Limited Londyn (Wielka Brytania) Sposób topienia i oczyszczania metali oraz material topnikowy stosowany w tym sposobie Wynalazek dotyczy sposobu topienia i oczyszcza¬ nia metali, w szczególnosci sposobu zapobiegania utlenianiu stopionych metali oraz materialu top¬ nikowego stosowanego w tym sposobie.W róznych operacjach metalurgicznych, obejmu¬ jacych takie metale jak cynk, aluminium, olów i miedz jest pozadane pokrycie powierzchni plyn¬ nego metalu warstwa plynnego topnika, aby unik¬ nac, wzglednie zmniejszyc utlenienie i tworzenie sie kozucha zuzlowego — szlaki. Z wielu materia¬ lów, uzywanych do tego celu topniki obecnie sto¬ sowane dla cynku opieraja sie o chlorek cynku, chlorek amonu, lub mieszanine tych zwiazków.Ta ostatnia jest najczesciej uzywana, jednak stwarza szereg niedogodnosci.Zasadnicza wada jest to, ze tlen dzialajacy na topnik ma tendencje tworzenia tlenochlorku cynku, który jest nierozpuszczalny w zadnym ze sklad¬ ników albo ich mieszaninie i powoduje zagesz¬ czenie topnika, przez co traci on na plynnosci.Ostatecznie tworzy sie staly kozuch zuzlowy. Aby przeciwdzialac temu mozna stosowac wieksza ilosc mieszaniny zwiazków. Tworzenie sie warstwy topnika, raczej w postaci ciastowatej, niz plynnej ma dwa znaczenia: oddzielanie topnika od metalu nie jest latwe, a oddzielanie odzyskiwanego z warstwy metalu topnika jest bardzo nieekono¬ miczne. Tam, gdzie uzywa sie topników przy ope¬ racjach odzyskiwania metalu straty sa powazne, zwlaszcza szczególnie tam gdzie wsad jest maly, 10 15 20 25 lub przy nadmiarze materialu przy przerobie pylu cynkowego, albo platków aluminium.Wynalazek polega na sposobie zapobiegania lub zmniejszenia utleniania sie plynnych metali przez pokrycie metalu warstwa topnika, zawierajaca podwójne sole chlorku sodowego i chlorku glino¬ wego.Sposób ten jest szczególnie przydatny dla pro¬ cesów, obejmujacych wytapianie cynku, alumi¬ nium, olowiu, cyny lub miedzi, albo stopów tych metali. Na przyklad przy powtórnym przetapianiu pylu cynkowego mozna osiagnac wysoki odzysk metalu, a topnik nie sztywnieje przy okreslonej granicy, wzrostu zawartosci tlenku.Wynalazek polega ponadto na nadaniu plynnosci materialowi, celem zapobiegania utlenianiu sto¬ pionych metali, który to material tworzy sie przez mieszanie chlorku sodowego i chlorku glinu, a na¬ stepnie laczy sie z utworzona mieszanina.Material ten ma te korzysc, ze tworzy sie plynny topnik, przez co usuniecie warstwy topnika jest wzglednie proste i ze topnik latwo odplywa.W ten sposób zuzywa sie mniej topnika, oraz mniej metalu zatrzymuje sie w topniku w mo- memcie oddzielania go od topnika.Wynalazek polega dalej na sposobie odzyskiwa¬ nia metali, zawartych w stopionej masie, w której metal jest pokryty topnikiem, zawierajacym sto¬ piona podwójna sól chlorku sodowego i chlorku glinu. 794133 79413 4 Topnik ten moze byc uzyty z korzyscia dla cynku i aluminium, aczkolwiek jego zastosowanie nie ogranicza sie do tych dwóch metali. Moze byc z powodzeniem uzyty równiez na przyklad dla olowiu, cyny i róznych innych metali. Dalej dla 5 ulatwienia lepiej jest stosowac tylko jeden topnik, jednak równie dobrze moze on byc domieszany do innych topników, szczególnie typu chlorków me¬ talicznych; na przyklad dla aluminium moze byc domieszany do innych topników typu kryolitu io (Na2AIF6).Jednak mieszane topniki tego typu nalezy trakto¬ wac z pewna ostroznoscia; dodatek innych soli ogólnie podnosi punkt topnienia topnika. Miesza¬ nina chlorków sodowego i glinowego i 2% wago- 15 wyeh chlorku sodowego ma temperature topnie¬ nia okolo 650°C, dla aluminium pozadana jest temperatura okolo 730°C. Dodatek okolo 5% kryo¬ litu podnosi temperature topnienia do okolo 730°C.Szczególnie uzyteczne sa topniki mieszane, opar- 20 te o chlorki innych metali alkalicznych i o chlorki metali ziem alkalicznych. Bardzo dobry topnik mozna otrzymac przez zmieszanie chlorku glino¬ wego, chlorku sodowego i chlorku potasowego,/ z tego dwie pierwsze sole, w mniej wiecej rów- 25, nyim stosunku wagowym. W ten sposób mozna sporzadzic topniki w granicach temperatur topnie¬ nia miedzy 650°C a okolo 200°C.Stwierdzono, ze plynnosc tych topników jest zalezna od stosunku zawartosci chlorku sodowego 30 i chlorku glinowego. Przy uzyciu takiego topnika plynnosc i temperatura topnienia moga byc kon¬ trolowane: aby uczynic topnik bardziej plynnym, nalezy dodac wiecej chlorku glinowego, albo jako takiego, albo jako soli podwójnej, aby uczynic 35 topnik mniej plynnym nalezy dodac chlorku albo fluorku metali alkalicznych lub metali ziem alka¬ licznych, albo kompleksu fluorków, takich jak ; kryolit.Rzeczywista temperatura topnienia topnika jest 40 okreslona temperatura topnienia metalu, albo tem¬ peratura operacji. Temperatury topnienia pospo¬ litych metali niezelaznych sa nastepujace: cynk 421°C, olów 327°C, cyna 232°C, aluminium 660°C, i miedzi 1083°C. Stad przy niskotopliwych meta- 45 lach topnik bedzie zawieral rzeczywista sól po¬ dwójna, podczas gdy dla miedzi topnik zawiera dostateczna ilosc soli podwójnej, aby dac poza¬ dana plynnosc.Wynalazek jest przykladowo wyjasniony naste- 50 pujaco.Przyklad I. Sposób preparowania topnika.Jest rzecza pierwszorzednego znaczenia, aby oba skladniki byly suche; w przypadku chlorku osu- 55 szenie przeprowadza sie prosto przez sproszkowa¬ nie i ogrzewanie w piecu, w przypadku chlorku glinowego mozna wykonac destylacje w odpowied¬ nim aparacie, o ile material zwilgotnial w maga¬ zynie'. Obie suche sole miesza sie w stosunku: «° 3 czesci wagowe chlorku sodowego z 7 czesciami chlorku glinowego i wsypuje sie do ogrzanego stalowego naczynia o temperaturze 300°C. Szybko tworzy sie plynna masa. Do tej masy dodaje sie mieszaniny soli w takiej ilosci, aby zachowac sta- 65 le plynna konsystencje. Jest pozadanym, aby mie¬ szanina byla uzyta bezposrednio, jednak' topnik moze byc wrzucony do formy i przechowywany przez krótki czas przed uzyciem.Przyklad -II. Odzyskiwanie cynku z nadmia¬ ru pylu cynkowego. Przyrzadza sie, w stalowym naczyniu, okolo 2001 b = 45,3 kg daje sie nadmia¬ rowego pylu w takich porcjach, aby mieszanina sie topila, a topnik pozostal plynnym. Wystarcza¬ jace mieszanie zapewnia poruszanie stalowym mieszadlem. Przy dodaniu wiekszej ilosci cynku nalezy dodac wiecej topnika, aby utrzymac do¬ stateczna plynna warstwe na powierzchni stopu.Zbiornik cynku utrzymuje. sie w temperaturze 450°C. Po dodaniu calosci cynku i po dobrym'•wy¬ mieszaniu zawartosc kotla pozostawia sie do od¬ stania w ' ciagu 15 minut, odpuszcza sie topnik, a cynk odlewa sie do wlewków. Uzyte ilosci: pyl cynkowy = 2002 kg. topnik _== 113 kg = 5,6°/o zuzytego cynku ilosc odzyskanego cynku = 1910 kg ilosc odzyskanego metalu 94,8°/o.Operacja trwa w calosci 3V2 godziny, czas jest scisle dostosowany do ilosci wytapianego cynku.Sposób wedlug przykladu II przeprowadza sie periodycznie, przez odpowiednie modyfikacje mozna go uczynic ciaglym. W tym przypadku konieczne jest periodyczne odpuszczanie i uzupelnianie top¬ nika.Przyklad III. Odzyskiwanie aluminium ze szlaki. Przyrzadza sie mieszanine z równych czesci wagowych sproszkowanej szlaki i stalego chlorku glinowo-sodowego i mieszanine te ogrzewa sie w stalowym naczyniu do temperatury 750°C. Po krótkim okresie kociol sie przechyla a plynny me¬ tal wyplywa; odzysk metalu wynosi 75a/o wago¬ wych szlaki. Uwaga: Szlaki te sa mieszanina wol¬ nego metalu i platków aluminiowych, co utrudnia przeprowadzenie analizy na czysty metal. Dlatego nie mozna dac teoretycznych danych o odzyska¬ niu metalu. Powtórzenie tego procesu na mala skale daje odzyskanie metalu w granicach 70—80®/o, w stosunku do ciezaru uzytej szlaki. Inna metoda dla odzyskania metalu jest proces mieszania na wilgotno, odzyskanie metalu wynosi wtedy 45°/o wagowych szlaki.Przyklad IV. Oddzielanie telluru od olowiu.Olów, uzyty w tych doswiadczeniach zawieral oko¬ lo 0,02% telluru. W obu przypadkach doswiad¬ czenia byly prowadzone w nastepujacy techniczny sposób. W jednym przypadku nie uzyto topnika, w drugim przypadku uzyto jako topnika chlorku glinowo-sodowego.W kotle z stopionym olowiem miesza sie pro¬ szek aluminiowy i utrzymuje sie temperature 500—550°C w ciagu 15 minut. Nastepnie usuwa sie szlake i proszek aluminiowy, oraz ochladza sie olów, usuwa sie równiez utworzony kozuch zuzlowy. . W doswiadczeniu z topnikiem, topnik usuwa sie tuz przed spuszczeniem, razem ze sko¬ rupa. . *. ;"5 7&413 6 ciezar olowiu ciezar proszku aluminium ciezar topnika ciezar odzyskanego olowiu straty olowiu zawartosc telluru przed próba zawartosc telluru po próbie Bez topnika 8,65 kg 0,17 kg — 6,41 kg 15,8% 0,02°/o 0,001% Z top¬ nikiem 8,65 kg 0,17 kg 0,42 kg 7,74 kg 10,5% 0,02% Z top¬ nikiem 8,65 kg 0,04 kg 0,22 kg 8,10 kg 6,3% 0,02% Bardziej wydajnym jest sposób przy uzyciu topnika.Przyklad V. Topienie cyny. Do tygla dodaje sie dwie próbki cyny i utrzymuje sie w stanie stopionym w ciagu 12 godzin, z których jedna próbka jest pokryta warstwa chlorku glinowo- -sodowego. Oba tygle utrzymuje sie w tempera¬ turze 280—290°C. W tyglu pokrytym topnikiem strata wynosila 0,38%, w tyglu bez topnika 1,1%. PL PL