ilosci zanieczyszczen; naogól wystarcza 1—3% wagowych (w stostuaku do calkowitej ilosci obrabianego materfalu).Punkt topienia wybranych soli lub mie¬ szaniny soli powinien byc nizszy od punktu topienia magnezu, ich zas ciezar wlasciwy powinien przewyzszac ciezar wlasciwy sto- — 2 —pianego magnezu. Jesli solami takiemi posy¬ pac podczas stapiania metal, przeznaczony do oczyszczenia, to topia sie one wczesniej, niz metal i pokrywaja ten ostatni juz przed stopieniem go, dzieki czemu jest on zabez¬ pieczony od utlenienia. Szczególnie korzyst¬ nie ujawnia sie to dzialanie przy oczyszcza¬ niu stopów magnezu, poniewaz punkt topie¬ nia takich stopów lezy z reguly nizej od punktu topnienia magnezu. Jesli metal po stopieniu dobrze mieszac, dodajac soli w dalszym ciagu, to stopiona sól po polaczeniu sie z zanieczyszczeniami opada szybko na dno, dzieki swemu ciezarowi wlasciwemu, tak iz po skonczonem osadzaniu sie oczy¬ szczony metal mozna zlac, przyczem stopio¬ ny metal zostaje zabezpieczony od utleniania sie cienka blonka stopionej soli.Dobrze jest sole lub mieszaniny soli, w celu osiagniecia dokladniejszego zmieszania, stopic przed uzyciem oraz stop ten stosowac nastepnie w postaci rozdrobnionej.Przyklad I. Magnez, oczyszczony przez destylacje i zawierajacy 99,858% magnezu, potraktowano za pierwszym razem 1% chlorku cynkowego, za drugim razem — 1 % chlorku zelaza. Zawartosc magnezu wzrosla do 99,940%. Zawartosc wegla z 0,031% spadla do zera, zawartosc zelaza z 0,061 spadla na 0,026% (0,028%). Te sama prób¬ ke stopiono z mieszanina równych czesci chlorku magnezowego, chlorku cynkowego i chlorku zelaza. Przy uzyciu 1 % tej miesza¬ niny zawartosc zelaza spadla na 0,016% przy dodaniu zas 3% mieszaniny zawartosc zelaza spadla na 0,003% ; zawartosc wegla w obu przypadkach spadla do zera.Przyklad II. Zanieczyszczony srut ma¬ gnezowy, a takze zeskrobki i wiórki stopiono z 3% mieszaniny soli, zlozonej z 30% chlor¬ ku zelazowego, 30% chlorku cynkowego, 30% chlorku magnezu i 10% fluorku ma¬ gnezu. Otrzymano leizne zupelnie wolna od zuzla. Zawartosc zelaza w metalu pozostala bez zmiany, natomiast zawartosc cynku po obróbce wynosila zaledwie 0,04%.Przyklad HI. Zanieczyszczony srut ze stopu magnezowego o przyblizonym skla¬ dzie: 4% glinu, 1% cynku, 0,3% antymonu, reszte stanowil magnez, potraktowano 3% mieszaniny, zlozonej z 40% trójsiarezku an¬ tymonu, 20% chlorku zelaza, 10% chlorku cynku i 30% I chlorku magnezu. Równiez iw tym przypadku otrzymano leizne zupelnie wolna od zuzla. Zawartosc zelaza w oczy¬ szczonym stopie pozostala bez zmiany, za¬ wartosc zas antymonu wzrosla o 0,1%.W patencie austrjackim Nr 119266 opi¬ sano sposób oczyszczania stopów magnezu i zelaza, który jest dalszem rozwinieciem spo¬ sobu,opisanego w omówionym we wstepie pa¬ tencie niemieckim Nr 403802. Zamiast stoso¬ wac do oczyszczania stopu mieszanine chlor¬ ku magnezowego albo karnalitu z materjala- mi dodatkowemi, dzialajacemi, jako srodki zageszczajace, jak to wspomniano w powyz¬ szym patencie niemieckim, wedlug wymie¬ nionego patentu austrjackiego oczyszczanie wzmaga sie przez jednoczesne dzialanie wapnia i manganu. W tym celu do stopionego metalu, pokrytego zageszczonym stopem so¬ li, wprowadza sie najpierw metaliczny wapn dopóty, az stop wchlonie 0,5% Ca, poczem kapiel metalowa przemywa sie stopiona sola tak dlugo, az kapiel ta odda zpowrotem prze¬ wazna ilosc wapnia; nastepnie dodaje sie nowa ilosc stopionej soli, zawierajacej chlo¬ rek manganu w ilosci, wystarczajacej w przyblizeniu do wytworzenia stopu z zawar¬ toscia okolo 1 % manganu, i miesza sie zno¬ wu, ogrzewajac do temperatur okolo 900°, aby czesc dodanego chlorku manganowego zredukowac do metalu i stopic z magnezem.Zawartosc wapnia powinna zmniejszyc sie do maksymalnej zawartosci 0,1%, zawar¬ tosc zas manganu — powiekszyc do maksy¬ malnej zawartosci 0,4%. Sposób ten pokry¬ wa sie z wyzej opisanym o tyle, ze metal ciezki w postaci soli, a mianowicie chlorku manganu, wspóldziala jako srodek oczy¬ szczajacy. Jednakze w tym patencie au¬ strjackim opisane jest wyzyskanie rafinuja- — 3 —cego dzialania wapnia i manganu jedynie lacznie ze sposobem oczyszczania wedlug patentu niemieckiego Nr 403802, a prócz te¬ go wyraznie zaznaczono, ze wapn i mangan przy lacznem uzyciu, dzialaja oczyszczaja- co, czego nie mozna w tym samym stopniu o- siagnac zapomoca kazdego z tych metali zo- sobna. W przeciwienstwie do tego, sposób wedlug niniejszego wynalazku polega na sto¬ sowaniu soli metali ciezkich jako glównych srodków oczyszczajacych, przyczem wlasnie uzycie samego tylko chlorku manganowego, nie prowadzi do celu, natomiast jak to po¬ daje przyklad I, efekt oczyszczania osiaga sie przez traktowanie chlorkiem cynku lub chlorkiem zelaza, bez jakiegokolwiek innego dodatku. W kazdym razie w mysl wynalaz¬ ku wylaczone jest wprowadzanie do magne¬ zu wapnia metalicznego, jako skladnika stopu. PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób oczyszczania magnezu i jego stopów oraz odzyskiwania magnezu z od¬ padków przez stapianie z solami, znamien¬ ny tern, ze do materjalu, przeznaczonego do oczyszczenia, dodaje sie metali ciezkich w postaci ich soli, np. halogenków lub siarcz¬ ków, z dodatkiem halogenków magnezu lub bez tego dodatku, przyczem dobiera sie te sole metali ciezkich, których katjony nie tworza stopów ze stopionym magnezem, lub tworza je tylko w bardzo malym stopniu, albo te sole, których katjony tworza stopy ze stopionym magnezem, nie wplywajac jed¬ nak ujemnie na jego wlasciwosci.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze sie dobiera te sole albo mieszani¬ ny soli, których punkt topienia lezy ponizej punktu topiena magnezu, natomiast ciezar wlasciwy przewyzsza ciezar wlasciwy sto¬ pionego magnezu.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 — 2, zna¬ mienny tem, ze sole albo mieszaniny soli stapia sie przed uzyciem i otrzymany stop soli stosuje sie nastepnie w postaci rozdrob¬ nionej, Oesterreichisch Am e r ikan isc he Magnesit Aktiengesel lsc haft. Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL